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【摘 要】 结合笔者相关工作经验,文章主要对高速公路沥青路面的施工监测方法进行了分析,随后阐述了沥青路面的技术要点,以及质量控制和检验。
【关键词】 高速公路;沥青路面施工监测;技术要点
前言:
路面施工检测工作是公路工程施工技术管理中重要部分,也是公路工程施工质量控制主要环节。公路施工检测技术的不断发展和改进,其检测的速度、效率以及精确程度都有了明显进步。道路工程路面检测工作工程建设的技术基础工作。因此,熟练掌握路面施工检测方法以及技术要点十分重要。
一、公路沥青路面施工检测方法分析
(一)现场GTM控制
GTM技术已非常成熟,已在部分地区广泛应用,GTM标准已被列为河北省地方标准。GTM方法与击实马歇尔法一样是沥青混合料配合比设计的一种,它可以替代马歇尔法进行沥青混合料配合比设计(但它不适用于SMA沥青混合料配合比设计)。
GTM是柔性路面在荷载作用下的机械模拟。它主要根据GSI≤1.05(GSI指沥青混合料在压实到平衡状态时是否失去弹性,是对沥青混合料稳定性的量度,与沥青混合料的永久变形有关。该指标由最终旋转角除以中间最小旋转角确定)和GSF>1.3(GSF指沥青混合料被压实到平衡状态时的抗剪强度与行车荷载作用下需承受的剪应力的比值)两个力学性能指针,与不同用油量下的试验结果,画出用油量与试验结果的关系曲线,来决定沥青混合料的设计密度及最佳沥青用量。也可通过其来验证混合料的力学性能指针。
(二)动态控制图
动态控制图是指在沥青混合料的拌和过程中对沥青拌和楼实施在线远程监控,从拌和设备起动到结束,拌和楼中沥青混合料的每档料掺配比例与油石比都会通过无线电波传输到质量监督人员的计算机中,以便对过程中控制指标发生异常波动进行分析,并提出相应的纠错程序,为动态控制沥青路面施工提供重要依据。
动态控制图是一种监督拌和楼掺配比例的程序,它与拌和楼数据是同步的,主要是方便业主单位和检测单位对沥青拌和场拌和情况的了解和控制,其数据的波动主要是由原材料级配的变化和人为调整造成的,数据的波动相当于级配或油石比的波动。
(三)现场无核密度仪控制
无核密度仪是一种快速简单无破损性的现场压实度测试设备。无核密度仪放到碾压好的路面上,只需要几秒钟时间就可以测出该点及该断面压实度是否合格,确保了碾压质量。与钻芯法相比,其优点是对路面无破损,压实度控制及时,保证了路面压实质量,发现问题并及时解决。做到跟踪碾压过程,进行动态检测。但它又与钻芯法是分不开的,在使用前要用钻芯法对其进行标定,计算出一个标定系数后,才能替代钻芯法进行检测,而且还要定期标定。
无核密度仪参数设置:一是根据不同路面类型(25~35mm/16~24mm/9~15mm是指该路面层的混合料最大颗粒粒径,在进行标定时,必须先进行路面类型选择)进行设定;二是根据沥青路面厚度(其检测深度为25~100mm)进行设定;三是根据沥青混合料的最大理论密度进行设定;四是设置数值单位(可以测压实度和空隙率,根据不同的需要输入相应参数)。
(四)抽提(燃烧炉法)
抽提(燃烧炉法)是一种快速检测混合料级配及沥青用量的方法。与工地常用的离心分离法相比,燃烧炉可以最大程度地减少操作步驟,使整个试验过程简洁、明了,大大减轻了试验工作量。可以较快地看出混合料的级配情况,更方便现场级配的控制。燃烧炉法在施工现场应用比较广泛,基本上替代了离心分离法。
二、高速公路沥青路面的技术要点
(一)沥青混合料配合比设计
1、目标配合比设计。许多试验人员认为目标配合比设计意义不大,最终是靠生产配合比来指导施工的,这样实际上无法严格控制不同材料的比例。目标配合比设计是控制冷料仓的依据,不应被广大试验人员所忽视。
2、生产配合比设计。在目标配合比确定后,应利用实际施工的拌和机进行生产配合比设计。试验前,应首先根据级配类型选择振动筛筛号,使几个热料仓的材料不致相差太多,最大筛孔应保证使超粒径料排出,使最大粒径筛孔通过量符合设计范围要求。试验时,按目标配合比设计的冷料比例上料、烘干、筛分,取各个热料仓试样进行筛分,与目标配合比一样用EXECL程序进行矿料级配计算,选择平坦的S型级配曲线,确定各个热料仓集料的比例。然后进行马歇尔试验确定最佳油石比,最后还要进行高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性能的检验。
3、横向裂缝出现的原因分析及处理措施
(1)施工缝未处理好,接缝不紧密,结合不良。
(2)沥青未达到适合于本地区气候条件和使用要求的质量标准,致使沥青面层温度收缩或温度疲劳应力(应变)大于沥青混合料的抗拉强度(应变)
(3)半刚性基层收缩裂缝的反射缝。
(4)桥梁、涵洞或通道两侧的填土产生固结或地基沉降。
4、横向裂缝的处理措施
(1)通热沥青灌缝:一般采用重交通道路石油沥青AH-90#,首先对沥青进行现场加热,温度控制在150~160℃。用铁壶或专用容器将热沥青灌入缝内,一般需浇灌2~3遍,待沥青温度下降至常温后即可开放交通。
(2)SBR改性乳化沥青灌缝:材料为SBR改性乳化沥青主要沥青中掺加1%的丁苯胶乳、5%的橡胶粉,灌缝后撒适量的石屑,效果非常好。
(3)进口灌缝胶修补裂缝。通过对裂缝出现原因的分析,我们可分别从沥青混凝土路面沥青选择及基层施工控制两个方面采取措施适当地减少裂缝的出现。首先根据《沥青路面施工及验收规范》(GB50092)要求,按地区气候条件和道路等级选取适用的沥青类型,以减少或消除沥青面层温度收缩裂缝和提高材料抵抗反射裂缝产生的能力。采用优质沥青、改性沥青更为有效。其次在基层施工中,应控制基层混合料在接近最佳含水量的状态下碾压,防止碾压时含水量过小,压实度和强度不足,造成强度裂缝或含水量较大容易出现干缩裂缝;对分段施工的基层,做好接头处理,分层碾压的基层,上下基层的接头应错开3~5m,以减少出现裂缝的机会;合理选择混合料的配比,控制细料数量;重视结构层的养护,并及早铺筑上层或进封层以利于减少干缩裂缝。
三、施工中对混合料的控制和检验
(一)施工过程中对配合比的控制
由于集料的变异性,施工过程中,混合料的矿料级配很难和配合比设计时的矿料级配吻合。为了降低级配的波动性,除加强对进场材料的检验外,试验室应不断追踪热料仓的级配,每天施工前都要对热料仓的集料进行筛分,将结果与生产配合比进行比较,若差异较大,立即进行调整,以保证混合料的矿料级配在配合比充许的波动范围内。
(二)施工过程中对沥青混合料的检验
公路路面沥青施工中,对于沥青混合料的性能检验是监督拌和站的生产工艺、检验沥青含量以及验证矿料级配的波动性的重要依据,是保障沥青路面施工质量事中控制的重要手段。试验室每天应至少取一次沥青混合料,来进行马歇尔试验以及抽提试验。
试验员必须严格按照《公路沥青及沥青混合料试验规程》进行混料试验检测,确保试验结果的准确及可靠性,并及时对试验结果进行分析,检查其稳定度、空隙率、流值以及饱和度等各项指标是否符合规范要求,沥青含量是否在设计用油量的正常波动范围之内;抽提后对矿料的筛分结果与每天施工前热料仓的矿料级配的偏差是否在正常范围内,若有偏差,必须及时检查拌和站的生产工艺,并适时对配合比进行调整。试验室对沥青混合料质量的及时评价,能够有效避免拌和站不合格混合料的出现,是保障沥青路面施工质量的关键环节。
四、结语
综上所述,通过对实践的总结,我们发现沥青路面检测的各项技术都有了明显的改进。无损检测取代有损检测,传统的手工方式向自动化转变,促使检测的效率的进一步提高,检测结果也更加精确,有效推动公路工程质量的全面提高。
参考文献:
[1]朱昱.高速公路沥青路面施工检测方法分析[J].交通标准化,2014,(8).
[2]张德志.高速沥青路面施工质量控制技术分析[J].中国高新技术企业,2014,(10).
[3]蒋科.高速公路沥青路面施工技术探讨[J].科技信息,2013,(16).
【关键词】 高速公路;沥青路面施工监测;技术要点
前言:
路面施工检测工作是公路工程施工技术管理中重要部分,也是公路工程施工质量控制主要环节。公路施工检测技术的不断发展和改进,其检测的速度、效率以及精确程度都有了明显进步。道路工程路面检测工作工程建设的技术基础工作。因此,熟练掌握路面施工检测方法以及技术要点十分重要。
一、公路沥青路面施工检测方法分析
(一)现场GTM控制
GTM技术已非常成熟,已在部分地区广泛应用,GTM标准已被列为河北省地方标准。GTM方法与击实马歇尔法一样是沥青混合料配合比设计的一种,它可以替代马歇尔法进行沥青混合料配合比设计(但它不适用于SMA沥青混合料配合比设计)。
GTM是柔性路面在荷载作用下的机械模拟。它主要根据GSI≤1.05(GSI指沥青混合料在压实到平衡状态时是否失去弹性,是对沥青混合料稳定性的量度,与沥青混合料的永久变形有关。该指标由最终旋转角除以中间最小旋转角确定)和GSF>1.3(GSF指沥青混合料被压实到平衡状态时的抗剪强度与行车荷载作用下需承受的剪应力的比值)两个力学性能指针,与不同用油量下的试验结果,画出用油量与试验结果的关系曲线,来决定沥青混合料的设计密度及最佳沥青用量。也可通过其来验证混合料的力学性能指针。
(二)动态控制图
动态控制图是指在沥青混合料的拌和过程中对沥青拌和楼实施在线远程监控,从拌和设备起动到结束,拌和楼中沥青混合料的每档料掺配比例与油石比都会通过无线电波传输到质量监督人员的计算机中,以便对过程中控制指标发生异常波动进行分析,并提出相应的纠错程序,为动态控制沥青路面施工提供重要依据。
动态控制图是一种监督拌和楼掺配比例的程序,它与拌和楼数据是同步的,主要是方便业主单位和检测单位对沥青拌和场拌和情况的了解和控制,其数据的波动主要是由原材料级配的变化和人为调整造成的,数据的波动相当于级配或油石比的波动。
(三)现场无核密度仪控制
无核密度仪是一种快速简单无破损性的现场压实度测试设备。无核密度仪放到碾压好的路面上,只需要几秒钟时间就可以测出该点及该断面压实度是否合格,确保了碾压质量。与钻芯法相比,其优点是对路面无破损,压实度控制及时,保证了路面压实质量,发现问题并及时解决。做到跟踪碾压过程,进行动态检测。但它又与钻芯法是分不开的,在使用前要用钻芯法对其进行标定,计算出一个标定系数后,才能替代钻芯法进行检测,而且还要定期标定。
无核密度仪参数设置:一是根据不同路面类型(25~35mm/16~24mm/9~15mm是指该路面层的混合料最大颗粒粒径,在进行标定时,必须先进行路面类型选择)进行设定;二是根据沥青路面厚度(其检测深度为25~100mm)进行设定;三是根据沥青混合料的最大理论密度进行设定;四是设置数值单位(可以测压实度和空隙率,根据不同的需要输入相应参数)。
(四)抽提(燃烧炉法)
抽提(燃烧炉法)是一种快速检测混合料级配及沥青用量的方法。与工地常用的离心分离法相比,燃烧炉可以最大程度地减少操作步驟,使整个试验过程简洁、明了,大大减轻了试验工作量。可以较快地看出混合料的级配情况,更方便现场级配的控制。燃烧炉法在施工现场应用比较广泛,基本上替代了离心分离法。
二、高速公路沥青路面的技术要点
(一)沥青混合料配合比设计
1、目标配合比设计。许多试验人员认为目标配合比设计意义不大,最终是靠生产配合比来指导施工的,这样实际上无法严格控制不同材料的比例。目标配合比设计是控制冷料仓的依据,不应被广大试验人员所忽视。
2、生产配合比设计。在目标配合比确定后,应利用实际施工的拌和机进行生产配合比设计。试验前,应首先根据级配类型选择振动筛筛号,使几个热料仓的材料不致相差太多,最大筛孔应保证使超粒径料排出,使最大粒径筛孔通过量符合设计范围要求。试验时,按目标配合比设计的冷料比例上料、烘干、筛分,取各个热料仓试样进行筛分,与目标配合比一样用EXECL程序进行矿料级配计算,选择平坦的S型级配曲线,确定各个热料仓集料的比例。然后进行马歇尔试验确定最佳油石比,最后还要进行高温稳定性、水稳定性、低温抗裂性能的检验。
3、横向裂缝出现的原因分析及处理措施
(1)施工缝未处理好,接缝不紧密,结合不良。
(2)沥青未达到适合于本地区气候条件和使用要求的质量标准,致使沥青面层温度收缩或温度疲劳应力(应变)大于沥青混合料的抗拉强度(应变)
(3)半刚性基层收缩裂缝的反射缝。
(4)桥梁、涵洞或通道两侧的填土产生固结或地基沉降。
4、横向裂缝的处理措施
(1)通热沥青灌缝:一般采用重交通道路石油沥青AH-90#,首先对沥青进行现场加热,温度控制在150~160℃。用铁壶或专用容器将热沥青灌入缝内,一般需浇灌2~3遍,待沥青温度下降至常温后即可开放交通。
(2)SBR改性乳化沥青灌缝:材料为SBR改性乳化沥青主要沥青中掺加1%的丁苯胶乳、5%的橡胶粉,灌缝后撒适量的石屑,效果非常好。
(3)进口灌缝胶修补裂缝。通过对裂缝出现原因的分析,我们可分别从沥青混凝土路面沥青选择及基层施工控制两个方面采取措施适当地减少裂缝的出现。首先根据《沥青路面施工及验收规范》(GB50092)要求,按地区气候条件和道路等级选取适用的沥青类型,以减少或消除沥青面层温度收缩裂缝和提高材料抵抗反射裂缝产生的能力。采用优质沥青、改性沥青更为有效。其次在基层施工中,应控制基层混合料在接近最佳含水量的状态下碾压,防止碾压时含水量过小,压实度和强度不足,造成强度裂缝或含水量较大容易出现干缩裂缝;对分段施工的基层,做好接头处理,分层碾压的基层,上下基层的接头应错开3~5m,以减少出现裂缝的机会;合理选择混合料的配比,控制细料数量;重视结构层的养护,并及早铺筑上层或进封层以利于减少干缩裂缝。
三、施工中对混合料的控制和检验
(一)施工过程中对配合比的控制
由于集料的变异性,施工过程中,混合料的矿料级配很难和配合比设计时的矿料级配吻合。为了降低级配的波动性,除加强对进场材料的检验外,试验室应不断追踪热料仓的级配,每天施工前都要对热料仓的集料进行筛分,将结果与生产配合比进行比较,若差异较大,立即进行调整,以保证混合料的矿料级配在配合比充许的波动范围内。
(二)施工过程中对沥青混合料的检验
公路路面沥青施工中,对于沥青混合料的性能检验是监督拌和站的生产工艺、检验沥青含量以及验证矿料级配的波动性的重要依据,是保障沥青路面施工质量事中控制的重要手段。试验室每天应至少取一次沥青混合料,来进行马歇尔试验以及抽提试验。
试验员必须严格按照《公路沥青及沥青混合料试验规程》进行混料试验检测,确保试验结果的准确及可靠性,并及时对试验结果进行分析,检查其稳定度、空隙率、流值以及饱和度等各项指标是否符合规范要求,沥青含量是否在设计用油量的正常波动范围之内;抽提后对矿料的筛分结果与每天施工前热料仓的矿料级配的偏差是否在正常范围内,若有偏差,必须及时检查拌和站的生产工艺,并适时对配合比进行调整。试验室对沥青混合料质量的及时评价,能够有效避免拌和站不合格混合料的出现,是保障沥青路面施工质量的关键环节。
四、结语
综上所述,通过对实践的总结,我们发现沥青路面检测的各项技术都有了明显的改进。无损检测取代有损检测,传统的手工方式向自动化转变,促使检测的效率的进一步提高,检测结果也更加精确,有效推动公路工程质量的全面提高。
参考文献:
[1]朱昱.高速公路沥青路面施工检测方法分析[J].交通标准化,2014,(8).
[2]张德志.高速沥青路面施工质量控制技术分析[J].中国高新技术企业,2014,(10).
[3]蒋科.高速公路沥青路面施工技术探讨[J].科技信息,2013,(16).