论文部分内容阅读
[摘要]本文通过在济南至莱芜高速公路上LSPM柔性基层施工实例,对LSPM柔性基层施工技术和质量控制措施进行了探讨。
[关键词]LSPM;柔性基层;施工技术
1. 工程简介
济南至莱芜高速公路是国道主干线北京~上海公路、北京~福州公路山东境内重合段的重要辅线,是国道主干线青岛至银川公路的连接线,也是山东省“五纵四横一环”公路网主骨架的重要组成部分。由我公司承建的济莱高速公路第四合同段,全长 10.3 公里,为双向六车道高速公路标准,合同工期 36 个月,合同价 2.87 亿元。
济南至莱芜高速公路主线沥青混凝土路面结构及厚度见表1。
2. LSPM柔性基层概述
大粒径透水性沥青混合料(LARGE STONE POROUS ASPHALT MIXES),简称 LSPM,是指混合矿料最大公称粒径为31.5mm,具有一定空隙率,能够排除路面层间水的沥青混合料。它通常用作路面结构中的基层。LSPM设计为半开级配或者开级配,由于LSAM有着良好的排水效果,通常为半开级配(空隙率为13~18%)。LSPM具有良好的高温稳定性、水稳定性、抗疲劳性能、渗透性能、抵抗反射裂缝能力。
3. LSPM柔性基层配合比设计
3.1材料要求
3.1.1LSPM柔性基层所用矿料都必须无塑性,因为沥青混合料中的粘土颗粒会引起沥青混合料的体积膨胀,在水的作用下会造成沥青膜与矿料之间的剥离。
3.1.2粗集料应使用轧制的坚硬岩石,颗粒性良好,细长及扁平颗粒含量不超过15%,压碎值不大于26%,与沥青的粘结力不小于5级。
3.1.3细集料采用反击式或锤式破破碎机生产的硬质岩,经过筛小于2.36mm的部分具有较好的角砾性。棱角性必须大于42%,砂当量值不小于65%。
3.1.4填充料应采用Ⅲ级以上的干燥消石灰粉或生石灰粉。
3.1.5沥青采用较高粘度的改性沥青。MAC-70#改性沥青或SBS改性沥青。
3.2目标配合比设计
3.2.1本标段大粒径沥青混合料推荐级配及合成级配见表2。
3.2.2本标段大粒径沥青混合料矿料级配见图1。
3.2.3本标段目标配合比。LSPM-30柔性基层目标配合比设计中按照单粒级筛分结果确定粗中细三个级配分别制作三个沥青用量的大型马歇尔试件,进行体积指标和性能指标的检测,经综合比较后确定目标配合比见表3。最佳沥青含量为3.2%。
3.3生产配合比设计。生产配合比同样依据热料仓筛分结果,确定粗中细三个级配,使用沥青含量2.9,3.2,3.5分别进行马歇尔试验,进行体积指标和性能指标的检测,经综合比较后,确定生产配合比见表4:最佳沥青含量3.2%
3.4试拌试铺资料
3.4.1各项温度控制见表5:
3.4.2试铺段检测资料见图2。
4. LSPM柔性基层施工与质量控制
4.1施工前准备。为了保证下承层与LSPM的粘结以及密水性,应对下承层顶面进行处理。首先保证层间结合良好,应对下承层撒布乳化沥青;同时为保证LSPM渗透的水份不继续下渗而破坏下承层,在透层油上还应采用单层沥青表处作为封层与密水层;与LSPM相连接路肩带应采用透水路肩。
拌合场地应做如下准备:存料场地硬化时应形成一定的坡度且有足够的排水系统;避免不同类型的集料混放;细集料搭盖防雨棚;避免使用刚破碎的新鲜集料;避免使用料堆底部的集料。下图3为细集料防雨棚。
4.2混合料的拌和。混合料的拌和采用德国边宁荷夫牌 TBA320 沥青拌合机,五种筛分料配置使配料更加精确,加大力长的加热烘干系统,能够更加精确控制拌合温度,独物的环保设计尤其是对粉尘飘逸的控制,使噪音和粉尘的排放达到欧共体环保要求,轴向布置燃烧器能够使燃油 100%的燃烧,以及三百吨的成品料仓,可以保证前场摊铺的连续性。
由于LSPM中细颗粒含量少,烘干过程中容易使沥青老化,故应对拌和温度要严格控制。混合料采用MC-70#改性沥青时,MAC-70#改性沥青采用导热油加热,加热温度170-180℃之间,集料加热温度应比沥青温度高 10-20℃。拌和站混合料的出场温度控制在 175-185℃,废弃温度为 195℃。纯拌和时间设定为 45S,每小时产量约为 240 吨。拌和的混合料必须达到颗粒全部覆裹沥青结合料,并且均匀一致、无花白料、无结团成块或严重粗细集料分离现象。
4.3混合料的运输与摊铺。LSPM的运输与摊铺与普通沥青混合料基本相同,只是由于LSPM粗集料含量多、细颗粒含量少容易造成混合料的温度离析和粒径离析,混合料对温度非常敏感,因此LSPM在运输和摊铺过程中就必须采取以下措施:运输车辆和摊铺机采取保温措施,以保证混合料在运输和摊铺过程中温度尽量少损失。摊铺采用两台 ABG-525 型摊铺机梯队式前进,前后相距 10 米左右,一次铺筑成型。摊铺机参数的设定:(1)根据摊铺宽度 15.4m 拼装熨平板宽度为 7.5m、8m,预拱度设定为 1cm。(2)根据摊铺厚度,熨平板的仰角设定为 0.5,调整螺旋布料器高度至 31.5cm。(3)摊铺机的夯锤振捣频率设置在 600~650 转/min,熨平板振动频率设置在 2100 转/min,保证路面的初始压实度不小于 85%。(4)两台摊铺机均采用丹麦mini-line 非接触式平衡梁控制摊铺厚度。摊铺作业:(1)开始摊铺前加热熨平板至 100℃以上,混合料布满后停留 8~10min,目的是使 沥青混合料温度和横接缝接头部位进行温度传递,使碾压后的横向接缝直观上没有印迹,不产生接缝跳车现象。(2)混合料的摊铺温度控制在 165℃以上。(3)混合料的松铺系数为 1.20。(4)根据拌合机的生产能力和摊铺宽度、厚度等情况,摊铺机的速度控制在1~1.5m/min之间。摊铺必须均匀、缓慢、连续不断的进行,中途不得随意变速或停机,以免影响夯实效果和平整度。(5)摊铺时为了保证连续性,每台摊铺机前有 5 台料车等候卸料。(6)摊铺时要经常检测厚度、外观、平整度。厚度每 10m 左右检查一个断面以便随时调整,外观离析严重的应在技术人员的指导下补撒细料或局部挖除换填均匀料进行修补。运输车辆保温措施见图4、摊铺机保温措施见图5。
4.4混合料的压实。LSPM 的压实是保证其质量的重要环节,应选择合理的压路机组合方式和碾压步骤。由于LSPM是一种完整的粗骨料骨架结构,施工时既要保证粗骨料的骨架结构又要防止由于过碾而导致骨架棱角的破坏,混合料的碾压应遵循的原则是:高温、紧跟、少水、匀速、慢压、高频、低幅、先边、后中。
压路机组合及温度控制:初压:采用 两台DD130 双驱双振压路机前进静压,后退振动碾压一遍,第二遍前进后退均为振压。初压温度应控制在 165℃~175℃之间。复压:采用 DD130 双驱双振压路机高频低幅前进后退均为振压,压实速度为 1.5~2Km/h,碾压三遍,之后由26 吨胶轮压路机碾压 1~2 遍。复压温度控制在150℃~165℃之间。终压:采用 DD110 双驱双振压路机进行赶光,赶光时应特别注意轮迹的消除,速度可控制在 3~4Km/h。终压温度控制在130℃以上。压路机洒水控制措施见图6、碾压成型的柔性基层见图7。
4.5质量控制。LSPM柔性基层施工应从以下几个方面严格控制:
试验段控制:每个工程项目开始前,必须修筑一试验段,来检验混合料的体积性质是否足要求以及评价摊铺和压实技术。这个试验段必须用计划中相同的施工技术,在相同的混合料温度下摊铺和压实,这一点很重要。
现场压实控制:现场压实采用空隙率、压实度、压实遍数多方控制。
离析控制:离析控制主要控制随机离析、纵向离析、和运输离析。控制措施如下:分层堆积集料,加强料堆卸料和装料的管理;汽车装、卸料管理,汽车在装载混合料过程中,分二层六次装载,每层第一次靠近汽车的前部,第二次靠近汽车的尾部,第三次在汽车的中部。汽车行驶中应缓起、轻刹、慢拐弯,尽量避免急刹车。当汽车内的混合料进入摊铺机时,尽量使混合料作为一个整体进入摊铺机的料斗。摊铺机摊铺管理,在摊铺机二分之一处、边端装反向螺旋叶片。在摊铺机两侧加挡板。调整螺旋布料器高度至最低档 31.5cm。控制适宜的送料仓口开度,并尽量减少收斗时间或尽量不收斗。料斗必须收起时应在刮板尚未露出约 10cm 的热料时收拢,在料斗两翼刚复位时下一车料开始卸料,此时刮料板连同新车的热料一起刮料,减少了前一车剩余料的粗料集中。摊铺时螺旋布料器内的沥青混合料始终处于略高于布料器的 2/3 处,转速必须和摊铺机速度、摊铺宽度、厚度相匹配,均匀地操作送料器和布料器。另外保证摊铺厚度也是防止离析的关键。
开放交通控制:由于LSPM空隙率较大,表面粗糙,在重车通行下表面容易发生松散,因此在施工完成以后应尽量避免非施工必须通过的车辆驶入,并尽可能在 48 小时内铺筑沥青面层。
5. 结束语
项目首次大面积铺筑MAC-70#改性沥青LSPM柔性上基层,各项检测表明达到了设计要求。为以后修筑类似工程积累了宝贵的经验。
参考文献
[1]JTG F40-2004. 公路沥青路面施工技术规范[S]. 北京:人民交通出版社,2004.
[2]王松根.大粒径透水性沥青混合料(LSPM)柔性基层设计与施工指南. 北京:人民交通出版社,2007
[文章编号]1006-7619(2008)12-10-706
[作者简介]王豪(1968- ),男,高级工程师,1990年毕业于长沙交通学院,现任中交集团第二公路工程局第四工程有限公司总工程师。
注:“本文所涉及到的图表、注解、公式等内容请以pdf格式阅读原文”。
[关键词]LSPM;柔性基层;施工技术
1. 工程简介
济南至莱芜高速公路是国道主干线北京~上海公路、北京~福州公路山东境内重合段的重要辅线,是国道主干线青岛至银川公路的连接线,也是山东省“五纵四横一环”公路网主骨架的重要组成部分。由我公司承建的济莱高速公路第四合同段,全长 10.3 公里,为双向六车道高速公路标准,合同工期 36 个月,合同价 2.87 亿元。
济南至莱芜高速公路主线沥青混凝土路面结构及厚度见表1。
2. LSPM柔性基层概述
大粒径透水性沥青混合料(LARGE STONE POROUS ASPHALT MIXES),简称 LSPM,是指混合矿料最大公称粒径为31.5mm,具有一定空隙率,能够排除路面层间水的沥青混合料。它通常用作路面结构中的基层。LSPM设计为半开级配或者开级配,由于LSAM有着良好的排水效果,通常为半开级配(空隙率为13~18%)。LSPM具有良好的高温稳定性、水稳定性、抗疲劳性能、渗透性能、抵抗反射裂缝能力。
3. LSPM柔性基层配合比设计
3.1材料要求
3.1.1LSPM柔性基层所用矿料都必须无塑性,因为沥青混合料中的粘土颗粒会引起沥青混合料的体积膨胀,在水的作用下会造成沥青膜与矿料之间的剥离。
3.1.2粗集料应使用轧制的坚硬岩石,颗粒性良好,细长及扁平颗粒含量不超过15%,压碎值不大于26%,与沥青的粘结力不小于5级。
3.1.3细集料采用反击式或锤式破破碎机生产的硬质岩,经过筛小于2.36mm的部分具有较好的角砾性。棱角性必须大于42%,砂当量值不小于65%。
3.1.4填充料应采用Ⅲ级以上的干燥消石灰粉或生石灰粉。
3.1.5沥青采用较高粘度的改性沥青。MAC-70#改性沥青或SBS改性沥青。
3.2目标配合比设计
3.2.1本标段大粒径沥青混合料推荐级配及合成级配见表2。
3.2.2本标段大粒径沥青混合料矿料级配见图1。
3.2.3本标段目标配合比。LSPM-30柔性基层目标配合比设计中按照单粒级筛分结果确定粗中细三个级配分别制作三个沥青用量的大型马歇尔试件,进行体积指标和性能指标的检测,经综合比较后确定目标配合比见表3。最佳沥青含量为3.2%。
3.3生产配合比设计。生产配合比同样依据热料仓筛分结果,确定粗中细三个级配,使用沥青含量2.9,3.2,3.5分别进行马歇尔试验,进行体积指标和性能指标的检测,经综合比较后,确定生产配合比见表4:最佳沥青含量3.2%
3.4试拌试铺资料
3.4.1各项温度控制见表5:
3.4.2试铺段检测资料见图2。
4. LSPM柔性基层施工与质量控制
4.1施工前准备。为了保证下承层与LSPM的粘结以及密水性,应对下承层顶面进行处理。首先保证层间结合良好,应对下承层撒布乳化沥青;同时为保证LSPM渗透的水份不继续下渗而破坏下承层,在透层油上还应采用单层沥青表处作为封层与密水层;与LSPM相连接路肩带应采用透水路肩。
拌合场地应做如下准备:存料场地硬化时应形成一定的坡度且有足够的排水系统;避免不同类型的集料混放;细集料搭盖防雨棚;避免使用刚破碎的新鲜集料;避免使用料堆底部的集料。下图3为细集料防雨棚。
4.2混合料的拌和。混合料的拌和采用德国边宁荷夫牌 TBA320 沥青拌合机,五种筛分料配置使配料更加精确,加大力长的加热烘干系统,能够更加精确控制拌合温度,独物的环保设计尤其是对粉尘飘逸的控制,使噪音和粉尘的排放达到欧共体环保要求,轴向布置燃烧器能够使燃油 100%的燃烧,以及三百吨的成品料仓,可以保证前场摊铺的连续性。
由于LSPM中细颗粒含量少,烘干过程中容易使沥青老化,故应对拌和温度要严格控制。混合料采用MC-70#改性沥青时,MAC-70#改性沥青采用导热油加热,加热温度170-180℃之间,集料加热温度应比沥青温度高 10-20℃。拌和站混合料的出场温度控制在 175-185℃,废弃温度为 195℃。纯拌和时间设定为 45S,每小时产量约为 240 吨。拌和的混合料必须达到颗粒全部覆裹沥青结合料,并且均匀一致、无花白料、无结团成块或严重粗细集料分离现象。
4.3混合料的运输与摊铺。LSPM的运输与摊铺与普通沥青混合料基本相同,只是由于LSPM粗集料含量多、细颗粒含量少容易造成混合料的温度离析和粒径离析,混合料对温度非常敏感,因此LSPM在运输和摊铺过程中就必须采取以下措施:运输车辆和摊铺机采取保温措施,以保证混合料在运输和摊铺过程中温度尽量少损失。摊铺采用两台 ABG-525 型摊铺机梯队式前进,前后相距 10 米左右,一次铺筑成型。摊铺机参数的设定:(1)根据摊铺宽度 15.4m 拼装熨平板宽度为 7.5m、8m,预拱度设定为 1cm。(2)根据摊铺厚度,熨平板的仰角设定为 0.5,调整螺旋布料器高度至 31.5cm。(3)摊铺机的夯锤振捣频率设置在 600~650 转/min,熨平板振动频率设置在 2100 转/min,保证路面的初始压实度不小于 85%。(4)两台摊铺机均采用丹麦mini-line 非接触式平衡梁控制摊铺厚度。摊铺作业:(1)开始摊铺前加热熨平板至 100℃以上,混合料布满后停留 8~10min,目的是使 沥青混合料温度和横接缝接头部位进行温度传递,使碾压后的横向接缝直观上没有印迹,不产生接缝跳车现象。(2)混合料的摊铺温度控制在 165℃以上。(3)混合料的松铺系数为 1.20。(4)根据拌合机的生产能力和摊铺宽度、厚度等情况,摊铺机的速度控制在1~1.5m/min之间。摊铺必须均匀、缓慢、连续不断的进行,中途不得随意变速或停机,以免影响夯实效果和平整度。(5)摊铺时为了保证连续性,每台摊铺机前有 5 台料车等候卸料。(6)摊铺时要经常检测厚度、外观、平整度。厚度每 10m 左右检查一个断面以便随时调整,外观离析严重的应在技术人员的指导下补撒细料或局部挖除换填均匀料进行修补。运输车辆保温措施见图4、摊铺机保温措施见图5。
4.4混合料的压实。LSPM 的压实是保证其质量的重要环节,应选择合理的压路机组合方式和碾压步骤。由于LSPM是一种完整的粗骨料骨架结构,施工时既要保证粗骨料的骨架结构又要防止由于过碾而导致骨架棱角的破坏,混合料的碾压应遵循的原则是:高温、紧跟、少水、匀速、慢压、高频、低幅、先边、后中。
压路机组合及温度控制:初压:采用 两台DD130 双驱双振压路机前进静压,后退振动碾压一遍,第二遍前进后退均为振压。初压温度应控制在 165℃~175℃之间。复压:采用 DD130 双驱双振压路机高频低幅前进后退均为振压,压实速度为 1.5~2Km/h,碾压三遍,之后由26 吨胶轮压路机碾压 1~2 遍。复压温度控制在150℃~165℃之间。终压:采用 DD110 双驱双振压路机进行赶光,赶光时应特别注意轮迹的消除,速度可控制在 3~4Km/h。终压温度控制在130℃以上。压路机洒水控制措施见图6、碾压成型的柔性基层见图7。
4.5质量控制。LSPM柔性基层施工应从以下几个方面严格控制:
试验段控制:每个工程项目开始前,必须修筑一试验段,来检验混合料的体积性质是否足要求以及评价摊铺和压实技术。这个试验段必须用计划中相同的施工技术,在相同的混合料温度下摊铺和压实,这一点很重要。
现场压实控制:现场压实采用空隙率、压实度、压实遍数多方控制。
离析控制:离析控制主要控制随机离析、纵向离析、和运输离析。控制措施如下:分层堆积集料,加强料堆卸料和装料的管理;汽车装、卸料管理,汽车在装载混合料过程中,分二层六次装载,每层第一次靠近汽车的前部,第二次靠近汽车的尾部,第三次在汽车的中部。汽车行驶中应缓起、轻刹、慢拐弯,尽量避免急刹车。当汽车内的混合料进入摊铺机时,尽量使混合料作为一个整体进入摊铺机的料斗。摊铺机摊铺管理,在摊铺机二分之一处、边端装反向螺旋叶片。在摊铺机两侧加挡板。调整螺旋布料器高度至最低档 31.5cm。控制适宜的送料仓口开度,并尽量减少收斗时间或尽量不收斗。料斗必须收起时应在刮板尚未露出约 10cm 的热料时收拢,在料斗两翼刚复位时下一车料开始卸料,此时刮料板连同新车的热料一起刮料,减少了前一车剩余料的粗料集中。摊铺时螺旋布料器内的沥青混合料始终处于略高于布料器的 2/3 处,转速必须和摊铺机速度、摊铺宽度、厚度相匹配,均匀地操作送料器和布料器。另外保证摊铺厚度也是防止离析的关键。
开放交通控制:由于LSPM空隙率较大,表面粗糙,在重车通行下表面容易发生松散,因此在施工完成以后应尽量避免非施工必须通过的车辆驶入,并尽可能在 48 小时内铺筑沥青面层。
5. 结束语
项目首次大面积铺筑MAC-70#改性沥青LSPM柔性上基层,各项检测表明达到了设计要求。为以后修筑类似工程积累了宝贵的经验。
参考文献
[1]JTG F40-2004. 公路沥青路面施工技术规范[S]. 北京:人民交通出版社,2004.
[2]王松根.大粒径透水性沥青混合料(LSPM)柔性基层设计与施工指南. 北京:人民交通出版社,2007
[文章编号]1006-7619(2008)12-10-706
[作者简介]王豪(1968- ),男,高级工程师,1990年毕业于长沙交通学院,现任中交集团第二公路工程局第四工程有限公司总工程师。
注:“本文所涉及到的图表、注解、公式等内容请以pdf格式阅读原文”。