先進的施工機械和工藝是提高路面綜合質(zhì)量的保證

1、先進的施工機械和工藝是提高路面綜合質(zhì)量的保證    隨著中國高等級公路的發(fā)展，車流量不斷增大，重載車輛增加，路面施工質(zhì)量問題已十分突出。特別是由于某些施工單位片面追求路面平整度，往往忽視了路面壓實質(zhì)量。研究表明：提高壓實度，會增加柔性路面的承載能力，有更大的抵抗力，抵抗交通負荷所引起的道路變形，提高抗自然侵害力和抗裂能力，顯著增加路面壽命；同樣，路面平整度也是施工過程中需要控制的重要指標，良好的路面平整度，直接影響了車輛在路面上的行駛質(zhì)量和乘坐舒適性，也會減少車輛對路面的沖擊荷載，提高路面使用壽命。路面綜合質(zhì)量的提高是一個系統(tǒng)工程，它涵蓋了路面材料質(zhì)量、

2、施工機械的選型與合理配置，先進合理的施工工藝、完善的施工管理等諸多方面。 為此，青島公路工程處與西安公路交通大學合作進行了一項旨在提高路面綜合質(zhì)量的技術(shù)合作。從影響路面質(zhì)量的諸多因素入手，在進行了大量試驗的基礎(chǔ)上，確定了合理的施工工藝，使路面綜合質(zhì)量得到了顯著提高，取得了令人滿意的效果。本文就施工過程的一些經(jīng)驗和試驗成果總結(jié)如下。1原材料的管理原材料的優(yōu)劣是路面攤鋪質(zhì)量的基礎(chǔ)，為了解決目前國內(nèi)普遍存在的多家料場向一個標段供料引起的來料雜、料級配變化大的問題，工程處購買了反擊式聯(lián)合破碎機，對粗集料在碎石場內(nèi)統(tǒng)一破碎篩分，保證了級配穩(wěn)定，針片狀料含量低，顆粒形狀、清潔度、強度等指標滿足公路施工規(guī)范

3、JTJ032-94標準要求，從而解決了目前國內(nèi)普遍存在的原材料質(zhì)量問題。對細集料、粉料和瀝青，加強了來料質(zhì)量檢驗工作，杜絕不合格料混進場內(nèi)的情況。對進場的不同規(guī)格的集料分隔堆放，防止混雜，并采取了防雨、排水措施。特別是細集料，由于其含水率變化很大，在下過雨后，其含水率可達10%以上，因此對細集料用防水材料進行了覆蓋，這樣做不僅降低了攪拌設備的燃油消耗率，也為攪拌設備穩(wěn)定生產(chǎn)和攪拌出優(yōu)質(zhì)混合料提供了前提條件。2設備選型與配套路面施工中使用的設備種類很多，檔次也差別很大，而起主導作用的是混合料拌和、攤鋪和壓實機械。拌制瀝青混凝土的設備類型很多，從拌和形式上主要分為三大類：連續(xù)式自由拌和設備；間歇式

4、強制拌和設備；連續(xù)式半強制拌和設備。由于間歇式強制拌和設備有兩次計量、熱料二次篩分和強制拌和等特點，與其它兩種設備相比，瀝青含量和混合料級配控制都更準確穩(wěn)定。在對眾多間歇攪拌站分類對比的基礎(chǔ)上，選擇了芬蘭Amomatic 150 t/h間歇式混凝土攪拌站，它除了具有模塊化設計，安裝速度快的特點之外，還具有計量準確，熱骨料溫控精度高，拌和質(zhì)量好等優(yōu)點。在工程施工中，經(jīng)檢驗其骨料計量偏差<±0.5%，粉料計量偏差<±0.5%，瀝青計量偏差<0.3%，拌制的瀝青混合料均勻，其瀝青含量偏差0.3%，溫控誤差±5%，能夠拌出優(yōu)質(zhì)的混合料。攤鋪機選擇了德國A

5、BG公司生產(chǎn)的TiTAN423型，攤鋪速度016 m/min無級調(diào)節(jié)，其低速作業(yè)穩(wěn)定性好，自動找平裝置易于操作，控制精度高，攤鋪寬度變化范圍大(2.512.5 m)，夯錘頻率025 Hz，振動器頻率3355 Hz可調(diào)，加之刮板輸料傳感器和螺旋布料器料位傳感器等自動控制裝置，使其具備優(yōu)良的作業(yè)性能。為了提高路面平整度，從美國進口了16.77 m移動基準梁。該梁具有濾波效果好、基準建立方便、人為因素影響小等特點。壓路機分為靜碾式、輪胎式和振動式壓路機，研究表明，瀝青混合料在振動狀態(tài)下，特別是頻率接近固有頻率時，其內(nèi)摩擦力會減少80%，壓實效率明顯高于其它兩類壓路機。在分析了各種壓路機特點的基礎(chǔ)上，

6、選定了德國BW151AD-2，BW202AD-2和瑞典CC421調(diào)頻調(diào)幅振動壓路機。在確定了主導機型的基礎(chǔ)上，根據(jù)連續(xù)作業(yè)的要求，選擇了其它設備，設備配置情況見表1。表1瀝青混凝土面層設備配置一覽表機械名稱產(chǎn)地數(shù)量備注瀝青拌和設備芬蘭1150 t/h攤鋪機德國1ABG 423自卸汽車青島2020 t灑水車中國2加油車中國1雙鋼輪壓路機德國1BW151AD-2雙鋼輪壓路機德國1BW202AD-2雙鋼輪壓路機瑞典1CC421輪胎壓路機德州120 t裝載機柳州3/切縫機中國1/3路面施工工藝的試驗研究 施工工藝由原材料級配，顆粒尺寸，形狀，瀝青標號，混合料溫度，鋪層厚度等因素而定，為確定所鋪筑材料的

7、最佳施工工藝，在連接線上選取了1 km路段作為試驗路段，確定各設備的運轉(zhuǎn)參數(shù)和設備之間的合理匹配關(guān)系。   3.1混合料溫度特性試驗由于混合料具有熱塑性，在高溫下瀝青結(jié)合料起到潤滑作用，易于壓實；隨著溫度的降低，壓實作業(yè)除了克服骨料間的內(nèi)摩擦力外，還要克服粘滯阻力，因此混合料的溫度特性，決定了混合料出料溫度、碾壓開始時間和碾壓距離等參數(shù)?，F(xiàn)場實測溫度特性見圖1。圖1料溫隨時間變化曲線   3.2攤鋪速度工程實踐證明，提高路面質(zhì)量的一個主要措施是保證攤鋪機能連續(xù)穩(wěn)定地攤鋪作業(yè)，盡量避免攤鋪時快時慢、時走時停，攤鋪機的作業(yè)速度根據(jù)拌和機產(chǎn)量和運輸車的能力、鋪

8、層厚度和寬度確定。由公式(1)計算可得攤鋪速度為1.52 m/min。(1)式中：Q攪拌設備產(chǎn)量,t/h；H攤鋪寬度,m；B攤鋪厚度,m；混合料密度,t/m3；C系數(shù)。    3.3找平基準的選擇在攤鋪機自動找平系統(tǒng)正常工作的情況下，找平基準對攤鋪層平整度起著決定性作用，往往由于基準本身的原因，對路面平整度產(chǎn)生很大影響。為了對比固定基準和行走基準的優(yōu)劣，在試驗段進行了對比試驗，試驗結(jié)果表明：在下承層平整度標準差<2.5 mm時，采用掛線基準，鋪層經(jīng)壓實后平整度標準差=1.41.6 mm；采用浮動平均梁基準，鋪層經(jīng)壓實后平整度標準差=1.11.3 mm；由此可

9、見后者優(yōu)于前者。其主要原因之一是超長浮動平均梁優(yōu)良的濾波功能。如圖2所示，當某一滑靴下面有一個高度為H的凸起時，梁變動H由式(2)計算。K(H-H)=(n-1)KH(2)式中：n梁上安裝的彈簧數(shù)。圖2浮動平均梁示意圖由此可見隨著梁上安裝彈簧數(shù)的增加，其濾波效果會更好。原因之二是該裝置減少了人為因素的影響，而且由于杠桿比例作用對鋪層厚度的變化特別靈敏。因此在下承層標高滿足設計要求時應優(yōu)先選擇行走基準作為參考基準。3.4壓路機的壓實工藝路面壓實度決定了路面鋪層的空隙率。研究資料表明，空隙率的大小在很大程度上決定了路面質(zhì)量，當空隙率大于7%時，每增大1%透水性成倍增長；空隙率降低至5%時，路面壽命提

10、高23倍。由于路面壓實主要是克服瀝青混合料的內(nèi)聚力、內(nèi)摩擦力，因此根據(jù)瀝青混合料的級配、瀝青含量、瀝青標號、確定初壓溫度及振動壓路機的頻率、振幅等參數(shù)是十分重要的。圖3、圖4給出了在不同條件下，壓路機的壓實效果，從圖中曲線可見：圖3振動頻率與壓實效果圖4靜壓與振動壓實(1) 振動壓路機頻率較高時效果優(yōu)于低頻壓實，這主要是瀝青混合料的固有頻率較高的原因。(2) 振動壓路機在混合料溫度相對較低的情況下也有很好的壓實性能，而靜碾壓路機在壓實度達到95%時曲線變得十分平緩，進一步提高很困難。(3) 從圖上可以看出，碾壓初溫對壓實效率影響很大，溫度高易于壓實。(4) 在鋪層較薄時(46 cm)，振幅不宜

11、過大，取0.40.6 mm較為合適；太小壓實效率低，過于小時壓實度達不到規(guī)定值，太大不僅影響路面平整度，而且有可能將石料振壞。根據(jù)以上試驗結(jié)果制定碾壓工藝如下：為了在保證路面壓實度的情況下盡可能提高路面平整度，初壓采用BW151AD-2不施振碾壓1遍，使鋪層建立一定的承載能力；復壓采用BW202AD-2，Dynapac CC421和BW151AD-2振動壓路機各振壓1遍，速度4 km/h左右，頻率4050 Hz，振幅0.40.6 mm；終壓采用BW202AD-2不施振碾壓1遍。由溫度特性曲線可知，鋪層溫度平均每分鐘下降20。因此在碾壓初溫130140時，在30 min內(nèi)完成碾壓，可保證終壓溫度

12、高于70，由此可確定碾壓距離5060 m，混合料出料溫度155165。按以上壓實工藝鋪筑了500 m試驗路段，經(jīng)檢測壓實度平均值97.8%，平整度標準差0.53 mm(下承層0.60.8 mm)，取得了令人滿意的試驗結(jié)果。4施工組織管理與過程監(jiān)控優(yōu)質(zhì)的原材料，現(xiàn)代化的機械設備和合理的施工工藝為鋪筑高質(zhì)量路面提供了物質(zhì)基礎(chǔ)，而整個工程能否達到預定目標施工的組織管理是至關(guān)重要的。為此工程處研究制定了質(zhì)量保證體系(見表2)，做到目標明確，責任到人，獎罰分明。根據(jù)平整度傳遞理論，在確保壓實度的前提下，對各層平整度作出了要求，基層平整度<2.5 mm，達不到要求的地方要進行處理；下面層平整度<

13、;1.0 mm；中面層平整度<0.7 mm；上面層平整度<0.55 mm。表2質(zhì)量保證體系一覽表項目要求負責原材料符合規(guī)范要求、分隔堆放，來料檢驗試驗室拌和料配比準確，瀝青含量偏差±0.3%，出料溫度160±5拌和站運輸車移動接料，有遮蓋，不碰撞攤鋪機車隊攤鋪機無離析現(xiàn)象，鋪層平整，作業(yè)速度穩(wěn)定攤鋪隊壓路機初壓溫度130140，速度4 km/h左右，最終路面平整度<0.55 mm壓路機組    同時，加強了試驗室技術(shù)力量，對施工作業(yè)全過程進行跟蹤檢測，及時解決施工過程中存在的問題。通過采取以上措施，在“萊濰”高速公路第9合同段施工中，路面綜合質(zhì)量達到國內(nèi)先進水平。 5路面壓實度與平整度檢測結(jié)果按照JTJ059-95公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程和JTJ071-94公路工程質(zhì)量檢驗評定標準的規(guī)定，對第9合同段路面壓實度和路面平整度進行全面檢測，壓實度檢測采用鉆孔取芯法，取樣點數(shù)271個，檢測結(jié)果見表3。表3壓實度統(tǒng)計特征值%平均值標準差離