(一)沥青表面处治
沥青表面处治面层是用沥青和矿料按层铺或拌和的方法,修筑的厚度不大于3cm的一种薄层路面面层。当采用乳化沥青时,称为乳化沥青表面处治路面。其主要作用是构成磨耗层,保护承重层免受行车破坏;作沥青面层或基层的封面,起到封闭表面,防止地表水渗入基层及土基,提高平整度,增强抗滑性能,改善行车条件,延长路面使用寿命的作用。
对于新建三级公路、改建或经过整修的碎石路面以及损坏较轻的或泛油的沥青路面和损坏较轻而磨光的水泥混凝土路面或块石路面,均可直接在其上铺筑沥青表面处治。
沥青表面处治系按嵌挤原则修筑而成的次高级路面。其基本特点是造价低廉,施工工艺简单,进度快,使用质量较高。但其厚度薄,承载能力较低,不能作为单独受力结构层。
沥青表面处治最常用的施工方法是层铺法。按其浇洒沥青及撒铺矿料次数多少可分为单层式、双层式及三层式三种。单层式厚度为1.0~1.5cm,双层式厚度为1.5~2.5cm,三层式厚度为2.5~3.0cm。层铺法沥青表面处治的施工工序及要求如下:
(1)清理基层。在表面处治层施工前,应将路面基层清扫干净,使基层的矿料大部分外露并保持干燥。对有坑槽、不平整的路段应先修补和整平;若基层整体强度不足,则应先予补强。
(2)洒布沥青。在浇洒透层沥青后4~8h,或已作透层(或封层)并开放交通的基层清扫后,即可浇洒第一次沥青。沥青要洒布均匀,不应有空白或积聚现象,以免日后产生松散或雍包和推挤等病害。另外,应按洒布面积来控制单位沥青用量。
(3)铺撒矿料。洒布沥青后应趁热迅速铺撒矿料,按规定用量一次撒足并要铺撒均匀。
(4)碾压。铺撒一层矿料后随即用6一8t双轮压路机或轮胎压路机及时碾压。碾压应从一侧路缘压向路中心,然后再从另一边开始压向路中。碾压时,每次轮迹重叠约30cm,碾压约3~4遍。压路机行驶速度开始不宜超过2km/h,以后可适当提高。
双层式和三层式沥青表面处治的第二、三层施工即重复第(2)、(3)、(4)工序。
(5)初期养护。碾压结束后即可开放交通,但应禁止车辆快速行驶(不超过20km/h),要控制车辆行驶的路线,使路面全幅宽度获得均匀碾压,加速处治层反油稳定成型。对局部泛油、松散、麻面等现象,应及时修整处理。
(二)沥青贯入式
沥青贯入式面层是在初步压实的碎石(或轧制砾石)上,分层浇洒沥青、撒布嵌缝料,经压实而成的路面结构,厚度通常为4~8cm。当采用乳化沥青时称为乳化沥青贯入式路面,其厚度为4~5cm。沥青贯入式结构层对提高路面结构强度起重要的作用。
沥青贯入式路面系次高级路面,也可作高级路面的联结层或基层。它具有强度较高、稳定性好、施工简便和不易产生裂缝等优点。由于沥青贯入式路面的强度主要取决于矿料之间的嵌挤作用,且孔隙率较大,受温度变化的影响小,故温度稳定性较好。其缺点是沥青材料洒布在矿料中不易均匀,在矿料密实处沥青不易贯入,而在矿料空隙较大处沥青又容易结成块,因而强度不够均匀。另外,沥青贯入式路面是一种多孔隙结构,路表水容易渗入,因而耐久性差。为防止路表水的浸入以增强路面的耐久性,沥青贯入式路面上面必须加铺封层处理,但作为基层或联结层使用时,最上一层可不作封层。
根据沥青材料贯入深度的不同,贯入式路面可分为深贯入式(6~8cm)和浅贯入式(4~5cm)两种。其施工程序如下:
(1)放样和安装路缘石。
(2)清扫基层。
(3)厚度为4~5cm的浅贯式应浇洒透层或粘层沥青。
(4)撒铺主层矿料,其规格和用量符合规定,并检查其松铺厚度。
(5)主层矿料摊铺后,先用6~8t压路机进行慢速初压,至无明显推移为止。然后再用10~20t压路机碾压,直至主层矿料嵌挤紧密、无明显轮迹而又有一定孔隙,使沥青能贯入为止。
(6)浇洒第一次沥青。
(7)趁热撒铺第一次嵌缝料,撒铺应均匀,扫匀后应立即用10~12t压路机碾压(约碾压4~6遍),随压随扫,使其均匀嵌入。
(8)以后施工程序为浇洒第二层沥青,撒铺第二层嵌缝料,然后碾压,再浇洒第三层沥青,铺封面料,最后碾压。最后碾压采用6~8t压路机,碾压2~4遍,即可开放交通。
交通控制及初期养护等工作与沥青表面处治相同。
(三)沥青碎石
沥青碎石路面是由几种不同粒径大小的级配矿料,掺有少量矿粉或不加矿粉,用沥青作结合料,按一定比例配合,均匀拌和,经压实成型的路面。这种沥青混合料称为沥青碎石混合料。它的材料组成与沥青混凝土相似,主要的差别在于:一是空隙率较大,一般都在10%以上;其次是材料中不掺或掺很少量的矿粉。用这种混合料铺筑的路面能充分发挥其颗粒的嵌挤作用,高温稳定性比沥青混凝土好,但强度和耐久性不如沥青混凝土。为防止水分渗入沥青碎石路面并保持良好的平整度,必须在其表面加铺沥青表面处治或沥青砂等封层。
沥青碎石路面按矿料最大粒径的不同,可分为粗粒式、中粒式和细粒式三大类。沥青碎石混合料用作高等级道路沥青路面的联结层、基层及整平层,一般道路可铺筑沥青碎石路面,但面层上层宜采用沥青混凝土混合料铺筑。
单层沥青碎石的厚度为4~7cm,双层式的厚度可达10cm。
沥青碎石路面的施工方法和施工要求基本上与沥青混凝土路面相同。由于热铺沥青碎石主要依靠碾压成型,故碾压的遍数较多,一般要碾压10遍左右,直到混合料无显著轮迹为止。冷铺沥青碎石路面,施工程序与热铺的相同,但冷铺法铺筑的路面最终成型需靠开放交通后行车碾压来压实,故在铺筑时碾压的遍数可以减少。
(四)热拌沥青混合料路面施工
热拌沥青混合料路面的施工过程包括四个方面:混合料的拌制、运输、摊铺和压实成型。
1.沥青混合料拌制
沥青混合料在沥青拌和厂内采用拌和机械拌制。拌和机可以是固定式的或移动式的。前者采用的设备较完善,拌制质量好,生产率高,其供应范围不宜超过40km;后者采用易装拆或者本身可移动的设备,其设备较简单,使用较机动,供应的范围不宜超过20km。
拌和设备可分为间隙式拌和机(分批拌和)或连续式拌和机(滚筒式拌和机)。间隙式拌和是集料掺配、加热烘干、称量后同沥青在一起拌和,形成沥青混合料,其过程如图8-8所示。连续式拌和机厂的生产过程则如图8-9所示,集料按粒级分别存放在冷料仓内,由传送带将经过自动称重系统准确称量的冷集料按配比送入滚筒式拌合机内;称重系统同时也控制沥青从储罐泵入滚筒内,并在滚筒转动的过程中同集料相拌和,拌和好的热混合料从滚筒内输出后,由传送带送到热混合料料仓,并装入载料货车。整个过程由一控制台监控。
沥青混合料需在一定温度下才能拌得匀。确定拌和温度时,既需保证沥青对矿料能良好涂覆,又应尽量减少因加热引起沥青性状上的变化。温度的掌握因沥青和混合料的类型而异。各类沥青混合料的加热温度、拌和温度以及混合料储存和出厂温度应符合规范要求。(www.xing528.com)
图8-8 间歇式拌和机
1—冷集料存料斗;2—冷料供应阀门;3—冷料输送机;4—烘干机;5—集尘器;6—排气管;7—热料提升机;8—筛分装置;9—热料集料斗;10—称料斗;11—拌和桶或叶片拌和机;12—矿质填料贮存设备;13—热沥青贮存罐;14—沥青称料斗
图8-9 连续式拌和机生产过程
1—粗粒矿料;2—细粒矿料;3—砂;4—冷拌提升机;5—燃料喷雾器;6—干燥器;7—拌和器;8—沥青秤;9—活门;10—沥青罐
2.运输
热拌沥青混合料采用自卸汽车运输到摊铺地点。运送路途中,为减少热量散失、防止雨淋或污染环境,应在混合料上覆盖篷布。混合料运送到摊铺地点的温度应符合相应规定。为防止沥青同车厢的粘结,车厢底板上应涂薄层掺水柴油(油∶水为1∶3)。运送到工地时,已经成团块、温度不符合要求或遭受雨淋的沥青混合料,应予废弃。
3.铺筑
现场铺筑包括基层准备、放样、摊铺、整平、碾压等工序。
(1)基层准备。铺筑沥青面层的基层必须平整、坚实、洁净、干燥,标高和横坡合乎要求。
路面原有的坑槽应用沥青碎石材料填补,泥砂、尘土应扫除干净。
当基层为旧沥青面层时,为了有利于上下层的良好粘结,应洒布粘层油,该层沥青常用快裂的洒布型乳化沥青;也可使用快、中凝液体石油沥青AL(R)—l,2,AL(M)—3,或者煤沥青T—3、T—4、T—5。粘层沥青的用量:采用乳化沥青和煤沥青时为0.3~0.6kg/m2;采用液体石油沥青时宜为0.3~0.5kg/m2。
如基层为水泥或石灰稳定类材料,为防止面层与基层间出现滑动面,避免面层铺筑前车辆损害基层,并保护基层免受气候影响,应在基层表面干燥后立即浇洒透层油。透层的沥青材料,宜用慢裂的洒布型乳化沥青,也可用中、慢凝液体石油沥青或者煤沥青。透层沥青的用量:采用乳化沥青时为1.0~1.2kg/m2;采用液体石油沥青时宜为0.8~1.0kg/m2;采用煤沥青时宜为0.95~1.15kg/m2。
基层铺筑后不立即修筑沥青面层,且须维持一段时间交通时(一般为2~3月),为防止车辆损坏基层,减少雨水侵入基层,加强面层材料同基层的粘结,应铺筑下封层。下封层沥青材料采用慢裂的洒布型乳化沥青,也可用道路石油沥青、液体石油沥青或者煤沥青。下封层材料质量、施工程序或要求,与单层式沥青表面处治相同。
为了保证面层材料符合高程要求,可沿路面中心线和边缘线每隔一定距离示出路面设计标高,当路面较宽时,还应在横坡方向补设控制标高。
(2)摊铺。混合料摊铺可分为机械摊铺和人工摊铺两类。除了局部范围的摊铺,或者较低等级的一般道路或小规模工程可采用人工摊铺外,一般均采用机械摊铺。
机械摊铺采用轮胎式或履带式沥青混合料摊铺机。热混合料由自卸汽车卸入摊铺机的料斗内,由传送机经流量控制门送至螺旋分配器;随摊铺机向前行进,螺旋分配器自动将混合料均匀摊铺在整个宽度上;附在摊铺机后面的整平板烫平混合料的表面,调节和控制层厚和路拱,并由夯棒或振动装置对摊铺层进行初步压实(见图8-10)。
图8-10 沥青混合料摊铺机操作示意图
1—料斗;2—驾驶台;3—送料器;4—履带;5—螺旋摊铺器;6—振捣器;7—厚度调节螺杆;8—摊平板
混合料摊铺时应注意的问题如下:
1)保证混合料的摊铺温度规范规定。
2)摊铺混合料在表观上应均匀致密,无离析等现象。
3)摊铺层表面应平整,没有摊铺速度变化、摊铺操作不均匀或集料级配不正常所引起的不平整。
4)摊铺层厚度和路拱符合要求。
5)横向和纵向接缝的筑作正常,接头处无明显不平。
横缝可采用平接缝和斜接缝两种方式筑作。纵缝则可采用热接缝和冷接缝两种方式筑作。热接缝是由多台摊铺机在全断面用梯队作业摊铺方式完成;冷接缝则是在不同时间分幅摊铺时采用的方式。
(3)碾压。碾压是保证沥青混合料使用性能的最重要的一道工序。沥青混合料需要在一定的温度和一定的压实方法下才能取得良好的压实度。若施工时压实不足,沥青面层表层以下部分在施工后就难以取得必要的密实度,从而降低了材料的使用寿命(抗疲劳性能)。影响沥青混合料压实效果的因素有:沥青混合料的性质(如沥青的稠度和含量,矿料的尺寸、形状和级配,矿粉含量等),沥青混合料的温度,基层的状况,压实层厚,压实机具和方法等。其中最重要的是沥青混合料的温度。
温度过低,混合料压实不易充分,面层材料的耐久性受很大影响;过高,则混合料会出现发丝状裂纹或推移。压实时的合适温度随混合料的性质、气温和压实机具的类型等因素而异,需根据具体条件确定或可参见规范中推荐值。
一般采用光滚压路机和轮胎压路机或振动压路机组合的方式来压实混合料。光滚的好处是施压后表面平整,但易将矿料压碎;轮胎路碾对路面的压力虽不大(0.3~0.7MPa),但对材料起良好搓揉作用,促使混合料均匀、紧密和构成一平整表面。
压实作业可分为初压、复压和终压三个阶段。其顺序为,先用双轮光面压路机(6~8t)进行初压,从横断面上低的一测逐步移向高的一侧,每处碾滚2遍即可。初压之后进行复压,复压改用15t以上的轮胎压路机或12t以上的三轮光面压路机碾压4~6遍,至稳定和无轮迹为止。最后,在不产生轮迹的情况下再换用6~8t双轮光面压路机进行终平碾压。各次碾压时,均以压路机的驱动轮先压,以免从动轮先压可能使混合料出现推移现象。
碾压后要求达到的密实度可根据实验室所作试验得到的标准密实度定出,一般不应低于标准密实度的95%。
对于沥青混凝土面层,在碾压工序结束后,可撒少量石粉,待面层温度达一般温度(不高于50℃)后便可开放交通。
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