摘要:为解决沥青路面大中修施工问题,结合某国道实际情况,首先通过路面状况调查制定大中修方案,然后对大中修施工关键技术进行了分析,包括面层施工、基层施工与底基层施工等,最后提出了交通保障及施工安全保证措施,以保证国道沥青路面大中修施工质量。
关键词:国道;沥青路面;大中修;
作者简介:陈浩鑫(1987—),男,工程师,研究方向为公路桥梁工程。;
0引言如今,越来越多的国道需通过路面大中修来恢复沥青路面的技术性能,从而满足交通量不断增长的实际要求。而路面大中修是一项复杂的系统工程,要想保证大中修质量与效果,需根据施工路段的具体情况,制定合理可行的方案,并重视施工关键技术,同时还要充分考虑交通保障及施工安全方面的问题,将路面大中修可能对既有交通及通行安全造成的不利影响降至最低。
1工程概况某国道修建于20世纪90年代,为二级公路,采用沥青路面,曾多次对其进行预防性养护。本次以K545+996—K546+763、K547+546—K555+810、K558+240—K558+800和K558+800—K580+076四段为例进行分析。各段路面基本结构完全相同,均由沥青混凝土面层、二灰稳定碎石基层和石灰土砂砾底基层三部分组成。该国道交通量极大,尤其是重载车辆数量较多,路面结构损坏情况严重。通过长时间的使用,路面已经产生很多病害,如裂缝、坑槽、沉陷、推移与拥包,亟需通过全面调查制订大中修方案。
2路面调查与大中修方案对各路段路面使用性能实施全面调查,以此为性能评价提供可靠参考依据。具体的调查结果为:各路段路面弯沉均相对较大,数值为95.2~114.2(0.01mm),结构强度指数在47.0~60.1范围内;除了松散与纵向裂缝,其他病害均存在,特别是龟裂与块状裂缝尤为显著;路面破损状况指数在15.0~49.4范围内;虽然路面的平整度依然符合要求,但平整度指数与行驶质量指数均趋于下限,分别为3.1~7.5和41.1~90.0;路面横向力系数在24.1~41.2范围内,抗滑性能指数在54.83~82.17范围内,可见路面的抗滑性能已经很差。
根据以上调查结果制订如下大中修方案:K558+800—K580+076段,总长约21.276km,按大修标准设计;K545+996—K546+763段,总长约0.767km,按中修标准设计;K547+546—K555+810段,总长约8.264km,按中修标准设计;K558+240—K558+800段,总长约0.560km,按中修标准设计。同时对路面结构实施优化设计,大中修路面结构为:AC-13改性沥青混凝土上面层,层厚4cm;ATB-25型沥青稳定碎石下面层,层厚8cm;二灰稳定碎石基层,层厚20cm;水泥冷再生底基层,层厚20cm。
3大中修施工关键技术3.1面层施工3.1.1混合料拌和混合料拌和借助LB2000型拌和机进行。沥青、集料加热温度和拌和温度应满足以下要求:上面层:将沥青加热至160~170℃,将集料加热至180~190℃,出厂时混合料的温度应保持在175~185℃范围内,混合料储存过程中温度降低不能超出10℃,若混合料的温度低于160℃,或超过195℃,需将其废弃;下面层:将沥青加热至155~165℃,将集料加热至170~180℃,出厂时混合料的温度应保持在145~165℃范围内,混合料储存过程中温度降低不能超出10℃,若混合料的温度低于160℃,或超过195℃,需将其废弃。上面层混合料总拌和时间为48s,具体为干拌3s,湿拌45s;下面层混合料总拌和时间为45s,具体为干拌3s,湿拌42s[1]。
3.1.2混合料运输3.1.3混合料摊铺混合料摊铺借助ABG8620型摊铺机进行,在正常情况下,摊铺速度按照2~6m/min控制,在料车卸料的过程中摊铺机应缓慢且匀速运行。松铺系数需通过试验段施工来确定,其中,上面层设计厚度为40mm,松铺厚度为50mm,实测厚度平均值为40.6mm,松铺系数取1.23;下面层设计厚度为80mm,松铺厚度为100mm,实测厚度平均值为80.0mm,松铺系数取1.25。
3.1.4混合料碾压压路机应紧跟前方摊铺机缓慢且匀速行驶[3]。采用钢轮压路机进行碾压时,应在钢轮的表面适量喷水,采用胶轮压路机进行碾压时,需在胶轮的表面适量涂刷一层植物油,以此起到防止黏轮的作用。压路机的行驶应保持匀速,不可在新摊铺完成的表面进行转弯与停留。在边缘等压路机无法到达的部位,可由人工使用小型机具实施补压。在混合料实际温度冷却至50℃以下后,即可开放路段的交通[4]。
3.2基层施工3.2.1下承层准备基层施工前应先按照相关规范及质量检验标准由监理工程师全面检验底基层,只有在检验结果符合要求的情况下才能开始基层施工。
3.2.2放样与支模由专门的测放小组借助全站仪将中桩和边桩准确放出,然后以恢复的桩位为依据,结合松铺厚度系数通过计算确定松铺厚度,并在现场挂线。
3.2.3混合料拌和及运输基层混合料由WBC600型拌和机集中拌和。将混合料拌和完成后由20t自卸车运输,若运输时气温较高,可在车厢底部均匀洒水同时覆盖一层彩条布,以免水分散失。
3.2.4混合料摊铺与整形混合料摊铺采用AGB423型摊铺机。为了与摊铺施工良好配合,需在现场指派专人对进场的卸料车进行指挥。摊铺机按照现场挂设的钢丝线一次性将混合料找平,摊铺速度一般按4.0~4.5m/min控制,若无特殊情况,则不可改变摊铺速度,否则将对摊铺效果造成很大影响。摊铺时施工人员及其他任何机具都不能与现场的基准桩与基准线发生碰撞。在摊铺的同时还要指派专人做好整形,对摊铺完成后不规则的部位进行整修[5]。
3.2.5混合料碾压待摊铺长度为45~55m后,开始碾压。先用双钢轮振动压路机进行1遍静压,再连续振压3遍,完成后利用3m直尺对基层平整度进行检测,根据实测结果对平整度不满足要求的部位进行调整;之后采用25t光轮压路机连续振压,每完成1遍振压即检测1次压实度,直到实测压实度符合要求;最后利用30t胶轮压路机进行静压收面,以消除基层表面的轮迹[6]。
3.2.6养生养生在碾压完成后2d开始,先覆盖一层土工布,并根据实际的天气情况进行洒水,以确保表面保持湿润。养生持续时间应达到7d以上,另外在养生过程中除了洒水车以外的车辆均不允许进场。
3.3水泥就地冷再生底基层施工3.3.1施工机械设备水泥就地冷再生底基层施工机械设备配置:1台WR2500型再生机组;3台ZL-50型装载机;3台25t光轮压路机;1台25型羊角碾;1台20型三轮压路机;1台PY180型平地机;10台25t自卸车;4台10~12t洒水车[7]。
3.3.2施工工艺3.3.2.1施工方法借助再生机组进行就地施工,按照生产配合比先在工作面摊铺足够数量的水泥,然后利用再生机组进行铣刨与拌和,再采用压路机进行静压,同时采用平地机进行找平,最后采用重型振动压路机实施碾压。
3.3.2.2施工准备通过取样确定生产配合比,由此得出水泥含量及最佳含水率,以确保强度达到要求。
3.3.2.3水泥摊铺在设计用量基础上考虑一定损耗量,一般为0.5%,由此确定单位面积对应的水泥用量以及每袋水泥可以摊铺的面积。将碎石摊铺完成后先用压路机进行1遍静压,再由人工使用石灰撒出边长为1.8m和1.68m的方格,在每个方格中放置1袋水泥,最后采用人工将水泥摊铺均匀。
3.3.2.4拌和拌和可借助再生机组进行。由于翻拌与整平时可能产生水分损失,故实际含水率应适当增加,具体以气候条件与拌和整平所需时间为准确定。在翻拌过程中应安排专人做好跟机检验,按照5~10m的间隔距离进行挖验,以检查确定具体的翻拌厚度能否达到要求。在翻拌不到位的部位,应及时重新进行翻拌。混合料的拌和必须达到均匀,且色泽保持一致,无灰条与离析等现象。灰剂量采用EDTA法进行检查,结合试验结果对水泥摊铺进行调整。若水泥剂量无法达到要求,应立即补充水泥重新进行翻拌。
3.3.2.5整形与碾压(1)在再生机组的后方应紧跟1台重型压路机实施稳压。
(2)采用平地机将横纵坡段整平。
(3)碾压机具组合为25t光轮振动压路机+羊角碾+三轮压路机,各1台,保证表面达到平整,没有明显的轮迹。
(4)碾压方向与中心线保持平行,直线段从两边碾压到中心,而超高段需要从内侧碾压到外侧。在连续均匀碾压过程中,压路机后轮要和前轮保持轮宽1/3的重叠,并在要求的时间范围内碾压完毕。如果在碾压完成后产生弹簧或松散的情况,应立即将其挖除并进行置换,以免产生隐患。
(5)底基层的压实方式为:先采用羊角碾连续强振压3遍,然后采用光轮压路机继续振压3遍,最后用三轮压路机连续静压2遍。
4交通保障与施工安全保证措施如前所述,该国道既有交通量很大,在这种情况下开展大中修施工势必影响到附近居民正常和安全出行,因此必须充分考虑交通保障,并制定有效的施工安全保证措施。
根据该大中修工程的实际情况,制定如下各项交通保障与施工安全保证措施。
(1)对施工工期做合理安排,保证车辆分流效果。在半幅施工的基础上,指派专人进行指挥和引导,确保工程施工时不会威胁到附近车辆及居民出行安全。
(2)在工程施工开始前通过各种媒体做好宣传工作,确保来往车辆与人员都能明确工程具体实施时间、区段及重点部位,并引导出行人员选择其他路线,以减少施工路段的车流量。
(3)提前和交通管理部门建立联系,强化协作,保证工程实施过程中交通管理达到协调统一,车辆及行人都能正常、有序通行。
(4)在工程施工区段的两端与范围内都要设置警示标牌,以起到预先警示和随时提醒的作用。
(5)在工程各施工点位都要设置可移动的警示墩与警示标志,以提醒来往车辆及行人时刻注意安全,减慢速度或绕行,以保证全体过往车辆和现场施工人员的安全,防止意外事故发生。
(6)合理布置施工棚,并安放好各类施工机具,现场的施工材料应合理堆放,便于施工的同时,减少或避免对正常通行部分的侵占,确保未施工的段落能够正常通行。
(7)对可能威胁到车辆及行人安全的施工地点,需在夜间设置警示灯具,同时切实加强防范,以保证全体车辆及人员的通行安全。
(8)加强施工过程中的安全管理,提升施工人员自身安全意识,严格按照相关技术规程进行操作,重点防范电力与机械设备等的安全问题,杜绝人员的不安全行为,从根本上防止安全事故发生。
5结语综上所述,国道经过长时间的通车运行,其路面难免产生病害与破坏,要想彻底恢复路面的功能,并满足性能要求,往往要对路面进行大中修。以上对沥青路面大中修施工关键技术进行分析与总结,旨在为其他国道的路面大中修施工提供技术参考,保证实际的大中修质量与效果。
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