大粒径透水性沥青混合料(LSPM)施工工艺及点分析

    大粒径透水性沥青混合料(Large Stone Porous asphalt Mixes,以下简称LSPM)是指混合料最大公称粒径大于26.5mm,具有一定空隙率能够将水分自由排出路面结构的沥青混合料,LSPM通常用作路面结构中的基层。 
  关键词 大粒径透水性沥青混合料施工方法、工艺流程。 
  中图分类号TU74 文献标识码A 文章编号 
   这种混合料的提出是来自美国的经验,我们在国外研究的基础上从2001年开始进行了大量的研究和应用,并对其级配与各项技术指标进行研究,使其更符合我国具体实际情况,根据研究结果与使用状况提出了本设计与施工指南,更好地指导工程实践。LSPM设计为半开级配或者开级配。由于LSPM有着良好的排水效果,通常为半开级配(空隙率为13-18%)。 
  1.研究和应用表明LSPM具有以下优点 
  (1)级配良好的LSPM可以抵抗较大的塑性和剪切变形,承受重载交通的作用,具有较好的抗车辙能力,提高了沥青路面的高温稳定性;特别是对于低速、重车路段,需的持荷时间较长时,设计良好的LSPM与传统的沥青混凝土相比,显示出十分明显的抗永久变形能力。 
  (2)LSPM有着良好的排水功能,可以兼有路面排水层的功能。 
  (3)由于LSPM有着较大的粒径和较大的空隙,它可以有效地减少反射裂缝。 
  (4)大粒径集料的增多和矿粉用量的减少,减少比表面积,减少了沥青总用量,从而降低工程造价。 
  (5)与通常的半刚性基层相比,提高了工程施工速度,减少了设备投入。 
  (6)在大修改建工程中,可大大缩短封闭交通时间,社会经济效益显著。 
  2.施工工艺 
  2.1大粒径柔性基层施工工艺具体流程图如下 
   
   
  2.2施工步骤 
  2.2.1下承层准备 
  在摊铺柔性基层前,对水稳碎石基层的高程、宽度、横坡度、压实度等指标进行全面的检测,检测不合格者必须采取适当措施进行补救,使其达到规定求;摊铺前用风力灭火器吹除封层表面浮尘,局部有土块污染处,用钢丝刷刷后再吹干净。下承层各项技术指标满足规范求。 
  2.2.2机械准备 
  摊铺柔性基层前必须认真检查拌和、摊铺和碾压设备确保其完好状态,以免由于机械故障造成中途停机,影响工程质量。加强摊铺现场与拌和厂之间的联系,以应对紧急情况。 
  2.2.3施工放样 
  本工程采用基准钢丝法调平,为了避免由于基准钢丝绳的垂度影响上基层摊铺的平整度及高程,其定位桩纵向间距设为10m,并用紧线器拉紧,钢丝拉力应不小于800N,同时做好明显标记,防止现场工作人员扰动钢丝绳,以免造成摊铺面的波动。挂线高程=底层设计高程+松铺系数*压实厚度+10cm。在每侧距边缘线40-50cm处打入钢钎,作为定位桩。钢钎牢固,位置准确。定位桩纵向间距10m(曲线段上为5m)。定位桩上挂Ф4.0mm高强度钢绞线,其张紧长度控制在200m左右。半幅中间位置摆放铝合金以引导摊铺,并且在摊铺前及时进行高程、横坡度等指标的检查,发现问题及时处理。 
  2.2.4混合料拌和 
  沥青混合料采用玛莲尼4000型拌和站进行拌和。 
  沥青加热170℃~180℃,矿料温度比沥青温度高10-20℃,沥青混合料出场温度170℃~185℃,废料温度为195℃,拌和场卸料口下专人测量混合料的出场温度,当温度过高,影响沥青与集料的粘结力时,混合料不得使用。间接式拌和机每锅拌和时间宜为45~50S(其干拌时间不得少于5S),拌出的混合料应均匀一致,所有矿料全部包裹沥青,无花白、结团或离析现象。 
  2.2.5运输 
  混合料采用15T以上自卸汽车进行运输,运输前车厢应清扫干净,并适当喷洒隔离剂,不得有余液积聚在车厢底部,防止混合料中的细集料及沥青与车厢板粘连。卸料时,应当先前后两头后中间,以防粗集料发生离析。同时在卸料后注意对粘结细料清除。 
  连续摊铺过程中运输车应距摊铺机20~30cm处停车,严禁撞击摊铺机。卸料过程中运料车应挂空挡,轻踩刹车,靠摊铺机推动前进。 
  2.2.6摊铺 
  采用两台福格勒摊铺机联合摊铺,摊铺宽度11.25m,摊铺时以10-20米间隔成梯队前进。来料摊铺温度控制在165-170℃。 
  沥青混合料的松铺系数采用1.2。摊铺前做好三块12cm厚的垫木,摊铺机就位后将垫木放于熨平板底下,另垫薄垫木以控制好高程,加热熨平板至100℃时方可进行摊铺,摊铺机起步前应将传感器调整到合适位置,以保证摊铺混合料高程与设计高程相一致。 
  摊铺沥青混合料应缓慢、均匀、连续摊铺。摊铺过程中不得随意变换速度或中途停顿。摊铺速度一般为1-1.5m/min。铺筑过程中,摊铺机螺旋布料器应不停地转动,两侧应保持有不少于送料器高度2/3的混合料,保证在摊铺机全宽断面上不发生离析。摊铺机料斗在刮板尚未露出约有10cm的热料时收拢,在运输车刚退出时进行,在料斗两翼刚复位时下一辆料车开始卸料,做到连续供料避免粗集料集中。 
  在摊铺过程中,每摊铺3-5米应及时拉线检测摊铺面的高程和松铺厚度,不符时及时调整。摊铺后的沥青混合料不应用人工反复修整,人工找补混合料应在现场主管人员指导下进行。每天施工结束时应及时反馈实际用料量和实际摊铺的平均厚度,不符合求时应根据摊铺情况及时调整。 
  2.2.7碾压 
  沥青混合料的压实度采用大吨位少遍数的原则用双钢轮进行碾压。初压用11T双钢轮第一遍前进静压,后退振动;第二、三遍用13T双钢轮前进后退均为振压;第四、五遍用17T双钢轮前进后退均为振压;压实速度宜为1.5-2KM/h;振动过后,用11T双钢轮进行赶光,控制速度3-4KM/h, 
  碾压注意事项 
  初压温度为150-160℃,压路机应紧跟摊铺机,振动压路机应尽可能较少洒水量,为保证压实过程中不出现粘轮现象,振动压路机水箱应加入少量洗衣粉类表面活性剂, 
  为防止振动振碎粗骨料,采用高频低幅,相邻碾压带轮重合20cm左右。 
  初压时,压路机驱动轮朝向摊铺机,碾压路线和方向不应该突然改变,而导致混合料产生推移起步,停车应减速缓慢进行。 
  碾压时应遵循由底向高的顺序进行。 
  压路机倒车时应先停止振动,并在向另一方向运动后再开始振动,避免造成混合料形成鼓包。 
  压路机由两端折回的位置应阶梯形推进,折回处不应在同一横段面上。 
  压路机不得在未碾压成型并冷却的路段上转向、掉头或停车等候。 
  碾压区域设置标志,以明确分区检测温度和碾压遍数。 
  2.2.8横缝处理 
  采用平接缝。在施工结束时,在预定的摊铺段末先洒好沙子,并将熨平板稍稍抬起驶离现场。用人工将端部混合料铲齐后再碾压。然后用3m直尺检查平整度,趁尚未冷透时垂直刨除端部厚度不足的部分,并注意接缝的直顺度。 
  2.2.9开放交通情况 
  因大碎石混合料空隙率较大,表面粗糙重车通行下表面易松散,施工完成后避免车辆驶入,或在尽可能短的时间内铺筑沥青面层。 
  4.结束语 
  通过高速公路的修建,了解到大粒径透水性沥青混合料(LSPM)施工工艺非常严格,它不同于一般的沥青处治碎石混合料(ATPB)基层,也不同于密级配沥青稳定碎石混合料(ATB)。沥青处治碎石(ATPB) 粗集料形成了骨架嵌挤,其基本上没有细集料填充,因此空隙率很大,一般大于18%,具有非常好的透水效果,但由于没有细集料填充空隙率过大其模量较低而且耐久性较差。密级配沥青稳定碎石混合料(ATB)也具有良好的骨架结构,空隙率一般在3-6%,因此其不具有排水性能。LSPM级配经过严格设计,其形成了单一粒径骨架嵌挤,并且采用少量细集料进行填充,提高混合料模量与耐久性,在满足排水求的前提下降低混合料的空隙率,其空隙率一般为13-18%,因此其既具有良好的排水性能又具较高模量与耐久性。随着社会的发展将会更广泛地应用到公路建设中去…… 
  参考文献 
  1《公路工程施工技术规范》(JTJ041-2000) 
  2《高唐至邢台公路高唐至临清段路桥工程施工技术规范》 
   
   
   
  作者吴红星——工作单位聊城公路局材料供应处 , 1996年毕业于山东省交通学校中专从事公路建设行业18年, 2002年进修毕业山东省交通学院土木工程系本科 。 
  杨丽芳——工作单位聊城公路工程总公司第二工程处 ,1997年毕业于山东省交通学校中专从事公路建设行业17年, 2004年进修毕业山东省交通学院土木工程系本科 。