对于高寒高海拔区路面,为了满足低温抗裂性能,宜选择高标号沥青。在强太阳辐射和极低的温度环境下,常年存放沥青,甚至裸放沥青是不适宜的。高寒高海拔区施工季节雨水多,降雨量形式多变,而且多为阵性降水,又急又大,施工中应使矿料保持干燥状态。
温度控制和碾压质量控制是保证多年冻土区沥青路面施工质量的关键环节。
(1)温度控制
气温低而导致沥青混合料温度损失是无法改变的客观事实。做好过程控制,采取措施减少温度损失,不低于规定的施工温度,是确保施工质量的主要手段。
①提高混合料出料温度。根据实践经验,混合料的出料温度可提高至130~160℃。特别是在气温低至5℃时,如以8 min为有效压实时间要求,摊铺厚度为4 cm的混合料的初铺温度必须达到150℃以上。在施工时沥青的加热温度可控制为130~150℃,矿料加热温度控制为150~170℃。
②选择合适的拌和厂位置,尽量缩短运距,以30~40 min的运距为限。
③减少拌和机拌和仓出料口与运输车的高差,缩短热料落距,以减少温度散失量。为此可在拌和机出料口处外接一段输料带。同时为了避免运输车受料过程中出现离析,运输车应适当移动位置,使混合料在车内分布均匀。
④在运输过程中,混合料必须用篷布覆盖,且篷布四角均应压好,避免出现“兜风”现象。
⑤运输车的运量应较拌和能力和摊铺速度有所空余,施工过程中摊铺机前方待料车可为1~2辆,“待机”时间不宜超过5 min。
⑥沥青混合料必须缓慢、均匀、连续不间断地摊铺,摊铺过程中不得随意变换速度或中途停顿。摊铺速度应根据拌和机产量、施工机械配合情况及摊铺层厚度、宽度与摊铺速度控制在3~6 m/min。
⑦摊铺机宜采用高密度的摊铺机,熨平板应加热。
(2)碾压质量控制(www.daowen.com)
①所谓有效压实时间,是指混合料从摊铺后的温度冷却到最低压实温度的时间。有效压实时间的长短取决于混合料的初铺温度、气温、下承层温度、风力、摊铺厚度等。就施工而言,希望有效压实时间长一些,这样可以从容施工,确保施工质量。但青藏公路气温低,混合料温度散失快,混合料温度降低到80℃不宜施工温度的时间短,即有效压实时间短。
表4—1 青藏公路有效压实时间预估
注:T为摊铺温度。
通过不同铺筑厚度、不同铺筑温度在不同气温下沥青混合料的有效压实时间试验结果,可以得出有效压实时间的预估公式(表4—1)。估算出的混合料有效压实时间,有助于合理地组织沥青面层的施工,提高沥青面层的施工质量。
②适当增加摊铺层厚度,延长有效压实时间。摊铺层厚度对有效压实时间有着重要的影响,在气温与摊铺温度相同的情况下,摊铺厚度为3.6 cm的有效压实时间与摊铺厚度为6 cm相比,减少1/3以上。通过提高面层厚度可以有效地降低混合料的冷却速率和延长有效压实时间,有利于解决低温下沥青面层施工质量难以保证的问题。建议在进行高寒高海拔区的沥青面层结构设计时,不宜完全套用一般地区沥青路面面层分类与厚度,条件允许的情况下面层宜厚一些。
③提高沥青混合料摊铺温度,以增加有效压实时间,措施同上述温度控制措施。
④碾压温度。沥青混合料在摊铺后初压前的温度损失极大,一般为4~8℃/min,在气温在5℃时,每分钟内的温度损失甚至更大,而初压后其冷却速率大大降低。因此,在高寒高海拔区进行沥青面层施工时,必须在混合料摊铺后立即碾压,即压路机应紧随摊铺机前进,初压压路机数量至少应有两台以上。
⑤碾压速度。根据当日气温、摊铺温度、摊铺层厚度,采用表4—1公式计算出有效压实时间,初拟碾压机的碾压速度,一般控制在2~4 km/h,轮胎压路机可适当提高,但不超过5 km/h。碾压工作段的长度随气温降低而缩短,一般可为10~35 m。根据有效压实时间的长短,拟定保证碾压质量的碾压机速度,计算出碾压工作段长度,可以保证在混合料温度降至80℃以前碾压成型。
⑥工序衔接。根据降温确定施工进度,并以此确定拌和机、运输和摊铺机械的工作效率。保证施工的连续性,避免“机待料、料待机”现象。
病害调查表明,路面病害中的松散、坑槽、波浪与沥青混合料密实度不足有密切关系,施工时应根据沥青混合料到场温度高低确定碾压机的碾压速度、工作段长度和碾压遍数等以达到规定的压实度。施工路段混合料到场温度低,工作段长度短时,碾压遍数应相应多于到场温度高的路段;温度高低决定碾压速度、工作段长度和碾压遍数。
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