理论教育 多年冻土区公路工程施工关键技术

多年冻土区公路工程施工关键技术

时间:2023-10-06 理论教育 版权反馈
【摘要】:2)技术服务内容MeDAC技术服务体系包括了质量目标体系制定、实施规则与技术要求等预先策划、原材料质量认定、质量检测、中间交验、施工工艺流程审定、质量评定等动态策划。路面病害处置方案根据现场路面病害实际情况及发展状况,在设计的基础上提出路面病害处置方案,必要时调整相应设计图纸上的维修方案。

多年冻土区公路工程施工关键技术

1)技术服务模式

MeDAC技术服务体系充分体现了“细节决定成败”的道理,已经国内外七个大的路面工程技术服务中得到充分验证,该体系由如图4—16所示的各个细的环节有机衔接而成。

2)技术服务内容

MeDAC技术服务体系包括了质量目标体系制定、实施规则与技术要求等预先策划、原材料质量认定、质量检测、中间交验、施工工艺流程审定、质量评定等动态策划。此外,还应包括人员培训、技术交流、新工艺与新材料技术研讨等内容。

(1)协助业主构建全方位质控体系

包括质控规划、承包商及监理方质控执行抽检、质控方法及措施保障、质控方案制定,详细规定对于承包商人员素质、施工机具、施工组织与质量保证体系的具体要求。施工单位是沥青路面施工的直接实施者,其人员素质条件、工程设备条件、技术水平、项目管理水平等直接关系着沥青路面的施工质量。从保证沥青路面建设质量的角度出发,有必要针对工程项目的气候、交通、材料、进度要求等特点,对施工单位提出相应的要求。

图4—16 沥青路面施工全过程技术服务实施路线图

(2)编制路面工程施工指南并进行专项培训

为了确保路面施工和老路维修工程施工质量,本部分工作充分利用其他类似项目的技术咨询经验,以及最新沥青路面病害处理的科研成果和实践经验,结合项目的具体条件提出专项施工技术指南,对沥青混凝土施工过程各环节的工艺要求做出规定,便于各参与单位对路面质量的控制。

为保证施工质量,有必要针对不同的结构层材料制定可操作性强、通俗易懂的施工指导意见,路面施工咨询单位计划为项目制定的专项施工指导意见(指南),如《老路维修施工指导意见》、《改性沥青混合料 AC—20C 施工指导意见》、《改性沥青混合料 AC—13C 施工指导意见》、《黏层、封层施工指导意见》等。专项技术培训在项目建设过程中,为提高施工单位、监理单位、现场管理人员在沥青路面施工方面的业务水平,提高沥青路面施工质量,监控咨询单位应根据项目具体进展安排相应的技术培训工作,主要包括以下内容:集料加工及质量控制培训,改性沥青加工及质量控制培训,沥青面层维修,拼接施工技术培训,中、上面层施工技术培训,黏层、封层施工技术培训,业主要求的与本项目有关的其他培训工作。

(3)路面病害评定与处置方案

路面检测多为定点测值,受检测频率和检测位置的影响,部分路面的检测结果与路面实际状况之间可能存在一定偏差,导致了部分设计方案的针对性有所降低。为了使病害得到有效的处理,在施工时需要对路面实际病害进行详细的确认,在路面技术咨询工程中,全程参与现场路面病害评定。路面病害处置方案根据现场路面病害实际情况及发展状况,在设计的基础上提出路面病害处置方案,必要时调整相应设计图纸上的维修方案。在本项目中,将根据路面病害发展程度和具备的施工条件,提出有针对性的路面病害处置方案专项咨询。

(4)路面加铺结构及配合比设计指导和优化

设计文件经过审查后,在设计理念和路面加铺结构上一般可以满足项目建设的需要。但设计文件通常由通用规范来体现设计思想,在指导施工过程中,需要对加铺结构进行必要的细化、优化,甚至是结合现场客观条件进行设计方案的优化。作为施工咨询单位,可以综合考虑项目特点、施工单位的设备状况、技术水平以及国内外近几年新建沥青路面施工、沥青大中修养护技术发展等,针对设计文件存在的不足提出优化建议,对路面病害处理方案、结构类型、混合料类型等方面提供优化、改进的技术支持。配合比设计指导和优化咨询单位对目标和生产配合比设计进行指导。对拌和站生产参数进行调试,并指导试验段的铺筑。目标配合比设计优化和验证目标配合比设计工作是配合比设计的初加工的过程,设计目的主要是确定符合设计要求的、经济的集料与沥青的混合料,对确定最佳胶结料用量、选择合理的集料比例、验证混合料各项性能具有重要的作用。优化的主要内容包括级配设计优化和矿料级配的优化选定。

最佳油石比验证、混合料高温稳定性能验证,即通过60℃条件下的车辙试验,测试混合料的动稳定度,用以验证混合料的高温稳定性。

混合料低温稳定性能验证包括在-10℃条件下,通过小梁弯曲试验测试试件的应变值评价混合料的低温抗裂能力。

混合料抗水损害性能验证,即通过浸水马歇尔试验和冻融循环试验,评价混合料的抗水损害能力。生产配合比设计指导生产配合比设计主要是依据目标配合比设计结果,结合沥青混合料拌和站的机械性能和拌和站料仓骨料的级配组成情况,调试各料仓热料的比例是配合比设计精加工的过程。指导的主要内容包括拌和站生产参数调试(主要包括干拌时间、湿拌时间、骨料加热温度、沥青加热温度的设置、鼓风大小的选用)等。对于SBS改性沥青混合料,集料加热温度一般为200~210℃,改性沥青加热温度为170~175℃。一般情况下,干拌时间为5~10 s,湿拌时间为35~40 s,一个拌和周期为50~55 s。最终拌和出的混合料应均匀、无花白料,温度满足运输、摊铺要求。

(5)拌和站振动筛的筛网设置

振动筛筛网设置首先应满足混合料级配控制的需求,同时便于生产拌和,减少等料、溢料现象,使拌和站保持较高的产能。热拌沥青混合料主要为AC—20和AC—13两种类型。为了满足级配的控制和最大程度提升拌和站产量,建议把拌和站生产AC—20和AC—13混合料所用的振动筛筛网设置如下:

①AC—20混合料所用振动筛筛网设置方案:4 mm、6 mm、11 mm、16 mm、23 mm方孔筛;AC—13混合料所用振动筛筛网设置方案:4 mm、6 mm、11 mm、16 mm方孔筛。上述筛网设置满足上、下面层交叉施工的需要,同时可以对4.75 mm关键筛孔通过率进行有效的控制。

②拌和楼流量试验以目标配合比为基础,通过集料流量试验,确定设定产量下各规格集料的进料速度和各规格集料在热料仓中的分布,为生产配合比提供基础数据,提高生产配合比与目标配合比的适应性。

③生产配合比级配优化。生产配合比最佳油石比验证、水损害试验验证均可指导铺筑试验段(包括试拌、试铺)。在进行试验段铺筑之前,需要在拌和站进行混合料的试拌,对拌和出的混合料进行体积指标、矿料级配、沥青用量的检测,评价是否具备试铺的条件。当混合料的各项指标达到设计要求时,可以进行试验段的铺筑。铺筑试验段的咨询工作具体内容如下:协助业主进行施工前技术交底,协助施工单位确定试验路铺筑方案,指导试验路施工,对试验路进行技术总结,提交试验路总结报告,提供正常施工参数。

(6)对施工单位进行比对试验及评估

试验室是沥青路面施工过程控制的关键,为了确保监理单位和承包商试验室正常运转,技术咨询单位拟在施工前和施工中对承包商试验室进行评估及相关试验的指导,主要内容包括:对试验室的仪器设备进行评价,对试验人员的操作水平进行评估,对重点试验的操作流程和关键环节进行统一,根据业主需要对相关试验进行培训。

(7)对原材料(特别是沥青SBS含量)进行检测

原材料是高速公路路面质量的基础,应对原材料的质量严格控制,其技术指标应满足设计(规范)要求,同时应满足经过审核批准的施工指导意见(指南)的要求。需特别注意的是原材料检测应具有良好的代表性。原材料质量检测分全套性能检测和施工过程日常抽检两类。全套性能检测包括改性沥青、普通沥青常规全套性能试验;改性沥青、普通沥青PG等级性能检测;集料全套性能检测。全套指标的检测次数根据质量控制的需要确定,一般情况下每一个供应商抽检次数不少于2次。

(8)基质沥青油源稳定性指纹识别专项检测

传统的沥青材料质量检测主要依靠对沥青的物理指标进行测试,如针入度、软化点等指标,来检查沥青材料的质量是否满足要求,是否稳定。但随着大量工程的建设,道路工作者发现基质沥青的物理检测指标虽然仍然满足要求,但越来接近控制下限,质量处于变化中,但缺乏有效的手段评价沥青质量的稳定。近年来,采用化学分析方法来判断基质沥青质量稳定性成为研究的热点,如采用质谱仪、红外光谱仪等设备进行分子定量、图谱定性判断等手段。

(9)层间粘结强度及路面混合料粘结强度与评价

沥青路面是弹性层状体系,其层间结合状态在路面破坏中起关键作用,层间结合好,不容易产生推移和车辙等早期病害。利用拉拔和剪切设备进行层间粘结强度的测定与评价,避免层间不连续,保证施工与设计工况相吻合。路面材料应有一定的强度、刚度和稳定性,重视对路面混合料粘结强度的检测与评价,保证路面材料的强度。

(10)路面施工质量快速无损检测

为了客观评价沥青路面各结构层的施工质量,施工咨询单位作为独立的第三方对各层位施工过程的质量进行检测和评价,根据检测数据和检测过程中发现的问题对阶段工作进行总结,并提出改进建议。利用无核密度仪、路面渗水仪、铺沙法等无损快速检测方法。无核密度仪可以快速检测路面压实度,且对路面无破坏,若检测出压实度不足,应立即增加碾压遍数或调整碾压方案。重视路面渗水系数的检测,路面渗水系数与压实度有很好的相关性。路面渗水试验为无损检测,多进行渗水检测,在满足规范要求的情况下减少取芯等破坏性检测次数。铺沙法检测路面的构造深度,其数据同时反映检测路面摊铺的不均匀系数(离析程度)。

(11)路面施工各环节技术咨询根据施工工艺

从原材料、配合比、拌和、运输、摊铺、碾压等施工各环节,全过程进行技术咨询。施工工艺是否合理、施工质量控制措施是否有力,是关系到设计意图能否贯彻、质量目标能否实现的重要因素。加强日常质量巡查,及时发现并纠正施工过程中存在的各种不规范、不合理的施工工艺,解决施工过程中暴露出来各种技术问题,显得非常必要。为弥补上述不足,本项目实施过程中,将委派有丰富经验的工程技术人员常驻施工现场,协助业主加强日常质量巡查和施工质量控制,并及时高效地解决施工过程中遇到的各种技术问题,及时向业主提交巡查报告。同时,对各标段的沥青面层施工质量进行工程实体抽检,并以周报形式向业主汇报每周沥青路面的施工情况。施工过程中,技术人员不定期对沥青路面施工情况进行日常巡查,巡查内容包括原材料运输与堆放,拌和楼的运转情况,级配控制情况,温度控制情况,混合料的运输、摊铺、碾压工艺等。同时,对施工、监理单位的试验检测情况进行检查,并及时做好记录,对不合理的施工工艺和不规范施工操作应及时指出并向业主汇报,同时还应提出相应的解决方案和措施。每周根据日常巡查情况向业主提交周记,周记中对本周沥青路面施工工艺、施工质量、试验检测结果等进行分析与评价。施工过程中,及时解决业主、施工单位提出的各种技术问题,为业主提供技术支撑工作。

(12)工程质量过程动态监控

派遣有经验的监控咨询人员常驻现场,组成巡视小组,对每天施工的全过程进行质量动态监控。主要包括以下内容:

①界面的处理:维修后的界面是否清扫干净,铣刨后是否存在夹层,下面层是否污染。

②黏层、封层施工:黏层撒布是否均匀,洒布量是否满足要求,封层是否满足设计要求。(www.daowen.com)

③混合料的拌和、运输、摊铺、碾压各环节进行全过程的施工质量监控:

A.后场施工情况监控:对进场的原材料质量情况、原材料堆放条件、拌和站的运转情况、生产配合比的执行情况、混合料成品质量进行巡查,必要时取样进行相关试验。

B.前场监控:对沥青混合料的运输、摊铺、碾压工艺等进行全面检查。主要查看运输保温情况,摊铺温度、摊铺速度控制情况,现场机械是否满足要求,碾压工艺是否正确。巡查小组每周及时向业主提交施工周报,对本周施工过程中后场拌和楼运行状况、前场摊铺情况及试验检测结果等进行分析总结,对施工质量作出评价,对发生的问题提出改进意见。

C.周报内容包括本周施工情况、存在的主要问题、解决措施、建议、质量检测、评价及周工作计划。

(13)其他技术咨询工作

料场考察及集料加工工艺优化在各类原材料中,集料占据了90%以上的比重,集料质量的优劣对工程质量有着决定性的影响。选择优质的集料是施工准备工作的重中之重。为了选取品质优良的集料,监控咨询单位将协助业主和施工单位根据项目特点进行料场考察工作。

料场考察的主要内容包括:

①料加工厂母材品质调查。集料母材品质属于资源特征的范畴,直接影响集料的压碎值、磨耗值、磨光值、密度、吸收率、黏附性等技术指标,一旦母材品质不良,应放弃该料场。母材的品质需要从母材的强度、母材的岩性、岩层发育状况等方面进行考察。

②加工设备的配置情况及加工工艺调查。加工设备和加工工艺决定了集料的级配、颗粒状、含泥量等技术指标。要生产出本项目所用的集料,一般需要配置两级以上的破碎机生产线,并可将破碎的石料筛分成四档或五档成品集料。第一级破碎为颚式破碎机,第二级为反击式破碎机,第三级为立式冲击破(整形机)。生产出的集料规格如下:AC—20混合料,0~3 mm、3~5 mm、5~10 mm、10~15 mm、15~20 mm,或0~3 mm、3~5 mm、5~10 mm、10~20 mm;AC—13混合料,0~3 mm、3~5 mm、5~10 mm、10~15 mm。考察设备时需要了解生产线的产量是否满足需求。

③集料成品质量检测。料场考察过程中需要对成品料进行全面的质量检测。当母材品质、加工设备、场地建设满足要求但规格不满足要求时,也可以进行集料针片状颗粒含量、磨耗值、压碎值、含泥量等指标的检测,作为是否更换筛网的依据。

④场地建设情况。为了减少成品集料的污染、混料情况,料场的场地需要进行硬化,不同规格集料之间需要设置有效的隔离,并且需要搭建大棚储存成品集料。

⑤加工工艺优化和建议。当母材品质较好,但加工设备不足或加工工艺不良导致成品集料质量不满足要求时,可以补充加工设备,对加工工艺进行调整、优化。对于集料含泥量较高的料场,可以采取以下措施:优选母材,选取块状、夹杂盖山土少的母材,投入生产线;安装带有过滤筛的震动喂料器,将8 cm以下石屑、盖山土、夹层土筛除;使进入破碎机的母材清洁、无杂质;增加除尘设备。对于集料规格不满足要求的料场,可以更换筛网。可以采用以下尺寸的筛网进行集料的生产:生产AC—20混合料所用集料的筛网(方孔筛),4 mm、6 mm、11 mm、16 mm、23 mm,或4 mm、6 mm、11 mm、23 mm;生 产AC—13混合料所用集料的筛网(方孔筛),4 mm、6 mm、11 mm、16 mm。

⑥设计文件优化。通过对设计文件的理解,现有设计文件完整,可以达到指导施工的目的,但是如果补充一些控制标准和施工工艺,则施工指导性会进一步提升。例如,设计文件缺少桥面病害处置措施,对病害的处理措施描述的不够细致等。

(14)技术咨询提交的技术文件

①病害处理方案动态调整专项咨询建议。

②设计方案优化建议。

③集料料源考察与评价报告。

④混合料配合比设计优化报告,包括目标配合比设计优化及生产配合比设计报告。

⑤试铺段(首件工程)施工总结报告。

⑥原材料性能检测报告。

⑦包含原材料质量控制、现场施工情况、质量抽检情况、存在的问题及改进建议的技术咨询周报。

⑧专项技术咨询建议。

⑨技术咨询总结报告。

(15)沥青路面施工MeDAC技术服务质控文件体系

!沥青路面不同结构层原材料(沥青、集料、添加剂)选型建议。

" 沥青路面施工技术指南。

# 沥青路面配合比设计指南(报告)。

$ 沥青路面施工质量技术培训(结合项目需求开展,并制定培训手册)。

% 沥青路面原材料及混合料检测报告(结合项目情况不定期抽检)。

&沥青路面施工技术服务巡查报告(通常以半个月)。

(沥青路面施工质量控制专项报告(结合项目实情提出专项建设性意见)。

)沥青路面施工技术服务月度报告。

* 沥青路面不同结构层试验段评估(总结)报告。

+沥青路面施工质量监控软件和手机APP软件使用指南。

,沥青路面施工技术咨询服务手册。

-沥青路面施工技术咨询服务总结报告。

.沥青路面施工技术咨询服务成果宣传影音资料。

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