由于降雨较多,广东省高速公路的反射裂缝破坏情况比较普遍。近年来,广东省在部分高速公路采用沥青ATB-30作为上基层配合水泥稳定碎石下基层的沥青混凝土路面结构,解决半刚性基层路面的反射裂缝问题也能使路面有足够的刚度,且柔性基层的良好排水性能减少冲刷。广深高速是广东省主要的重载大流量的高速公路,公路当时采用了沥青ATB作为基层,经过20多年的重载大流量的使用基本没有出现因反射裂缝而破坏路面结构的情况中国沥青网sinoasphalt.com。
工程概况
乐昌至广州高速公路LM3合同段路线起于韶关市乳源县一六镇、龙归镇、白土镇、终于曲江区樟市镇,施工桩号为K82+103~K130+386及南连接线接韶赣高速AL4K0+000~AL4K3+619,路线长51.902km,主线为沥青砼路面,路面结构为垫层、底基层、下基层、上基层及上、中、下3层沥青面层。
根据广深高速公路的实际使用状况及其路面结构特点,乐昌至广州高速公路LM3合同段主线沥青路面采用上基层设计厚度为10cm的沥青ATB-30基层,配合水泥稳定碎石下基层的路面结构。此种结构形式较好的解决了反射裂缝带来对路面结构整体性、连续性的破坏和强度的削弱。
沥青ATB施工要点
(1)下承层准备。沥青ATB-30上基层施工前,对下承层进行清扫,清除各类杂物及散落材料。此外,为力争“沥青路面零污染施工标准”,通过有效的组织协调,在沥青面层摊铺前,完善路缘石、护栏安装、排水系统,中分带和路肩的培填土等路面全部附属工程,并协调绿化、交安单位完成全部绿化工程和交安基础设施的全部施工,以减少交叉施工防止污染,为沥青路面施工提供连续整洁的工作面。
(2)测量放样。试验段施工采用两边打桩挂线,两台摊铺机中间采用铝合金的方式进行标高控制。摊铺机导线桩的设置间距直线段为10m,在变坡和弯道及超高缓和段加密为5m,线长不宜超过200m,确保钢丝绳张拉绷紧。
根据试铺测量结果,本次上基层试验段采用1.19的松铺系数,在1.19的松铺厚度的基础上加10cm进行挂线,并每10m一断面测下基层标高、上基层松铺标高及压实标高,试铺后一段进行碾压,并及时进行跟踪测量,若跟踪结果偏高或低则根据测量结果相应调低或调高松铺系数,再试铺一段碾压后,根据测量跟踪结果来检验所确定的松铺系数是否合理,若不合理则继续调整,直至得到最佳松铺系数。
(3)混合料拌和。拌和楼采用间歇式沥青拌合楼,冷料仓数量为6个,具有良好的除尘设备。拌和楼各种计量系统均已标定。拌和楼配备计算机设备,能逐盘在线打印各种材料用量、每盘拌和总量、拌和温度。根据台班产量作总量检验,数据异常时停止生产,分析原因。
拌和时,沥青加热温度控制在155~165℃,矿料加热温度控制在165~175℃,混合料的出料温度控制在155~165℃,废弃温度为高于195℃,贮料过程中温度降低应不超过10℃。每盘料的拌和时间不少于45s,其中干拌时间不少于5s,保证混合料拌和均匀,无花料。
(4)混合料运输。装料前运输车辆清理干净,为防止粘结,在车箱内涂刷洗涤剂溶液作为隔离剂。装料时为防止混合料离析,按前后中的顺序装料。出厂前逐车记录混合料的重量和温度,记录出厂时间,并用帆布覆盖保湿、防雨、防尘。
运输车辆进入摊铺现场时,轮胎上不得沾有泥土等可能污染路面的赃物。否则应用高压水把轮胎冲洗干净才能进入施工现场。运输车两边侧板应各打两个小孔,用于检测混合料温度。
(5)混合料的摊铺。混合料摊铺采用两台摊铺机前后相距约5~10m梯队摊铺,搭接宽度控制在10~20cm。摊铺前摊铺机的烫平板加热温度不低于100℃。由于边部设置有10×10cm的碎石盲沟,摊铺过程中需在边部预埋10×10cm的方木。摊铺过程中要注意2台摊铺机夯锤的振动频率和振幅适宜,并保持一致,以提高路面的初始压实度。
摊铺时摊铺机必须缓慢、均匀、连续不间断摊铺,不得随意改变摊铺机速度或中途停顿,以提高平整度,减少混合料离析,摊铺速度控制在2~4m/min。当混合料出现明显的离析、波浪、裂缝或拖痕时,应分析原因,在现场技术人员指导下,采用人工予以消除。
为防止混合料离析,摊铺过程还需注意送料螺旋均匀稳定送料,并控制混合料的高度不少于送料螺旋的2/3高度,以保证摊铺面的均匀性。此外,摊铺机每次收斗时,料斗内的混合料不能摊完,避免出现离析。
摊铺好的混合料厚度、路拱、横坡等要符合设计和规范要求。厚度根据松铺系数采用插入法随时量测。
(6)压实及成型。混合料碾压配置3台30t胶轮压路机,3台13t钢轮压路机和1台11t钢轮压路机组合进行碾压。混合料碾压要紧跟摊铺进行,以保证在较高温时碾压密实,但以不产生严重推移和裂缝为前提,碾压按初压、复压、终压3个阶段进行。
初压采用13t钢轮压路机前静后振压1遍,速度为2~3km/h,相邻碾压带重叠不少于30cm,碾压时压路机的驱动轮向前,由低向高碾压。
复压紧跟在初压后开始,复压采用3台钢轮压路机和3台轮胎压路机组合进行,3台钢轮压路机和3台轮胎压路机并排进行碾压,由于路面宽度为15.3m,每台钢轮和轮胎压路机需负责约5.5m宽的路面区域,其中钢轮压路机在前,轮胎压路机在后,碾压段总长度不超过60m。复压先用13t钢轮压路机振动碾压,速度3~4km/h,相邻碾压带重叠不少于30cm,钢轮压路机振压2遍后,轮胎压路机开始上前进行碾压,碾压速度4~5km/h,钢轮压路机与轮胎压路机一前一后组合进行碾压,相邻碾压带重叠不少于1/3碾压轮宽。复压要求用钢轮压路机碾压2~3遍,轮胎压路机碾压3~4遍,保证混合料碾压密实。
终压用11t钢轮压路机以3~4km/h的速度静压1~2遍,要求表面无轮迹。碾压过程中要保持碾压轮清洁,有混合料粘轮时要及时清除。为防止粘轮,钢轮压路机采用向碾压轮喷水方式,但要控制水量且要成雾状,以防混合料降温过快。轮胎压路机在碾压初期为防止粘轮,采用涂适量植物油,轮胎温度升高后不粘轮时尽量少涂或不涂。
压路机碾压要以缓慢而均匀的速度进行,碾压路线和方向不得随意改变。折返位置需随摊铺机前进而前进,不得在同一横断面上折返,以免造成混合料推移或拥包,影响路面平整度。严禁压路机在未碾压成型的路段转向、掉头、加水或停留。
(7)接缝处理。沥青路面接缝施工必须紧密、连接平顺。不得有明显的离析。上下层纵缝错开超过40cm,且不得留在行车道轮迹位置,横向接缝错开2m以上。
纵向接缝采用热接缝,将已铺部分留下约20cm暂不碾压,作为后续部分高程控制基准面,全幅摊铺完成作跨缝碾压以消除缝迹。横向接缝采用垂直冷接缝,每天施工的端头采用5m直尺检测平整度,平整度不合格部分用洋镐清除,清理干净。再次施工时在接缝处涂刷粘层油,以保证接缝紧密。
(8)开放交通。混合料表面自然冷却低于50℃后,方可开放交通。等不及冷却需开放交通时必须洒水加速冷却。
(9)质量检测及质量控制。上基层生产过程中要随时加强原材料和混合料的质量控制,前场摊铺碾压完成后要及时进行压实度、平整度、纵断高程、宽度、厚度及横坡等检测作业,并报监理工程师验收。
在路面荷载作用下产生竖向变形,变形在荷载作用消失后会恢复,能够恢复的那部分变形量就是弯沉。弯沉值就是从整体上反映了路面结构层的整体刚度和强度,如果弯沉值过大,其竖向变形也就越大,结构层就容易破裂。柔性基层沥青路面结构在实际施工过程中容易出现的弯沉偏大问题,严重影响路面结构的整体刚度和强度,使路面发生早期破坏。
在柔性基层施工中要严格检测弯沉,通过对路面进行弯沉检测并计算整理所得的代表值必须满足设计要求。在乐昌至广州高速公路LM3合同段沥青ATB-30上基层施工中,对弯沉进行了严格检测并详细记录,确保沥青ATB-30上基层的弯沉符合设计要求,使路面有足够的刚度又能有效解决反射裂缝问题。
结语
广乐高速公路LM3标采用沥青ATB-30上基层施工技术,通过广乐高速公路1年多来大流量重交通的实际运行观测,该路段没有出现因为反射裂缝而造成破坏路面结构的情况,很好的验证了沥青ATB-30上基层的作用。
沥青ATB-30上基层的结构形式,解决了反射裂缝带来对路面结构的整体性、连续性的破坏和强度的削弱,该项技术可作为施工依据在其他工程中推广应用。