莫桑比克RM项目沥青表面处治施工.docx

莫桑比克RM项目沥青表面处治施工及质量控制

白永华
中交一公局国际部东南非公司莫桑比克RM项目

摘 要 本文根据莫桑比克RM项目双表处施工实践，从原材料质量、基层施工、沥青及石屑撒布、碾压、施工缝的处理、路面养护、病害防治等方面简要介绍了沥青双表处的施工工艺、施工方法及质量控制措施，为类似工程施工提供参考。
关键词 莫桑比克RM项目 沥青双表处 沥青洒布 石屑撒布 质量控制

1.工程概况
莫桑比克RM项目位于莫桑比克中部，距离首都Maputo2800公里，在国道N13的RIBAUE和MALEMA两个城镇之间，路线全长103.5公里；道路为旧路升级改建项目，设计时速在40～80公里，主路标准段宽为4.5×2米，路肩宽为0.5×2米，城镇段有部分加宽；路面结构层厚度为83cm,由下及上依次是：25cm换填层（G9 Replaced Layer）、20cm垫层（G7 Selected Layer）、20cm 水泥稳定土底基层（C4 Cement-Stabilized Sub-base）、15cm级配碎石基层（G3 Graded Crushed Stone Base）、3cm沥青双层表面处治（DBST Double Seal）,标准横断如下所示：

RM项目标准横断面
2. 施工方案
项目开始于2011年10月1日，交工期限为2015年3月31日，目前项目全线路基路面工程施工已结束，现针对项目沥青双层表面处治施工中遇到的一些问题以及所采取的措施做一定的总结，以供参考：
2.1 沥青双表处路面简介
沥青表面处治【bituminous surface treatment】 是用沥青和集料按层铺或拌和方法施工，厚度一般为1.5cm-3cm的薄层路面面层,表面处治按浇洒沥青和撒布集料的遍数不同，分为单层式、双层式、三层式。表面处治路面的使用寿命不及贯入式路面，设计时一般不考虑其承重强度，其作用主要是对非沥青承重层起保护和防磨耗作用，而对旧沥青路面，则是一种日常维护的常用措施。一般用于三、四级公路，也可用作沥青路面的磨耗层、防滑层。
2.2 双表处施工工艺流程
双表处施工工艺流程为：基层清扫→洒透层沥青→洒布第一层沥青→撒布第一层集料→碾压→洒布第二层沥青→撒布第二层集料→碾压→养护。
2.3 材料准备
材料准备主要为沥青和集料的准备。保证表处路面施工质量的关键在于保证表处路面与基层之间的锁结性能及路面沥青与集料之间的粘结性。因此，石屑必须有足够的强度且表面清洁，沥青的动粘滞度等技术指标必须满足规范要求。
2.3.1 沥青
本项目所使用的沥青有三种：即透层油C25.3、粘结层油90#基质沥青。沥青现场配制方法是：从沥青脱桶机卸料口把沥青加到洒布车里，然后用可计量的加油枪直接加入相应比例的煤油。为了保证配制后的液体沥青质量，应注意以下几点：①配制时沥青温度不得超过100℃；②沥青洒布车尽可能停放在一个较为平整的场地上，减小沥青的计量误差；③煤油按照规定比例加入后，需开动洒布车储油罐的内部搅拌系统，使沥青与煤油充分拌和至少45min。
2.3.2 集料
本项目双表处施工第一层集料的公称粒径为19mm，第二层集料的公称粒径为9.5mm，集料由专设的轧石场生产。用于双表处的集料，其质量要求相对于普通骨料在针片状含量、坚固性、压碎值、抗磨耗、级配要求等技术指标上更为严格。
集料质量控制的重点，恰恰是现场施工质量控制容易忽视之处：其一是石粉含量过大；其二是级配不合理。石粉含量大，从技术指标上讲不符合级配要求中≤0.075mm含量要求，从工程质量上看，石粉含量的增加大大降低了集料与沥青间的粘结力，缩短路面的使用年限。因此，集料石屑含粉量超过规定，监理工程师会拒绝使用。
2.4路面基层准备及其质量控制
本项目的路面基层设计采用级配碎石基层，表处施工前，将路面基层清扫干净，使基层矿料大部分外露，并保持干燥，以保证后续工序透层油的施工质量。对于有坑槽、不平整的路段必须进行修补和整平，对于局部强度不足的部位，还应作补强处理。
“强基薄面”是表处路面设计的一个重要原则，只有基层强度高、平整度好，才能保证表处面层的平整度、耐磨性达到设计要求。为此，在级配碎石基层的施工中，我们采取了以下施工措施：
2.4.1 严格控制基层压实度。压实度的控制除了碾压参数之外，重点控制基层材料的级配和塑性指数。首先是严格控制超径颗粒的含量。因为大颗粒会影响其周围的压实度，日后形成凹陷，影响路面平整度。其次，对塑性指数和细粒组料的含量应取中值，以保证路基的稳定性，否则易导致翻浆，影响基层与表处面层之间的粘结力。在细料过多或塑性指数过大的情况下，还会造成基层表面致密，不利于透层油C25.3的渗入。
2.4.2 控制基层平整度。基层平整度的控制一是要防止集料的分离，二是要采取合理的施工程序。主要采取以下措施：基层料在料场加水焖料，并在上料前进行预拌；使用摊铺机进行摊铺在坡度较大的弧线段，加密高程控制桩；在含水量达到要求时及时碾压。
2.4.3 严格控制基层材料质量，CBR值、压碎值、针片状含量等关键参数需满足规范要求。
2.5 沥青洒布及其质量控制
沥青洒布包括透层油及表处第一层、第二层的沥青洒布。沥青洒布质量控制的关键是沥青洒布率、洒布的均匀性及撒布温度。沥青洒布率依据规范和经验公式计算初步选取，经过现场试验效果调整确定。本项目的沥青洒布率为：透层0.8L/m2，双表第一层1.2 L/m2，双表第二层0.9 L/m2。
沥青的洒布是通过沥青洒布车进行的，洒布过程中的质量控制重点是避免出现空白或沥青集聚现象，以免日后表处集料产生松散、拥包或堆积等病害。根据试验段确定的单位面积沥青洒布量调整洒布车档位及油泵档位，保证洒布车匀速行驶。若洒布后出现空白或缺边现象，应及时进行人工补洒，如有沥青聚集则人工刮除。透层油洒布时机的选择是基层施工表面稍干后洒布，表面不能过于湿润或干燥，否则应晾晒或少量洒水后并晾干。沥青洒布后严禁车辆及行人通过。
2.6 集料撒布及其质量控制
集料撒布与沥青洒布一样，都是通过洒布车进行，其质量控制的重点是撒布率和撒布的均匀性。根据南非规范（SATCC）规定的撒布率为：集料（19mm）撒布率为0.014m3/m2，集料（9.5mm）撒布率为0.006 m3/m2。根据实际情况看，上述撒布率是适宜的，过大的撒布率不仅会造成集料的浪费，而且会导致集料颗粒叠加而产生压碎、脱落现象，影响路面的成型效果。
实践经验表明，熟练的撒布车操作手一般都可按规定的撒布率进行撒布，而且均匀性亦能满足要求。但有两种情况必须进行处理，一是撒布质量不高，局部集料呈多层分布，需进行人工清除或人工用扫帚扫匀，如表面已粘结，可用扫地机进行清扫；二是局部撒布量不够或者没有集料覆盖，必须在沥青冷却前进行人工补撒，如果沥青已经冷却，则使用喷灯加热。
2.7 路面碾压
路面初始碾压采用轮胎压路机。石屑撒布后，立即从路边向中心进行碾压3～4遍，每次轮迹重叠30cm左右。随后，终碾采用8t光面钢轮压路机静碾两遍。碾压时控制压路机行驶速度不大于2km/h。为了使石屑分布更为均匀，初碾后采用清扫机清扫路面，压路机紧随清扫机进行终碾。采用钢轮碾碾压时，应观察石屑有无破碎情况，如果石屑压碎现象严重，应停止用钢轮压路机碾压，增加胶轮碾碾压遍数完成最终碾压。
2.8 施工缝搭接措施
施工缝包括路面分幅施工形成的纵缝和分段施工形成的横缝。接缝质量的好坏，对路面外观质量有非常大的影响。施工规范要求先施工段的周边要预留至少10cm宽不能撒布集料，在进行后段施工时预留的10cm宽度要再次洒布沥青，以保证搭接。纵缝位于路面中心线处，预留的10cm宽度虽重复洒布沥青，但由于车轮碾压较少，不会出现溢油现象。但横缝则不然，经行车重复碾压，横缝溢油成为必然。因此，在施工中取消横缝处的预留区，在横缝处铺设宽度约1m左右的牛皮纸或铁皮，以此确保起喷点和喷洒终点处的整齐、整洁。此外，横缝处的石屑撒布应尽量均匀，避免凸凹不平。
纵缝施工时应注意的是，后施工的半幅沥青洒布范围严格控制住预留区以内，避免撒布在已完成的另半幅上，否则会造成接缝处的重复洒布，使接缝处形成一条凸起的小埂，影响平整度。如果存在这种现象应人工清除。若接缝处预留区内未布满沥青，出现空白处由专人补洒。
2.9 路面养护及开放交通
本工程双表处粘结料采用90#基质沥青，动粘滞度大，表处第一层施工完毕需养护10天才能进行表处第二层的施工。因此，双表处施工期间要封闭交通，待双表处第二层施工完成且至少养护48h后才能开放交通。在开放交通后的3天内，应限制行车速度不超过40km/h，并摆设路椎引导行车路线，尽量使整个路面得到均匀碾压。
3. 病害处理
3.1 泛油
部分已施工双表路段路面中间颜色先变黑，继而出现轮迹，路面上泛起液化了的油层，
原因分析：1.用油量过大或集料撒布量不足，这是形成泛油的主要原因。撒布车行驶速度发生变化或者施工天气过热--人为外在因素即未与试验段数据保持一致 或外部条件发生变化，未及时调整数据。
2.表处料清洁程度不够，料中石粉太多。
3.表处料强度不够，原材料里云母含量过高。
路面泛油会造成三种直接后果：一是路面滑溜，对行车安全构成严重威胁，特别是雨天；
二是沥青迁移造成路面空隙率的不利性改变，上面层空隙率愈来愈小而中、下层空隙率愈来愈大，中下面层空隙率的增大往往伴随着负压的产生及空隙的连通，路面的雨水极容易透过微观裂纹或面层空隙进入基层，甚至击穿上面层，形成水损害。
处理措施：1. 轻度泛油，可撒粒径2—5mm的矿料，通过行车碾压至不粘轮为宜。泛油较重地段，根据情况，可撒粒径5—10mm的矿料，待稳定后，再撒粒径2—5mm的石屑或粗砂，引导行车碾压成型。严重泛油地段，先撒一层粒径10—15mm或更粗些的矿料，用压路机面强行压入，达到基本稳定后，再分次撒5—10mm和2—5mm的矿料，引导行车碾压成型。
处理泛油，必然掌握先撒粗料后撒细料和少撒、勤撒的原则。如果重复使用细
料，结果会形成软的油石层，影响路面的稳定。
2. 从原材料方面杜绝不合格集料入场，保证施工成品质量。
3.2 油 包
原因分析：1、硬油包。这种油包底层稳定，由于表处层骨料少，局部细料少，含油量过大，在行车作用下，形成硬油包。在弯道处更易产生油包，施工不慎、油车、油桶漏未及时清除，也可产生油包。
2、软油包。由于底层含水量过大，水份蒸发不出来，停留在底层表面，或底层泛土太厚，使表处层与底层形成两张皮，行车来回碾压，就产生不稳定的软油包，也称拥包。
处理方法：硬油包：趁天气热，把油包铲掉，与路面持平，清除杂质，稍洒点热沥青，撒料均匀整平夯实，经过养护，可与原沥青面层一样。软油包：将软油层挖掉，露出硬底层晾干，如果底层水份过多、弹软，可将弹软部分挖去，填充新料，与原底层一平夯实，然后用新沥青料铺平（厚度不要超过原路面）整
3.3 松 散
路面上产生大小不等，形状不同矿料分离松脱，结构破坏现象。
原因分析：1、施工时气温较低，或晚秋施工，油路面未及返油成型，就气温聚降,或进入冬季。
2、油石比偏少，或由于油料老化，油石料加温过高等，降低粘结力。
3、矿料质量差，风化松软，含土多，潮湿或因采用未处理的酸性矿料，与油料结合不良。
4、由于底层、土基的松软变形，引起松散。
5、局部松散，一般由于油料洒布不均匀，个别地点油量不足，甚至空白所形成的松散。
处理方法：大面积松散，属于面层引起的，可将松散粒料清除，重做油层；轻微的可用罩面解决。属于基层引起的，可处理底层后，重做油层。对局部严重的松散，采用挖补法处理。
4. 结语
沥青双表处路面厚度仅3cm左右，但施工工序多，且各工序衔接紧密，施工质量控制点多，精细、严密的施工组织对路面的施工质量有着决定性的影响。必须从原材料质量控制开始，把质量控制贯穿于整个施工过程中，把影响施工质量的“人、机、料、法、环”五大因素落实到每道工序上，做到全员参与、全过程控制，才能最终形成质量优良的沥青双表处路面。

（作者介绍：白永华，男，1986年7月10日出生，长安大学公路与城市道路专业本科学历，工程师职称）