澆築式瀝青混凝土鋪裝施工工法

澆築式瀝青混凝土鋪裝施工工法

《澆築式瀝青混凝土鋪裝施工工法》是重慶市智翔鋪道技術工程有限公司完成的建築類施工工法;作者分別是李林波、付斌、劉昌仁、彭濤、戴榕俊;適用範圍是鋼橋面、水泥混凝土橋面、隧道路面、室內地坪等鋪裝層。

《澆築式瀝青混凝土鋪裝施工工法》主要的工法特點是:築式瀝青混凝土具有較好的抗低溫開裂能力;採用專用儲運器(Cooker)儲存運輸;僅需碎石撒布機配合攤鋪機即可完成攤鋪施工。

2009年10月19日,《澆築式瀝青混凝土鋪裝施工工法》被中華人民共和國住房和城鄉建設部評定為2007-2008年度國家一級工法。

基本介紹

  • 中文名:澆築式瀝青混凝土鋪裝施工工法
  • 工法編號:GJYJGF044-2008
  • 完成單位:重慶市智翔鋪道技術工程有限公司
  • 主要完成人:李林波、付斌、劉昌仁、彭濤、戴榕俊
  • 審批單位:中華人民共和國住房和城鄉建設部
  • 主要榮譽:國家一級工法(2007-2008年度)
形成原因,工法特點,操作原理,適用範圍,工藝原理,施工工藝,材料設備,質量控制,安全措施,環保措施,效益分析,套用實例,榮譽表彰,

形成原因

澆築式瀝青混凝土起源於德國,德文為Guβ,英文為gussasphalt,意為“流動路面”,其含義是澆築式瀝青混合料具有流動性,攤鋪時不需要碾壓,只需要簡單的攤鋪整平即可完成施工,隨後傳入美國、日本等其他國家,得到廣泛的套用。重慶市智翔鋪道技術工程有限公司於1999年引進該技術,結合中國的氣候條件及行車狀況作了技術改進,並總結開發出《澆築式瀝青混凝土鋪裝施工工法》。

工法特點

《澆築式瀝青混凝土鋪裝施工工法》的工法特點是:
一、澆築式瀝青混凝土具有較好的抗低溫開裂能力,良好的密水性、耐久性、抗裂性等特點。
二、澆築式瀝青混合料粉料用量高(達20%~30%)、複合改性瀝青用量高(油石比達7%~10%)、拌合溫度高(220~225℃),因“三高”特點,拌合時間較長(70~110秒),對拌合站控制系統的計量精度要求較高,同時要求拌合站的耐高溫能力強。
三、澆築式瀝青混合料採用專用儲運器(Cooker)(帶加熱、保溫控制系統和攪拌裝置的容器)儲存運輸;使用的攤鋪機與普通攤鋪機完全不同,無接料斗、輸送與螺旋分料裝置,由行走系統、熨平板系統、刮板布料器組成。
四、澆築式瀝青混合料施工不需要壓路機進行碾壓,僅需碎石撒布機配合攤鋪機即可完成攤鋪施工。

操作原理

適用範圍

《澆築式瀝青混凝土鋪裝施工工法》的適用範圍是:鋼橋面、水泥混凝土橋面、隧道路面、室內地坪等鋪裝層。

工藝原理

《澆築式瀝青混凝土鋪裝施工工法》的工藝原理敘述如下:
澆築式瀝青混凝土屬於密級配瀝青混凝土,混合料具有細集料含量高,礦粉含量高,瀝青含量高等特點,較多的瀝青含量使骨料處於懸浮狀態,它與熱壓瀝青混凝土不同的是其空隙率很小,而且內部空隙不連續,澆築式瀝青混凝土不透水,在層內不會出現水損害。澆築式瀝青混凝土有較高的瀝青含量,具有較好的抗低溫開裂能力,同時又具有良好的密水性、耐久性等特點。
澆築式瀝青混凝土施工工藝特殊:拌合溫度高,拌合時間長;混合料在運輸過程中需繼續加熱保溫和繼續攪拌;攤鋪時靠混合料自身流動成型,不需壓路機進行碾壓,只需要用攤鋪機就能能達到規定的密實度和平整度;混合料攤鋪完成後,緊接撒布瀝青預拌碎石,使瀝青預拌碎石嵌入瀝青混合料中。

施工工藝

  • 工藝流程
《澆築式瀝青混凝土鋪裝施工工法》的工藝流程見圖1。
澆築式瀝青混凝土鋪裝施工工法
圖1 澆築式瀝青混凝土施工工藝流程圖
  • 操作要點
《澆築式瀝青混凝土鋪裝施工工法》的操作要點如下:
一、施工準備
1.施工前應與橋樑結構設計單位聯繫,確定澆築式瀝青混凝土高溫攤鋪對鋼橋熱應力及變形的影響,最佳化橋面鋪裝方案。
2.施工前對管理人員、技術人員、操作人員和輔助工人進行施工操作培訓、施工技術交底和安全技術交底。
3.保證改性瀝青、天然瀝青、碎石、礦粉等原材料的供應,且供應時間及數量能滿足施工要求,各種材料進場前必須檢驗,經檢驗合格的材料方能投入使用。
4.各種機械設備(一套拌合設備、多台Cooker、一台澆築式攤鋪機、一台碎石撒布機和輔助機具)準備到位並作全面檢查,並經調試證明處於性能良好狀態;拌合站的溫控系統、稱量系統必須經技術監督部門校核,計量準確才能使用。
5.有資質的試驗室進行原材料檢測,目標配合比設計,生產配合比驗證,並按規範要求做路面鋪裝試驗段,檢測各項性能指標,形成生產施工的標準配合比。
6.接收合格的施工作業基面。
二、測量放樣
1.縱斷面測量:縱斷面上採用5米一個點進行測量,保證瀝青層攤鋪的平整度和厚度。
2.橫斷面測量:在攤鋪範圍內根據攤鋪機寬度合理劃分攤鋪幅數,單幅攤鋪範圍在6米內分布3個測點,6~10米分布4個測點,大於10米時每增加2米加一個測點。
3.測量方法:採用相對高程測量方法,每個橫斷面採用設計標高與實際標高的相對高差來確定攤鋪層的厚度。
三、模板安放
模板安放方法:沿橋樑縱向擺放模板,然後用測量所得的相對鋪裝厚度對模板進行找平(利用縱向斷面測量所得的兩點相對高程來控制,然後用廣線來測量中間位置的相對高程,用墊塊對模板進行找平處理)。準備更多規格的模板(譬如高度為2厘米、2.5厘米或3厘米),這樣能夠對局部相對厚度過小的地方鋪裝厚度進行調整。
四、結合料生產
結合料的生產,在有條件的情況下採用現場生產,無條件時採用購買符合設計要求的成品改性瀝青。澆築式瀝青結合料採用複合改性瀝青以基質石油瀝青為基礎,用多種改性劑進行複合改性生產,生產工藝的關鍵控制點如下:
1.現場生產應根據拌合樓當天的實際需求進行生產。
2.在生產過程中進行隨機取樣試驗檢測,取樣頻率為每施工日1~2次。
3.質量檢驗除了試驗室取樣檢測外,可用目測檢驗方式:每生產一盤改性瀝青取樣觀察改性瀝青是否均勻、有無顆粒存在。
五、瀝青預拌碎石生產
生產溫度控制:石料加熱溫度應為110~120℃,瀝青用量為3‰~5‰,拌合時間為乾拌10~15秒,濕拌70~90秒。
六、混合料生產
混合料生產溫度控制:石料加熱溫度應為280~320℃,混合料拌合後出料溫度按220~250℃目標控制。由於混合料中礦粉含量很大,因此混合料的拌合時間長,拌合時間為乾拌10~20秒,濕拌60~90秒。
七、混合料運輸
Cooker是一個帶有帶加熱、保溫控制系統和攪拌裝置的容器,施工過程中把Cooker固定在運輸車上;Cooker在攪拌站裝好混合料後,運輸到施工現場進行攤鋪。在使用過程中應注意以下幾點:
1.當天第一次裝料前,啟動發動機,開啟加熱系統,對Cooker進行提前預熱,預熱至100~140℃,待攪拌系統能夠轉動時,方可裝料。
2.裝料後,把溫控系統的溫度設定在220~240℃。
八、混合料攤鋪
1.由於澆築式瀝青混合料黏性大,施工前對模板內側、人工抹板、攤鋪機的布料刮板與整平板等接觸澆築式瀝青混合料的部位塗刷一層隔離劑。
2.在進行混合料的攤鋪前,應提前對攤鋪機進行預熱,預熱溫度應達到160~200℃。
3.運至現場的澆築式瀝青混合料應進行溫度測量和流動性檢測,符合設計要求後,方可攤鋪。
4.Cooker倒行至攤鋪機前方,混合料通過其後面的卸料槽直接卸在基面上。攤鋪機的布料刮板左右移動,把澆築式瀝青混合料鋪開。攤鋪機向前移動把瀝青混合料整平到控制厚度。澆築式瀝青混合料溫度較高,其較好的流動性容易封閉部分空氣,空氣受熱膨脹會產生氣泡,應及時將氣泡戳穿放氣。
九、瀝青預拌碎石撒布
1.根據攤鋪層寬調整撒布寬度,當攤鋪邊緣為自由側時要預留約10~15厘米的寬度不撒碎石,為下一幅施工提供攤鋪機行走的基準面。
2.攤鋪過程中,碎石撒布機根據混合料的溫度以及流動性,調整與攤鋪機的距離進行撒布,要保證碎石的1/3~1/2部分沉入混凝土中。施工完畢後,掃除未粘牢的碎石。
十、接縫及邊界處理
1.橫向施工接縫:鋪裝過程中,施工縫儘量設在橋樑伸縮縫處。如遇等料以及天氣變化等原因,需在其他部位設定施工橫縫,按如下方法設定:使用邊側限制的鋼製或木製擋板,切割成與澆築式攤鋪機寬度相同長度,放置於設定施工接縫的位置,將攤鋪機升起少許,從橫向擋板上移出,抵住橫向擋板,手持人工抹板將混合料抹至緊貼模板,並抹平敲打擊實,使混凝土具有垂直的橫向截面,固定橫向擋板,待混合料冷卻後,方可拆除擋板,最後敲掉鬆散混合料;在接縫處鋪築澆築式混合料之前,應使用加熱噴槍對接縫處混凝土進行加熱,待混合料出現軟化後,將攤鋪機高度調至鋪裝層相同高度,待布料刮板將混合料均勻鋪開後,便可開動攤鋪機進行正常攤鋪。觀察接縫處新鋪的混合料,如出現鬆散麻面情況,立即進行人工處理。
2.縱向接縫:由於橋面不能進行整幅攤鋪,施工中會產生縱向接縫。用於邊側限制的模板在混合料冷卻形成一定強度後,方可拆除,使接縫保持光滑順直的縱截面;在進行縱向接縫的施工前,檢查原瀝青混凝土接縫界面,及時處理出現麻面、鬆散以及和下層發生脫落的澆築式瀝青混凝土,同時對接縫應進行加熱處理,保證接縫粘接強度,確保整個鋪裝的密實性和整體性;在攤鋪機後,安排專門人員對接縫出現漏鋪以及麻面的地方及時處理,採用噴槍加熱使原鋪裝層軟化,並用工具搓揉,使其表面平整,並壓入瀝青預拌碎石。
3.邊界處理:為了便於攤鋪機的攤鋪作業,澆築式瀝青混凝土鋪裝在靠近人行道的位置會留40~50厘米寬的邊緣帶由人工攤鋪整平。該邊緣帶的施工工藝如下:將澆築式瀝青混合料卸至密封的斗車中,人工運至邊緣帶施工位置,用抹平工具人工攤鋪整平,並撒布瀝青預拌碎石。
  • 勞動力組織
《澆築式瀝青混凝土鋪裝施工工法》的勞動力組織如下:
澆築式瀝青混凝土由於採用特殊運輸、攤鋪施工設備,勞動力人員需要經過嚴格培訓,項目管理人員必須熟悉澆築式瀝青混凝土的工藝過程及質量控制方法和流程。項目人員主要由管理人員、技術人員、機械操作人員、輔助工等組成,具體人數需要視項目規模、設計工序等作具體調整。
表1 勞動力組織情況表
序號
單項工程
所需人數(個)
備註
1
管理人員
2~4
根據工程項目大小而定
2
技術人員
2~3
3
機械操作人員
5~10
4
輔助工
20~40
其他

材料設備

一、材料
《澆築式瀝青混凝土鋪裝施工工法》所用材料見表2,其中基質瀝青、礦粉、集料必須符合《公路瀝青路面施工技術規範》JGF 40一2004中的相關要求,並有出廠合格證、檢測報告,材料進場後還要進行現場見證抽樣檢查,並出具復檢報告,若是進口材料必須附有質檢報告與海關證明。
表2 材料表
序號
材料名稱
規格
單位
數量
用途
1
道路石油瀝青
視工程量大小而定
生產結合料
2
改性劑
3
礦粉
生產混合料
4
集料
5
隔離劑
千克
施工現場用
二、設備
《澆築式瀝青混凝土鋪裝施工工法》所用機械設備見表3,其中瀝青混合料攪拌站稱量系統必須每年定期申請國家技術監督局進行校核,並取得校核合格證書方能使用。
表3 機械設備表
序號
設備名稱
規格
單位
數量
用途
備註
1
瀝青混合料攪拌站
2000型及以上
1
生產混合料
集料加熱能力280℃
2
Cooker
容量≥8噸
≥5
運輸混合料
視運距遠近而定
3
澆築式攤鋪機
寬度≥5米
1
攤鋪混合料
4
碎石撒布機
寬度≥5米
1
撒布碎石
5
輔助工具
(掃帚、拖把、刷子、斗車、人工抹板)
10
清潔及人工整平
6
鋼製或木製模板
總長≥200米
100
邊界擋板

質量控制

《澆築式瀝青混凝土鋪裝施工工法》的質量控制要求如下:
一、工程質量控制標準
1.結合料、混合料的質量控制標準按《公路鋼箱梁橋面鋪裝設計與施工技術指南》的相關要求執行,如表4所示。
表4 結合料、混合料的質量要求
序號
項目
頻率
質量要求
試驗方法
1
結合料
針入度(25℃,100克,5秒)
1次/天
10~40 0.1毫米
JTJ 052-2000 T0604
2
軟化點(環球法)
≥72℃
JTJ 052-2000 T0605
3
延度(5厘米/分鐘,10℃)
≥10厘米
JTJ 052-2000 T0606
4
瀝青混合料
混合料級配
2~3次/天
≥4.75毫米
±7%
JTJ 52-2000 T0725
抽提篩分與標準級配的差
≤2.36毫米
±6%
0.075毫米
±2%
5
瀝青用量
±0.3%
JTJ 052-2000 T0721、T0722
6
流動性
隨時
≤20秒
公路鋼箱梁橋面鋪裝設計與施工技術指南中附錄G、F
7
貫入度
2~3次/天
1~4毫米
8
貫入度增量
≤0.4毫米
備註:根據具體工程,如設計檔案對質量有特殊要求時,以設計檔案為準,瀝青混合料的貫入度、貫入度增量的試驗溫度為(夏炎熱區為60℃,夏熱區為50℃,夏涼區為40℃)。
2.路面施工質量評定按《公路工程質量檢驗評定標準》JGF 80/1-2004的相關要求執行。
二、工程質量保證措施
1.澆築式瀝青混凝土不得在雨天施工,在水泥混凝土橋(路)面上施工氣溫不得低於10℃,鋼橋面上施工氣溫不得低於15℃。
2.澆築式瀝青混凝土施工工作面必須保持乾燥、乾淨,施工人員必須配備毛巾和穿戴鞋套,防止汗水及鞋子污染工作面。
3.禁止無關人員和車輛以及漏油漏水車輛進入施工現場,工程車輛進入施工現場前必須對車輛輪胎進行徹底清潔,防止污染工作面。
4.設定一個帶攪拌或循環裝置的瀝青結合料儲存罐,防止離析。
5.在工程正式生產瀝青混合料之前,必須進行試生產,必須連續兩鍋混合料滿足要求時,方可進行正式生產。
6.碎石撒布機撒布完以後,安排專人檢查撒布情況,如有漏撒及時採取補撒並用人工滾筒進行碾壓。

安全措施

採用《澆築式瀝青混凝土鋪裝施工工法》施工時,除應執行國家、地方的各項安全施工的規定外,尚應遵守注意下列事項:
一、認真貫徹“安全第一、預防為主、綜合治理”的方針,根據國家相關規定、條例,結合施工特點和工程現場條件,設定專職安全員和班組協勤,執行安全生產責任制,加強全員安全教育,明確各級人員的職責,落實安全措施。
二、施工現場安全要符合防火、防雷、防觸電等安全規定以及安全施工要求進行布置,並完善布置各種安全標誌、標識與標語。
三、施工現場的臨時用電嚴格按照《施工現場臨時用電安全技術規範》和相關規範規定執行。
四、建立完善的施工安全保證體系,加強施工作業中的安全檢查,規範施工作業程度,確保作業標準化、規範化。
五、所有操作人員持證上崗,加強現場作業人員的職業病防護措施,必須按規定穿戴防護用品,防止燙傷、高空砸傷。
六、所有施工機具設備均應定期檢查,保證其經常處於完好狀態;不合格的機具、設備和勞動保護用品嚴禁使用。
七、在進場施工前,制定切實可行的交通組織方案,並報當地交警部門審批後實施,採用規範的安全錐和標誌、標牌隔離施工區域和引導交通。施工期間,加強現場安全管理工作,配備足夠的專職安全員,用於現場指揮和維持交通秩序。

環保措施

《澆築式瀝青混凝土鋪裝施工工法》的環保措施如下:
一、成立對應的施工環境衛生管理機構,在工程施工過程中嚴格遵守國家和地方政府的有關環境保護的法律、法規和規章,加強對施工油料、工程材料、設備、廢水、生產生活垃圾、棄渣的控制和處理,遵守工地揚塵、環境衛生、廢棄物處理的規章制度,做好施工環境管理和交通疏導,做到不擾民、方便市民的要求,認真接受城市環境、衛生和交通管理,隨時接受相關單位的監督檢查。
二、將施工場地和作業限制在工程建設允許的範圍內,合理布置、規範圍擋,做到標牌清楚、齊全,各種標識顯目,施工現場整潔文明。
三、加強對職工環保意識教育,保護好環境衛生,加強集體食堂的飲食衛生和個人衛生,減少疾病,避免傳染病發生。
四、在車輛離開拌合樓場、施工現場等地方,安排專門的人員對車輛進行清潔處理。
五、挖廢水池,對拌合樓產生的廢料、油污及其他廢棄物,施工人員的生活垃圾等進行集中處理,廢物棄入專用垃圾場,廢水處理達標後方可排放。

效益分析

《澆築式瀝青混凝土鋪裝施工工法》的效益分析如下:
澆築式瀝青混凝土的空隙率小,而且內部空隙不連續,防止水滲透能力強,水不會滲透到橋樑主體結構中,保護了橋樑主體結構不受腐蝕,延長了使用壽命,具有經濟效益。
澆築式瀝青混凝土具有整體性好及變形能力強的優點,能夠確保鋪裝層與橋面板的有效粘接,優良的變形性能能較好地適應橋樑結構的變形,提高鋪裝層與橋面板的粘接強度和抗剪下性能,延長路面的使用壽命,養護、維修和管理費用降低,路面全壽命周期成本降低,具有經濟效益和社會效益。

套用實例

《澆築式瀝青混凝土鋪裝施工工法》的套用實例如下:
  • 實例1:上海東海大橋
1.工程概況
上海東海大橋地處東海海域,起始於上海南匯區蘆潮港,北與建設中的滬蘆高速公路相連,南跨杭州灣北部海域,直達浙江省嵊泗縣崎嶇列島的小洋山島。大橋全長32.5千米,寬31.5米,分上、下行雙幅橋面,雙向6車道,橋面板為水泥混凝土,橋面鋪裝結構下面層為3.5厘米厚澆築式瀝青混凝土GA10,鋪裝面積為820000平方米。
2.施工情況
澆築式瀝青混凝土鋪裝從2005年3月10日開始,2005年9月23日鋪裝完畢,實際淨工作日為126天,完成鋪裝面積約820000平方米;投入勞動力150人,主要施工機械:林泰閣2700拌合站一套、澆築式攤鋪機一台、碎石撒布機一台、Cooker15台等。
3.工程檢測與結果評價
在澆築式瀝青混凝土施工過程中,按照設計要求對原材料、半成品以及成品進行檢測,檢測結果全部合格,其中澆築式瀝青混合料成品的貫入度指標在2.7~3.5毫米(要求1~4毫米)、貫入度增量指標在0.13~0.22毫米(要求≤0.4毫米)、流動性指標在9~18秒(要求≤20秒);通過建設單位(上海同盛大橋建設有限公司)、設計單位(上海市政工程設計研究院)、監理單位(上海市市政工程管理諮詢有限公司)以及上海市質檢站組織的驗收,一致認為該工程質量合格。
  • 實例2:長沙三漢磯大橋
1.工程概況
長沙三漢磯大橋位於湘江下游,東起金霞立交橋附近的戴家河,橫跨龍洲北端,西近北津城。主橋為自錨式懸索橋,主橋跨徑為732米,主梁採用鋼箱梁結構,鋼橋面寬度33米。橋面鋪裝結構下面層3.5厘米厚澆築式瀝青混凝土,鋪裝面積為23000平方米。
2.施工情況
澆築式瀝青混凝土鋪裝從2006年8月11日開始,2006年8月29日鋪裝完畢,實際淨工作日為10天,完成鋪裝面積23000平方米;投入勞動力70人,主要施工機械:林泰閣2700拌合站一套、澆築式攤鋪機一台、碎石撒布機一台、Cooker8台等。
3.工程檢測與結果評價
在澆築式瀝青混凝土施工過程中,按照設計要求對原材料、半成品以及成品進行檢測,檢測結果全部合格,其中澆築式瀝青混合料成品的貫入度指標在2.8~3.4毫米(要求1~4毫米)、貫入度增量指標在0.15~0.23毫米(要求≤0.4毫米)、流動性指標在8~18秒(要求≤20秒);通過建設單位(長沙市環線道路工程建設指揮部)、設計單位(重慶交通科研設計院)、監理單位(長沙華南交通工程諮詢監理公司)以及長沙市質檢站組織的驗收,一致認為該工程質量合格。
  • 實例3:重慶菜園壩長江大橋
1.工程概況
重慶菜園壩長江大橋主橋採用剛構與提籃式鋼箱系桿拱、桁梁的組合結構,上層公路、下層輕軌兩用。主橋總長800米,上層橋面設六線汽車行車道加雙側人行道,行車道寬度25.5米,兩側人行道寬度2.5米。車行道鋪裝結構下面層採用3.5厘米厚澆築式瀝青混凝土,人行道採用3厘米厚澆築式瀝青混凝土,鋪裝面積共31000平方米。
2.施工情況
澆築式瀝青混凝土鋪裝從2007年9月19日開始,2007年10月1日鋪裝完畢,淨工作日為9天,完成鋪裝面積31000平方米;投入勞動力80人,主要施工機械:西築LB3000拌合站一套、澆築式攤鋪機一台、碎石撒布機一台、Cooker10台等。
3.工程檢測與結果評價
在澆築式瀝青混凝土施工過程中,按照《公路鋼箱梁橋面鋪裝設計與施工技術指南》及設計要求對原材料、半成品以及成品進行檢測,檢測結果全部合格,其中澆築式瀝青混合料成品的貫入度指標在2.8~3.3毫米(要求1~4毫米)、貫入度增量指標在0.12~0.21毫米(要求≤0.4毫米)、流動性指標在9~17秒(要求≤20秒);通過建設單位(中鐵大橋局集團重慶菜園壩長江大橋有限公司)、設計單位(重慶交通科研設計院)、監理單位(中國船級社實業公司)及重慶市質檢站組織的驗收,一致認為該工程質量合格。

榮譽表彰

2009年10月19日,中華人民共和國住房和城鄉建設部以“建質[2009]162號”檔案發布《關於公布2007-2008年度國家級工法的通知》,《澆築式瀝青混凝土鋪裝施工工法》被評定為2007-2008年度國家一級工法。

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