2.6 沥青混凝土面板施工
2.6.1 施工前的准备
沥青混凝土面板铺筑前其坝体应分层填筑,认真压实。填筑时坝体应超出上游线50cm,然后用推土机或人工进行坡面修整,必要时用振动碾补充碾压,使其坡度、平整度、密实度达到设计要求,然后进行垫层施工。
坡面垫层施工根据设计结构和厚度确定。如设有过渡层棱体和支撑面板,过渡棱体厚度一般会在3m以上,对过渡棱体一般采用最大粒径为50~70mm级配碎石水平分层填筑,对过渡棱体坡面上部的支撑面采用级配碎石顺坡碾压施工。如坡面垫层只有一层15~25cm级配碎石,结构厚度较小,一般采用粒径不大于40mm级配碎石采用推土机在斜坡上摊铺。压实时按振动碾顺坡碾压,上行有振碾压,下行无振碾压。碾压的遍数按设计的压实度要求通过碾压试验确定。
铺筑沥青混合料前,应对垫层的表面喷洒一层乳化沥青或稀释沥青,喷洒宜分条带进行,喷洒前垫层表面应确保清洁、干燥。一般的乳化沥青在无雨天12~24h可以干燥,喷洒前应注意收集天气预报,如12h内有雨应避免喷洒。一次喷洒面积应与沥青混合料的铺筑面积相适应,一般喷洒的乳化沥青干燥后应立即进行混合料的铺筑,避免长时间不铺筑形成污染。乳化沥青干燥前,禁止人员、设备在其上行走和进行各种作业。
垫层表面喷涂乳化沥青或稀释沥青有人工涂刷和机械洒布两种方法。人工涂刷不易均匀,尤其是在碎(卵、砾)石垫层上涂刷更为困难,故只可在中小型工程的刚性垫层上应用。机械洒布一般有汽车洒布机、机动洒布机和手摇洒布机三种。汽车洒布机虽然洒布较均匀,生产率高,但在斜坡上开行困难,不宜在面板工程上应用。手摇洒布机劳动强度大,近来多为小型的机动洒布机所代替,故在工程中以采用机动洒布机为宜。目前,国产公路沥青洒布机LSA-50便是一种小型的机动洒布机,可改装为斜坡洒布机使用。
为使洒布均匀,应分条自下而上进行。洒布宽度根据洒布机的性能而定,最小为3m。
面板垫层上喷涂的乳化沥青或稀释沥青用量以喷洒均匀,不留空白为原则。对无砂混凝土一般为0.8kg/m2,对碎石垫层一般为1.5~2kg/m2,具体应通过现场试验确定。
2.6.2 沥青混合料的铺筑方案选择
沥青混凝土面板铺筑可采用人工铺筑、半机械铺筑和机械化铺筑。对一条面板可以采用通条铺筑,也可采用分级铺筑。
图2-8 面板分二级铺筑示意图(单位:m)
沥青混凝土面板是否分级施工应根据具体情况确定,当斜坡长度过长(≥120m时)采用一级通条铺筑有困难时,或因施工导流、度汛要求坝体需修成临时断面并铺设面板时,则应采取分级铺筑。目前,多为二级铺筑,即将面板分成上、下两部分铺筑。当铺筑下半部分时,需设置临时性的坡间施工平台,供布置设备及交通道路之用,面板分二级铺筑见图2-8。平台宽应根据牵引设备的布置及运输车辆的交通要求确定。以15~25m为宜。
沥青混凝土面板铺筑在斜坡上施工,又是高温作业,工作环境恶劣,如采用人工摊铺不易均匀,粗骨料宜沿坡面下滑,造成分离,夯实很难达到设计容重。故在大面积上铺筑沥青混凝土面板不允许采用人工方法。只有在机械无法摊铺的部位方可采用人工摊铺。
半机械摊铺一般是运输、碾压采用机械施工,摊铺还是采用人工作业,一般只适应在碎(卵、砾)石垫层上摊铺机难以铺设第一层时采用。
现阶段对沥青面板施工从混合料运输、摊铺、碾压这些环节凡具备采用机械化作业条件的一般均应采用机械化作业。主绞车自带起重装置进行空中转料,斜坡喂料车喂料,沥青混凝土面板工程(斜面)摊铺施工见图2-9。
图2-9 沥青混凝土面板工程(斜面)摊铺施工示意图
1—主绞车;2—喂料车;3—摊铺机;4—振动碾;5—副绞车;6—吊罐;7—混合料运料车
采用履带吊转运混合料的面板施工布置见图2-10。摊铺机一般选择一次摊铺宽度3~4m以上的。对不能采用大型机械铺筑的部位可采用小型简易的摊铺机(例如TX-50摊铺机)兼任斜坡运输和摊铺,并用轻型振动碾(例如宽50cm,直径40cm的振动碾)或手提式夯实机压实。
图2-10 采用履带吊转运混合料的面板施工布置图(单位:cm)
2.6.3 沥青混合料的运输
沥青混合料水平运输可采用自卸汽车或装在汽车上的保温底开式立罐中运到坝顶。沥青混合料在斜坡上的运输,宜采用吊罐将混合料起吊转运到专用的斜坡喂料车;当斜坡长度较短或工程规模较小时,可由摊铺机直接运料或其他专用机械运输。
2.6.4 沥青混合料摊铺
沥青混凝土面板应按设计的结构分层,沿垂直坝轴线方向依摊铺宽度分层条带,由低处向高处摊铺。沥青混合料的摊铺宜采用专用摊铺机,摊铺速度应满足施工强度和温度控制要求。最佳摊铺速度以1~2m/min为宜,或通过现场试验确定,摊铺厚度应根据设计要求通过现场试验确定。当单一结构层厚度在100mm以下时可采用一层摊铺;大于100mm时应根据现场试验确定摊铺层数及摊铺厚度。防渗层采用多层铺筑时,上下层纵缝错开距离为1/3~1/2幅宽,上下层横缝错开的距离应大于1m。
2.6.5 沥青混合料的碾压
沥青混合料应采用专用振动碾碾压,宜先用附在摊铺机后小于1.5t的振动碾或振动器进行初次碾压,待摊铺机从摊铺条带上移出后,再用3.0~6.0t的振动碾进行二次碾压。振动碾单位宽度的静碾重可按表2-5控制。若摊铺机没有初压设备,可直接用3.0~6.0t的振动碾进行碾压。
表2-5 振动碾单位宽度的静碾重表
沥青混合料碾压时应控制碾压温度,初碾时温度控制为120~150℃;终碾温度控制为80~120℃;最佳碾压温度应由试验确定。当没有试验成果时,可根据沥青混合料碾压温度按表2-6选用。气温低时,应选大值。
沥青混合料碾压工序应采用上行振动碾压、下行无振碾压,振动碾在行进过程中要保持匀速,不宜骤停骤起,振动碾压滚筒应保持潮湿。碾压结束后,面板表面应进行无振碾压收光。
施工接缝处及碾压条带之间重叠碾压宽度应不小于150mm。
表2-6 沥青混合料碾压温度表 单位:℃
2.6.6 施工接缝与层间处理
防渗层铺设时应减少纵、横向接缝。采用分层铺筑时,各区段、各条带间的上下层接缝应相互错开。横缝的错距应大于1m,纵缝的错距应为条带宽度的1/3~1/2。接缝宜采用斜面平接,夹角宜为45°。
对防渗层的施工接缝可按如下规定处理:当已摊铺碾压完毕的条带接缝处的温度高于80℃时,可直接摊铺,不需要进行处理;当温度低于80℃时,按冷缝处理,应在接缝表面涂热沥青,并用红外线加热器烘烤至100±10℃后再进行碾压。对防渗层的施工接缝,应用渗气仪进行检验,对不合格的处应予挖除置换后压实,接缝修补后应再次检验,直到确认合格为止。
在防渗层新条带摊铺前,对受灰尘等污染的条带边缘,应清扫干净;污染严重的可喷涂一层乳化沥青或稀释沥青,也可予以清除。
为保证面板各层结合紧密,上、下层的施工间隔时间以不超过48h为宜。当铺筑上一层时,下层层面应干燥、洁净。
防渗层上、下铺筑层之间应喷涂一薄层乳化沥青、稀释沥青或热沥青。当为乳化沥青或稀释沥青时,应待喷涂液干燥后(喷涂后12~24h)才能进行上层摊铺。防渗层层间喷涂液所用沥青,其针入度应控制在20~40,沥青用量不应超过1kg/m2,以防止面板沿层面滑动。
2.6.7 面板与刚性建筑物的连接
面板与岸坡连接的周边轮廓线应保持平顺。面板与刚性建筑物的连接部位,施工时应留出一定的宽度,在面板铺筑后进行连接部位的施工。先铺筑的各层沥青混凝土应形成阶梯形状,以满足接缝错距要求。
面板与刚性建筑物连接部位应按混凝土连接面处理、楔形体浇筑、沥青混凝土防渗层铺筑、表面封闭敷设等工序施工,必要时应进行现场铺筑试验。
面板与混凝土结构连接施工前,应将混凝土表面刷毛清洗烘干,然后均匀喷涂一层稀释沥青或乳化沥青,用量宜为0.15~0.20kg/m2,干燥后方可在其上进行沥青胶施工。沥青胶涂层应均匀平整,不得流淌,如涂层太厚可分层涂抹。
楔形体的材料可采用沥青砂浆、细粒沥青混凝土等,应全断面由低到高依次热法浇筑施工,每层厚度300~500mm。楔形体浇筑温度应控制在140~160℃。
在混凝土面和楔形体上铺筑沥青混凝土防渗层时应在沥青胶和楔形体冷凝后进行。
连接部位设加厚层的上层沥青混凝土防渗层应待下层沥青混凝土防渗层冷凝后铺筑。连接部位的沥青混凝土防渗层与面部的同一防渗层接缝应按施工接缝要求处理。当连接部位设置金属止水片时,嵌入沥青混凝土一端的止水片表面应涂刷一层沥青胶。当连接部位使用加强网格材料时,应将施工面清理干净后铺设。加强网格材料时,上下层应相互错缝,错距幅宽应不小于1/3。
2.6.8 封闭层施工
封闭层施工前,防渗层表面应干净、干燥。应污染而清理不净的部分,应喷涂热沥青。
封闭有鼓泡或脱皮等缺陷时应及时清除后重新处理。封闭层宜选择在10℃以上的气温条件下施工。施工后的表面严禁人机行走。封闭层材料可采用沥青胶,沥青胶宜采用机械拌制,出料温度应控制为180~200℃。沥青胶用涂刷机或橡皮刮板沿坡面方向分条涂刷,每层涂刷厚度宜为1mm,涂刷时的温度应在170℃以上。涂刷后如发现有鼓泡或脱皮等缺陷时应及时清除后重新处理。
2.6.9 斜坡机械的牵引与锚碇
机械化施工中,斜坡运输、摊铺、碾压机械的牵引设备及锚碇方法(见表2-7)。由表2-7可以看出,采用可移动式卷扬车作为牵引设备最为理想,因为当斜坡施工机械需侧向移动时,可直接开到台车上,与台车一起移动。台车本身附有平衡重,不需采取其他措施防止倾翻,管理方便,安全可靠。但这种方式的一次性投资大。对中小型工程可能不经济。因此,可考虑采用表2-7中其他牵引设备。牵引设备的锚碇,关系到机构和人身的安全,必须认真设计和施工,仔细检查,防止事故。
表2-7 斜坡施工机械的牵引设备与锚碇方法表
续表