中欧双标准在机场沥青混凝土跑道工程中的应用及工艺研究.pdf

7 2 韩联峰 ， 韩文伟 中欧双标准在机场沥青混凝土跑道工程 中的应用及工艺研 究 文章编号 ： 1 0 0 6 -2 6 1 0 ( 2 0 1 2 ) O 3 O O 7 2 O 6 中欧双标准在机场沥青混凝土 跑道 工程 中的应 用及 工艺研 究 韩联峰， 韩文伟 ( 中国水利水电工程建设咨询西北公 司， 西安7 1 0 0 7 5 ) 摘要： 针对安哥拉南隆达地区特殊的地域特点和气候特征， 依托安哥拉绍里木机场改建工程， 将沥青混凝土机场跑 道路面施工欧共体标准与中国国内规范有机结合， 采用少油沥青混凝土施工工艺和取消中间层的施工技术， 开展高 温、 高湿环境下沥青混凝土配合比研究、 机场旧跑道缺陷基层处理技术研究、 高抗冲磨沥青混凝土试验配比等技术研 究。在施工过程中对施工设备配置及使用参数在实验阶段进行了充分的研究与调整， 使施工工艺达到系统化、 质量 控制标准化、 实验控制规范化， 同时也解决了部分技术难题， 形成了一套适用于该地区的适用性施工技法， 既保证了 工程质量， 又节约了工程成本， 达到了中欧双标准要求， 带来了较大的经济效益。 关键词： 沥青混凝土； 中国标准； 欧洲标准； 双标准； 施工工艺； 道路 中图分类号 ： T V 5 1 2 文献标识码 ： A Ap pl i c a t i o n o f Ch i n e s e a nd Eur o pe a n Co d e s i n As ph a l t Co nc r e t e Ru nwa y a n d Te c hn i qu e St ud y HAN L i a n f e n g ，HAN W e n we i ( C h i n a Hy d r o C o n s u l t i n g E n g i n e e r i n g C o r p o r a t i o n ， N o r t h w e s t B r a n c h ， X i a n 7 1 0 0 7 5 ，C h i n a ) Ab s t r a c t ： A i me d a t s p e c i a l r e g i o n a l c h a r a c t e r i s t i c s a n d c l i ma t e f e a t u r e s o f Na n r o d a r e g i o n o f An g o l a a n d b a s e d o n r e c o n s t r u c t i o n o f A n g o l a L a s h o l i Ai r p o rt，E U c o d e s a n d C h i n e s e c o d e s a r e i n c o r p o r a t e d i n c o n s t ruc t i o n o f ru n w a y p a v e me n t o f a s p h a l t c o n c r e t e ，c o n s t r u c t i o n t e c h n i q u e s o f a s p h a l t c o n c r e t e w i t h l i t t l e o i l a n d c a n c e l l a t i o n o f me d i u m c o u r s e a r e a p p l i e d Mi x r a t i o o f a s p h alt c o n c r e t e i n h i g h t e mp e r a t u r e a n d h u mi d i t y ，t e c h n o l o g y o n t r e a t me n t o f d e f e c t e d b a s e o f u s e d run wa y a n d t rial mi x r a t i o o f a s p h alt c o n c r e t e o f h i g h w e a ri n g r e s i s t a ri s e a r e s t u d i e d D u r i n g c o n s t ruc t i o n ， c o n s t r u c t i o n e q u i p m e n t a r r ang e m e n t a n d a p p l i c a t i o n p a r a m e t e r s a r e s t u d i e d and a d j u s t e d a t e x p e r i me n t s t a g e S O t h a t s y s t e ma t i c c o n s t ru c t i o n t e c h n o l o gy ，s t a n d a r d q u ali t y c o n t r o l a n d s t a n d ard i z e d e x p e rime n t c o n t r o l a r e r e ali z e d Me an w h i l e ，s o me t e c h n i c al i s s u e s are s o l v e d T h e r e f o r e ，o n e s e t o f a d a p t a b i l i t y c o n s t ruc t i o n me t h o d s an d t e c h n o l o gy s u i t a b l e f o r t h i s r e g i o n i s e s t a b l i s h e d T h i s a s s u r e s e n g i n e e rin g q u ali t y an d r e d u c e s e n g i n e e ri n g c o s t a s w e l 1 s a t i s f y i n g r e q u i r e me n t s o f b o t h E U C h i n e s e c o d e s a n d c r e a t i n g h i g h e r e c o n o m i c b e n e fi t s Ke y wo r d s ： A s p h alt c o n c r e t e ；C h i n e s e c o d e s ；E u r o p e a n c o d e s ；d o u b l e c o d e s ；c o n s t r u c t i o n t e c h n i q u e ；r o a d I J 日 lJ 舀 本工程是安哥拉 国际项 目绍里木机场改建工 程 ， 该项 目处于安哥拉南隆达地区， 根据当地高温多 雨的气候特征 ， 笔者单位在施工时对当地产粗细集 料 、 沥青等原材料经过反复检测试验 ， 开展了“ 机场 收稿 日期： 2 0 1 2 - 0 3 -0 2 作者简介 ： 韩联峰( 1 9 8 1 一) ， 男 ， 陕西省 西安市人 ， 助理工程师 ， 主要从事水利水电工程施工管理工作 沥青混凝土跑道欧、 中双标准应用及 系列工艺” 的 课题研究 ， 得出了适用 于该地区施工的集料级配及 沥青混凝土配合 比， 并配置 了适用于该工程 的最佳 施工机具 。同时还提出了少油沥青混凝土配合 比研 究及施工工艺研究 、 高抗冲磨工艺研究 、 取消 中间层 的施工工艺研究等新 的见解 ， 为今后在类似地 区施 工提供了宝贵的经验。 1 课题研究的关键技术难题 机场沥青混凝土跑道欧 中双标准应用及系列工 7 4 韩联峰 ， 韩文伟 中欧双标准在机场沥青混凝土跑道 工程 中的应用及工艺研究 机场跑道压实度检测成果见表 2 ， 详见图 3 ， 4 。 4 沥青混凝土混合料级配及配合比 研究创新点 安哥拉绍里木机场采用南非 口沥青 A 7 0 ， 集料 取 自于南隆达地区当地产原材料， 集料的生产采用 中国砂石骨料生产系统生产 ， 砂石骨料系统型号为 5 7 07 5 0。 表 l 绍里木机场压路机组合表 型 号 繁 备注 表 2 压实度检测成果表 检测次数 平均值 最大值 最小值 极差 1 0 9 9 7 l O O 9 9 3 O 7 图 3 双钢轮振动压路机 图 4轮胎 式压 路机 跑道 、 联络道、 停机坪的沥青混合料上下面层 由安哥拉索恩科公 司提供设计技术指标 ： 稳定度 8 0 k N； 流值 2 0 4 0 ( 0 1 m m) ； 空隙率 3 6 下面层 ； 空隙率 3 5 上面层。 与中国的施工规范相比较 ， 索恩科公司提供技 术指标属于连续型密实级配， 可以使用 中国施工规 范中的 A C 一 2 5和 A C 一 2 0的级 配， 同时参考 中国施 工规范以外的欧洲共 同体 ( C E N) 矿料级配的标准。 选用欧洲共同体标准中的级配与中国规范中的 级配 ( A C 一 2 5 、 A C 一 2 0 ) 进行试验 比对 ， 根据 2种不 同级配的沥青混合料 的马歇尔试验结果 ， 通过对 比 其空隙率 、 稳定度 、 密度等几项重要指标 ， 对 比结果 显示欧洲共 同体标准 的级 配沥青混合料空 隙率最 小 ， 稳定度及密度符合要求 ， 而 中国施工规范 中 A C 一 2 5和 A C 一 2 0级配所做的标准试件外观空隙较多。 采用欧洲共 同体标准级配 的沥青 混合料试件 外观 好 、 空隙率小 、 稳定度大 ， 摊铺过程中可 以减少修补 的工作量 ， 防止雨水对跑道面层的浸入 ， 可延长跑道 的使用寿命。所以本工程中选用欧洲共同体标准级 配 3 - 5 , 1 3 , 1 5 。 5 少油沥青混凝土路面施工工艺 在保证工程质量 ， 合理节约成本的前提下 ， 笔者 单位在工程施工中经过长期反 复试验 ， 得 出了一套 针对类似地区沥青混凝土施工的少油沥青混凝土配 合 比及其施工工艺 ， 实践证明， 该配合比及施工工艺 符合欧共体设计标准。 5 1 设 备配 置 试验段设置在机场跑道 0 + 3 4 0 2 m 0 + 3 2 0 2 m， 设备配置 ： 拌合站西筑 J _ 2 0 0 0型 、 运输设备是 4 台斯太尔 自卸车 、 福格勒 2 0 0 0型摊铺机 1台、 双钢 轮压路机 、 轮胎压路机各 2台。 5 2 现场工艺试验 在跑道基层验收合格后洒布透层油铺设土 工布洒 布粘 层 油摊 铺 沥 青 混 凝 土 下 面 层碾压成型洒布粘层油摊铺沥青混凝 土上面层碾压 成型。经过一 系列 的施工 丁序 后 ， 待沥青混凝土冷却 时可用取芯机钻取芯样带 回 室 内进行密度 、 空隙率、 沥青饱 和度 、 矿料 间隙率 的 检验 ， 各项试验结果均达到设计要求。 7 6 韩联峰 ， 韩文伟 中欧双标准在机场沥青混凝土跑道工程 中的应用及工艺研 究 7 1 外观质量控制 沥青混凝土外观质量是评价沥青混凝土最直观 表现 ， 也是沥青最终评价的重要指标。评价沥青混 凝土外观主要指标为路面的平整度 、 蜂窝麻面、 拉钩 现象、 碾压后路面裂纹的分布与密度情况。 7 2平整度 控 制 分析影响平整度的主要因素有 ： 路基的不均匀 沉降及基层的不平整、 沥青混合料配合 比对路面平 整度的影响、 路面摊铺机械及施工工艺对路面平整 度的影响 、 碾压工艺对路 面平整度的影 响。对 以上 出现的问题 ， 笔者单位采 取了相应 的控制措施 ： 从基层做起 ， 逐渐提高平整度 ； 严格控制配合 比 及混合料温度 ； 保证拌合设 备 的完好 率和使用 率 ； 充分供料 ， 摊铺机均匀、 连续地摊铺 ， 避免间隙和 停顿 ； 科学地安排压路机 ， 跟在摊铺机后面及 时 均衡地碾压。对轮胎压路机和振动压路机要采取合 理的组合排序 ； 严禁所有的机械设备停 留在未冷 却结硬的路面上； 要尽量控制摊铺宽度， 避免全 幅摊铺 ， 做好摊铺机的接缝处理 ； 采用 比较长的 平衡梁控制方式的 自动找平装置， 有条件 时尽量采 用非接触式平衡梁。 7 3接缝质 量控 制 在沥青混凝土施工中， 由于不同等级道路或者跑 道设计宽度不 同， 在实际施工中就会存在接缝的问 题。施工过程 中存在 2种接缝 ， 即纵向和横向接缝。 纵缝是幅与幅之间的接缝 ， 横缝是工作缝， 即同幅摊 铺作业时产生的横向接缝。接缝处理不好会影响平 整度， 产生渗水的现象 ， 使路面质量降低， 因此接缝工 艺要求比较严格。接缝从工艺上有冷接和热接 2种。 热接缝要求几台摊铺机成品字形全幅摊铺 ， 每台摊铺 机的纵向搭接 5i 0 c m， 并一次完成碾压工艺， 这样 搭接一般是看不出来 的， 且接缝密实， 粘结 良好。但 是由于拌和能力以及摊铺设备的影响， 多种情况下是 不可能完成全幅多机摊铺 的， 因此就形成了冷接缝 ， 这里重点说一下冷接缝质量控制。冷接缝分直接缝 和斜接缝 2种， 一般在下面层施工时用斜接缝 ， 而上 面层通常使用直接缝。如图 6 。 斜接缝在 已铺层面边缘不作任何处理 ， 直接与 新铺层面搭接。直接缝是将 已铺面层边缘切成直边 在浇洒粘层沥青后 由新铺面层搭接 ， 新铺面层按照 松铺系数计算出已铺 的高度 ， 由人工将接缝新铺层 边缘 ， 铲成倒三角 ， 经过钢轮压路机碾压后 ， 再用 3 m直尺检测 ， 用细料填补不平整部分直至达到平整 度要求 ， 斜接缝也相同。 _ _ _ 剥接缝新铺 路 面 已 啦黼 下 竺 竺 二二二二二二=二 一 ： = ： ： ： ：j 直接封 图 6 上面层通常使用直接缝图 7 4 施 工温 度控 制 沥青混合料分热拌沥青混凝土和冷拌沥青混合 料 ， 通常用热拌沥青混合料新建道路或跑道 ， 按照工 艺和施工环境对温度有不 同的要求 ， 当环境温度低 于 1 5时应停止生产摊铺混合料 。出场拌和温度 应控制在 1 5 01 6 0。摊铺温度应控制在 1 2 0 1 5 0之间， 温度过低混合料的和易性差 ， 摊铺 时容 易产生裂缝 、 麻面及蜂窝 ； 温度过高不易碾压密实而 使表面温度损失较慢 ， 形成表里温差大， 产生碾压横 向裂纹 ， 影响表观质量。初压温度应控制 在 1 1 0 1 3 0之间 ， 此时混合料的施工和易性 良好 ， 易于碾 压密实 ， 但和易性好也易使混合料产生横 向推移 ， 因 此碾压设备必须匀速 、 慢速碾压 ， 不能刹车。复压温 度控制在 1 0 01 2 0之间， 此时初压的混合料已经 不易产生推移 ， 由轮胎压路机碾压至要求的密实度。 终压温度控制在 9 O一 1 1 0 ， 此时料温损失减少 ， 混 合料碾压密实， 碾压时变形很小 ， 终压的 目的是消除 初压和复压时压路机轮迹。 7 5 压 实度 控制 在沥青混合料施工 中压实度是一项重要指标 ， 影响压实度指标 的因素很 多。首先是矿料级配 ， 合 理的最佳的级配能提高密度 ， 同时在施工时易于碾 压成型， 其他各项指标也易于实现。其次是碾压遍 数 ， 一般碾压时先钢轮 、 复压用胶轮， 复压是形成密 实度的关键 ， 因此在碾压时要有足够 的遍数及适 当 的料温。第三 ， 混合料的配合 比设计要有足够 的饱 和度 ， 碾压剩余空隙率小 ， 相对密度大。第四， 在合 适温度下进行碾压。一般初压 、 复压 、 终压时温度相 差 1 0 2 0 ， 碾压段料温应控制在 9 01 3 0。此 温度时沥青黏结性较大 ， 碾压时集料不易推移。 7 6 高程控制 沥青混凝土施工时一般第一层摊铺是按高程在 摊铺两侧拉纵 向钢丝绳 ， 摊铺机找平装置按钢丝绳 高程摊铺 。只要放样准确 ， 摊铺 时按 照高程就能非 西北 水 电 2 01 2年 第 3期 7 7 常准确地控制在允许范围内。第二 、 第三层摊铺按 照厚度 由摊铺机 自动保护找平装置控制， 可精确到 0 1 mm。检测时用水准仪纵 向连续测 5点 ， 误差控 制在合格范围内即可 m ， 。 8 施 工工法 的形成 本课题经过近 1年的研究 ， 研究成果可 以为以 后类似地区的沥青混凝土施工提供有益的经验。另 外在课题研究的同时 ， 我们注重施工工艺的革新 ， 各 种设备 的优化配置 ， 各种材料 的规格和合理优选以 及人员 的分工和配置。通过对整个工程施工工艺和 施工经验 的总结 ， 编写了一套 与之相配套 的完整 的 施工工法 ， 以供今后的机场沥青混凝土跑道施工借 鉴 。 9 结语 通过对欧共体( C E N) 级配标准与中国 A C - 2 0、 A C 一 2 5级配标 准对 比试 验及关键技术点 的研究和 应用 ， 确定 了 C E N级 配标准在 本工程 中 的应用 优 势 ， 同时也在欧 、 中双标准应用 中实现 了合二为一 ， 并总结出了一套完整且能够在类似地区应用符合欧 共体标准的沥青混凝 土施工工艺 ， 为中国的沥青混 凝土施工走向国际市场开辟了一条成功之路 。 参 考文献 ： 1 J T J 0 1 4 9 7， 公路 沥青路 面设计规 范 s 北 京 ： 人 民交通 出版 社 ， 1 9 9 7 ( 上接第 7 1页) 9 1 O 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 J T J 0 5 2 - 2 0 0 0， 公 路工 程沥青 及 沥青 混合料 试验 规程 s 北 京 ： 经济 13报出版社 ， 2 0 0 5 J T G E 4 2 - 2 0 0 5， 公路T程集料试验规程 s 北 京 ： 人 民交通 出 版社 ， 2 0 0 5 张怀生 水工沥青混凝土 M 北京： 中国水利水电出版社， 2 0 0 5 公路 工程 混合料 配合比设计 与试 验技术手册 M 北京 ： 人 民 交通 出版社 ， 2 0 0 1 张 超 路基 路面试 验检测 技术 M 北京 ： 人民交通 出版社 ， 2 0 0 5 J T J 0 3 2 9 4， 公路沥青路 面施工 技术规 范 S 北京 ： 人民交 通 出版社 ， 1 9 9 4 J T J 0 3 4 2 0 0 0， 公路 路面基 层施工技 术规范 s 北京 ： 人 民交 通出版社 ， 2 0 0 0 孙久民 ， 郝素先 公路工程施工技术 M 郑州 ： 黄河水利 出版 社 ， 1 9 9 7 J T G F 8 0 1 2 0 0 4 ， 公路工程质量检验评定标准 S J T J 0 7 3 2 - 2 0 1 1 ， 公路 沥青路 面养护技术 规范 s 北京 ： 人民 交通出版社 ， 2 0 0 2 E N 1 2 6 9 7 2 4 2 0 0 4 ， 沥青混合料 热混沥青 的试验 方法 第 2 4 部分一抗疲劳性 S 2 0 0 4 E N 1 2 6 9 7 3 2 2 0 0 3， 沥 青混合 料 热拌 沥青 混合料 的试验 方 法第 3 2部分一 用振动压实 机对沥青混合 料进行试验 室压 实 S 2 0 0 3 E N 1 2 6 9 7 3 4 2 0 0 4 ， 沥青混合料 热混沥青混合料的试验方 法 第 3 4部 分一 马歇 尔试验 S 2 0 0 4 E N 1 2 6 9 7 3 6 2 0 0 3 ， 沥 青混合 料 热拌 沥青 混合料 的试 验方 法 沥青路面厚度的测定 S 2 0 0 3 E N 1 2 6 9 7 2 6 2 0 0 4， 沥青 混合料 热混沥青 的试 验方法 第 2 6 部分一硬度 S 2 0 0 4 在采用非线性有限元法计算之前 ， 需要 根据所 采用的混凝土强度指标综合确定 值 。 值越小 ， 坝体整体拉应力水平越低 ， 相应坝体开裂范围越大 。 且随着 的逐渐增大 ， 当坝体 不出现裂缝 时 ， 非线 性计算结果和线性计算结果是相同的。 总之 ， 在对混凝土拱坝进行有限元法计算时 ， 线 性有限元法和非线性有限元法是可以相互结合 、 相 互补充 ， 共 同对拱坝应力水平进行评价。 参 考文献 ： 1 朱伯芳 ， 等 拱 坝设计 与研 究 M 北京 ： 中国水利 水电 出版 _ * * 社 ， 2 0 0 2， 3 8 6 3 8 8 叶 裕 明， 刘 春 山 ， 沈火 明 ， 主编 A N S YS土 木 工程 应 用 实例 M 北京 ： 中 国水利水电出版社 ， 2 0 0 5 S I 2 8 2 2 0 0 3 ， 混凝土拱坝设计规范 S 北京 ： 中国水利水 电出 版社 ， 2 0 0 3 强晟 ， 朱岳明 ， 吴 世勇 ， 等 锦屏一级 高拱坝温 度场和应力场仿 真分析 J 水 电能源科学 ， 2 0 0 7， ( 2 ) ： 5 0 5 2 朱 双林 ， 常晓林 洞坪拱 坝坝体结构 应力三维有 限元仿真分析 J 中国农村水利水 电， 2 0 0 5， ( 5 ) ： 6 8 7 1 D L T 5 0 5 7 2 0 0 9 ， 水工混凝土结构设计规范 S 北京： 中国电 力出版社 李守义 ， 周 伟 ， 苏 礼邦 ， 等 基 于 A N S Y S的拱 坝等效 应力研究 J 水力发 电学报 ， 2 0 0 7， ( 5 ) ： 3 8 - 4 1 1 J 1 J J 3J _寸_ i i