浅谈隧道阻燃沥青混凝土施工技术.doc

浅谈隧道阻燃沥青混凝土施工技术2010年4月18日一、隧道工程概况本隧道工程位于某市某垃圾填埋场区内，该填埋场的规划，隧道采用连拱形式，隧道左线总长524.72m,右线总长524.60m。在隧道轴线选择过程中考虑了隧道两端进、出口地形条件、与原有道路连接情况以及隧道通过地区东北侧为已建垃圾填埋场和西南侧山体情况,轴线选择受到限制,另外还考虑了环境条件、隧址区工程地质条件、隧址区今后的功用,现有建筑及工程造价等诸多因素。本隧道在洞口内外各3s设计速度行程长度范围的平、纵面线形保持一致,又因为隧道建筑界限宽度大于两端连接公路的建筑界限宽度,所以在两端设置了50m的同隧道等宽的路基加宽段。隧道纵断面设计综合考虑了隧道长度、施工、通风、排水、洞口位置以及隧道进、出口接线、环保等因素。隧道内设置1处车行横洞,位置在桩号0+280.00处,2处人行横洞,位置在桩号0+140.00及0+390.00处。另外隧道右线与现有防空洞相遇处设置一连接洞,并设置防火门,连接处在防空洞内设置台阶补偿高差。隧道按四级公路标准设计,采用的主要技术标准如下：隧道设计速度20Km/h。隧道净宽7m，隧道净高6.5m，建筑限界高度4.5m,洞内路面设计荷载采用城市B级。隧道内路面结构为沥青混凝土路面。其结构从上至下依次为：4cm细粒式沥青混凝土（AC-13，LD-0.40 BZZ-100）6cm中粒式沥青混凝土（AC-20）1.0cm油封层20cm二灰碎石隧道为整体就地模筑整体式钢筋混凝土双连拱结构。隧道主体结构的主拱圈内侧半径为400cm；仰拱内侧半径为750cm。隧道明洞衬砌净高为793.3cm。隧道结构采用喷涂乳白色防火涂料，耐火极限不小于1.5h，且涂层还应防水，在潮湿条件下能够良好成型，不会崩解、蚀变、掉落。经过与设计单位及业主协商在隧道内沥青砼面层中采用阻燃沥青砼技术。二、阻燃沥青砼简介 随着我国公路的发展，公路隧道的数量也不断增加。隧道中的沥青砼路面在使用过程中一旦引起沥青路面着火，就会产生大量有毒烟雾和火焰，给人员生命和国家财产造成巨大的损失，为解决这些问题阻燃沥青应用技术作为沥青路面安全解决方案广泛应用于隧道中。经过与设计方、业主协调在隧道沥青砼面层中应用FRMAX环保型阻燃沥青改性剂产品。FRMAX阻燃沥青应用技术通过在沥青中添加阻燃剂、高效改性材料，使沥青不仅满足高等级公路的使用性能，同时具有良好的阻燃、抑烟效果，广泛应用于隧道路面工程。FRMAX 环保型阻燃沥青是在沥青中添加了环保型阻燃剂，同时复合利用了多种阻燃剂的协同效应，在环保的基础上保证了沥青的阻燃性。2.1 FRMAX阻燃沥青的作用机理阻隔热量机理：阻燃剂受热分解，吸收大量的热量，打断了热量传递链并降低了可燃物表面温度。气相阻燃机理：阻燃剂受热释放出大量不可燃气体覆盖在可燃物表面，隔绝了可燃物与氧气的接触并稀释了可燃气体的浓度。凝固相阻燃机理：由具体协同效应的几种阻燃剂构成的合成阻燃剂受热时在可燃物表面形成不可燃的炭化膜或玻璃状膜，隔绝氧气与可燃物的接触。2.2 FRMAX阻燃沥青的特点FRMAX阻燃沥青氧指数OI可达28以上，有良好的阻燃效果。经过国家防火建筑材料质量监督检验中心检测，其烟密度75（建筑材料燃烧或分解的烟密度试验（GB/T8627-1999），烟气毒性达到国家准安全一级（ZA1）。（参照火灾烟气毒性危险评定方法动物试验方法（GA/T506-2004）与材料产烟毒性分级（GA132-1996）。其环保型阻燃沥青，对环境不会产生负面影响。FRMAX系列阻燃沥青产品不仅满足改性沥青的技术要求，同时其阻燃性和抑烟性达到了日本和德国等国家的相关标准。2.3 FRMAX阻燃沥青施工方法施工按照公路沥青路面施工技术规范（JTG F40-2004）中改性沥青的有关规定执行。三、施工工艺3.1施工准备1、 原材料（1）沥青根据设计要求，拟选用标号为AH-70#的石油沥青，其各项指标符合沥青路面施工及验收规范(GB50092-96)要求。沥青下封层采用阳离子乳化沥青，矿料干燥、清洁。（2）粗集料粗集料的粒径规格符合沥青路面施工及验收规范(GB50092-96)附录C表C.0.6及C.0.7的规格尺寸，并采用符合要求的玄武岩，其各项指标符合沥青路面施工及验收规范(GB50092-96)附录C表C.0.8的要求。（3）细集料细集料符合沥青路面施工及验收规范(GB50092-96)附录C表C.0.9、 C.0.10、 C.0.11的指标要求。如果出现细集料与沥青的粘结性能差的情况，我们将采用在沥青中掺加抗剥落剂的方法解决此问题。2、施工机械与质量检测仪器（1）沥青混合料拌和与运输设备的检查。配备齐全的施工机械与配件，做好开工前保养、调试和试机，以确保在施工期间不发生影响施工进度和质量的情况。拌和设备在开始运转前要进行一次全面检查，注意联结的紧固情况，检查搅拌器内有无积存余料，冷料运输机是否运转正常，有无跑偏现象，仔细检查沥青管道各个接头，严禁吸沥青管有漏气现象，注意检查电气系统。对于机械传动部分，还要检查传动链的张紧度。检查运输车辆是否符合要求，保温设施是否齐全。施工时，采用机械化连续摊铺作业，实施两台摊铺机梯队作业，减少纵向冷接缝，确保施工质量。主要施工机械为：间歇式沥青砼拌和机两台，总产量大于350T/h,拌和机型号分别为一台日本新泻NP1500CA型、一台锡通QLB3000型。全部生产过程由计算机自动控制，并具有良好的打印装置，拌和过程记录详细清楚，可追溯性强。（2）摊铺机应检查其规格和主要机械性能，如振捣板、振动器、熨平板、螺旋摊铺器、离合器、刮板送料器、料斗闸门、厚度调节器、自动找平装置等是否正常。主要机械为：进口沥青砼摊铺机ABG423两台。（3）压路机应检查其规格和主要机械性能（如转向、启动、振动、倒退、停驶等方面的能力）及滚筒表面的磨损情况，滚筒表面如有凹陷或坑槽不得使用。压路机使用：初压用两台DD110振动压路机，复压用两台XP260轮胎压路机，终压用一台ZYC16-18双钢轮联式压路机。（4）载重量15T以上的自缷汽车不少于20辆。（5）配备性能良好，精度符合规定的质量检测仪器。3.配合比设计（1）目标配合比设计阶段AC系列参照无锡市市政中心试验室的设计报告执行。（2）生产配合比设计阶段a确定各热料仓矿料和矿粉的用量。从二次筛分后进入各热料仓的矿料取样进行筛分，根据筛分结果，通过计算，对照目标配合比确定各热料仓矿料和矿粉的用料比例，供拌和机控制室使用。同时，反复调整冷料仓比例，使达到供料均衡。b.确定最佳油比：取目标配合比设计的最佳用油量及最佳用油量的0.3%三个沥青用量，取以上计算的矿质混合料，用试验室的小型拌和机拌制沥青混合料进行马歇尔试验，如三组混合料的各项指标均满足表面要求，则取中间值为生产配合比的最佳用油量，否则，应补做增减沥青用量的沥青混凝土试验，以确定最佳用油量。c.配合比检验:按以上生产配合比,用室内小型拌合机拌制沥青混合料,做浸水48小时马歇尔试验,检验残留稳定度,并必须达到规范要求.第一天的检验数据作为今后生产控制的基础资料.3.2施工要求1、准备下承层沥青面层施工前对基层进行一次认真的检验，特别是要重点检查：标高是否符合要求（高出的部分必须用铣刨机刨除）；表面有无松散（局部小面积松散要彻底挖除，用沥青砼补充夯实，出现大面积松散要彻底返工处理）；平整度是否满足要求，不达标段应进行处理。以上检验要有检验报告单及处理措施和最终质量报告单。2、试验段的具体要求如下： 在铺筑试验路之前，准备好本项工程有关的全部试验仪器和设备（包括沥青、混合料等室内外试验的配套仪器、设备及取芯机等），配备足够数量的熟练试验技术人员，报请工程师审查批准。 在路面工程开工前，在工程师批准的现场，用备齐并投入该项工程的全部机械设备及沥青混凝土，以符合规范规定的方法铺筑一段长约100m（单幅）的试验路。此项试验应在工程师的严格监督下进行。路面各层的试验可安排在不同的试验段。 在拌和场应按标准方法随机取样，进行沥青含量和集料筛分的试验，并在沥青混合料摊铺压实12小时后，按标准方法钻芯取样进行压实度、厚度、施工孔隙率的检验，各种混合料抽样试验的频度见表8所示，或按工程师的指示办理。 试验的目的是用以证实混合料的稳定性以及拌和、摊铺、压实设备的效率、施工方法和施工组织的适应性。确定沥青混凝土的摊铺温度、摊铺速度、初步振捣夯实的方法与强度、压实标准密度。要对混合料的松铺厚度、压实机具的选择、组合、压实顺序、碾压控制温度、碾压速度及遍数碾压次序、碾压速度和遍数设专岗检查，总结出经验。 试验段路面完成后，及时提出试铺段总结报告，上报监理工程师，经批准后作为正式施工申请的依据。3.3、施工设备（1）用带有自动找平装置的ABG/型摊铺机摊铺（摊铺宽6.0m，厚4cm，摊铺速度为03m/min）。摊铺机具有自动找平功能，具有振捣夯击功能，且精度要高，能够铺出高质量的沥青层。整平板在需要时可以自动加热，能按照规定的典型横断面和图纸所示的厚度在车道宽度内摊铺。（2）摊铺混合料时，摊铺机前进速度应与供料速度协调，表面层的摊铺速度按2m/min控制。（3）摊铺机配备整平板自控装置，其一侧或双侧装有传感器，可通过基准线和基准点控制标高和平整度，使摊铺机能铺筑出理想的纵横坡度。传感器应由参考线或滑撬式基准板操作。 （4）横坡控制器应能让整平板保持理想的坡度，精度在0.1%范围内。（5）压实设备配有振动压路机2台、静态压路机2台，能按合理的压实工艺进行组合压实。（6）底面层摊铺机应用“走钢丝”参考线的方式控制标高，表面层摊铺机应用浮动基准梁（滑撬）的方式控制厚度。3.4、混合料的拌和施工（1）粗、细集料应分类堆放和供料，取自不同料源的集料应分开堆放，应对每个料源的材料进行抽样试验，并应经工程师批准。（2）每种规格的集料、矿粉和沥青都必须分别按要求的比例进行配料。（3）加热温度按改性沥青的要求控制，沥青材料加热温度应在165175范围内，矿料加热温度为190200,沥青与矿料的加热温度应调节到能使拌和的沥青混凝土出厂温度在170180，不准有花白料、超温料，混合料超过195者应废弃,并应保证运到施工现场的温度不低于160。（4）热料筛分用最大筛孔应合适选定，避免产生超尺寸颗粒。（5）沥青混合料的拌和时间应以混合料拌和均匀、所有矿料颗料全部裹覆沥青结合料为度，并经试拌确定，间歇式拌和机每锅拌和时间宜为3050s（其中干拌时间不得小于5s）。（6）拌好的沥青混合料应均匀一致，无花白料，无结团成块或严重的粗料分离现象。拌和操作人员，注意目测检查混合料的均匀性，及时分析异常现象，如混合料有无花白料、冒青烟和离析等现象，如确认是质量问题，应作废料处理并及时予以纠正。（7）出厂的沥青混合料应按现行试验方法测量运料车中混合料的温度。（8）拌好的沥青混合料不立即铺筑时，可放成品贮料仓贮存，贮料仓无保温设备时，允许的贮存时间应符合摊铺温度要求为准，有保温设备的储料仓储料时间不宜超过6小时。3.5、混合料的运输(1)从拌和机向运料车上放料时，应每卸一斗混合料挪动一下汽车位置，以减少粗细集料的离析现象。尽量缩小贮料仓下落的落距。 (2)当运输时间在半小时以上或气温低于10时，运料车应用篷布覆盖。(3)连续摊铺过程中，运料车应在摊铺机前1030cm处停住，不得撞击摊铺机。卸料过程中运料车应挂空档，靠摊铺机推动前进。(4)已经离析或结成不能压碎的硬壳、团块或运料车辆卸料时留于车上的混合料，以及低于规定铺筑温度或被雨淋湿的混合料都应废弃，不得用于本工程。(5)除非运来的材料可以铺完并能压实，当班不能完成压实的混合料不得运往现场。否则，多余的混合料不得用于本工程。3.6、混合料的摊铺(1)在铺筑混合料之前，必须对下层进行检查，当质量符合要求时，方可进行施工。对下封层表面浮动矿料应清扫到路面外，灰尘应提前冲洗，风吹干净。特别应注意下层的污染情况，不符合要求的要进行处理，否则不准铺筑沥青砼(2)本工程采用1台摊铺机作业，摊铺机铺筑宽度为6m，有效防止了矿料离析、振捣力小、压实不均匀等。(3)正常施工，摊铺温度不低于160不超过175。摊铺前要对每车的沥青混合料进行检验，发现超温料、花白料、不合格材料要拒绝摊铺，退回废弃。 (4)摊铺机一定要保持摊铺的连续性，有专人指挥，一车卸完下一车要立即跟上，应以均匀的速度行驶，以保证混合料均匀、不间断地摊铺，摊铺机前要经常保持3辆车以上，摊铺过程中不得随意变换速度，避免中途停顿，影响施工质量。 (5)摊铺机的操作应不使混合料沿着受料斗的两侧堆积，任何原因使冷却到规定温度以下的混合料应予除去。(6)在雨天或表面存有积水、施工气温低于是10时，都不得摊铺混料。混合料遇到水，一定不能使用必须报废，所以遇雨季时施工千万注意。(7)底面层摊铺要在左右侧各设一条基准线，控制高程，基准线设置一定要满足精度要求，支座要牢固，测量要准确（应两台水准仪，同时观测）。表面层采用浮动基准梁摊铺（不具备该条件的不准摊铺）。专设一个测量小组，负责测量放线工作，配备2-3台水准仪，尽量减少测量误差。3.7、施工接缝的处理（1）纵向施工缝：采用两台摊铺机成梯队联合摊铺方式的纵向接缝，应采用斜接缝，在前部机已摊铺混合料部分留下10-20cm宽暂不碾压作为后部机高程基准面，并有5-10cm左右的摊铺层重叠，以热接缝形式在最后作跨接缝碾压以消缝迹。如果两台摊铺机相隔距离较短，也可做依次碾压。上下纵缝应错开15cm以上。（2）横向施工缝。全部采用平接缝。用三米直尺沿纵向位置，早摊铺段端部的直尺呈悬臂状，以摊铺层与直尺