试车场沥青摊铺冷接缝处理新工艺难点.docx

试车场沥青摊铺冷接缝处理新工艺（换）中铁四局一公司精测大队QC小组2015年11月试车场沥青摊铺冷接缝处理新工艺中铁四局一公司精测大队QC小组一、工程概况广本试车场研发基地项目位于广州增城市石滩镇域，广惠高速公路以北，北三环以西，增城水库以东，规划的广汕快速线以南合围的空间，位置如图-1所示。图-1 项目地理位置广本试车场高速环道采用分层分幅摊铺，沥青摊铺分幅根据研究计算，面层从上往下按低速、中速、高速车道和安全带行车道标志线划分，并根据摊铺机摊铺宽度，最终确定整个环道分4幅摊铺，每幅车道施工长度为单圆曲线1314.557m。日方业主的分幅摊铺沥青施工方法存在接缝处理的问题，且接缝处理的精度要求较高，尤其在高速环道上的接缝处理难度更大。图-2为沥青分幅摊铺现场施工照片及图-3为成型后广本试车场航拍图。 倾角 图-2沥青分幅摊铺施工现场 换图-3成型后广本试车场航拍图 二、小组简介1、小组概况表1 QC小组成员情况一览表QC小组名称中铁四局一公司精测大队QC小组课题名称试车场沥青摊铺冷接缝处理新工艺课题类型现场型成立日期2014-10-1活动日期2014-10-12015-11-20注册编号TQC教育时间32课时小组人数8小组成员名单序号姓名年龄性别学历职称组内分工1张杰胜42男本科教高组长负责决策、技术指导2沈志强27男本科助工副组长组织实施3丁圣文26男本科助工现场测量及数据收集4张立尧24男本科助工现场测量及数据收集5韦金金25男本科助工现场测量及数据收集6刘林君23男本科见习辅助测量7陈奇23男本科见习辅助测量8胡秀梅32女本科工程师资料整理制表人：沈志强 审核人：张杰胜 制表时间： 2014-10-52、QC小组活动计划 表2 小组活动日程推进表制表人：沈志强 审核人：张杰胜 制表时间： 2014-10-5三、选题理由高速环道是试车场检验汽车性能的重要场地之一，沥青接缝处理的效果直接影响到沥青摊铺的质量。 车速 平顺性设计要求1 由于分车道摊铺，存在冷接缝现象，接缝间隙不可避免，同时熨平板加热温度不均匀都会产生一定的条带离析状；2 沥青混凝土摊铺的冷接缝处理一直是摊铺施工的难题，高环曲面沥青摊铺施工的接缝难度相对传统的平面接缝更为困难，合格率只有80%。 纵向接缝 曲面2本工程现状试车场沥青摊铺冷接缝处理新工艺选定课题四、现状调查（）1、鉴于沥青摊铺机的最大摊铺宽度为5.46m，要实现沥青摊铺宽度达15.5m的满幅摊铺，必须对待摊铺区域进行分幅。2.1分幅原则（1）以现有摊铺机最大摊铺宽度为基准（2）以每一幅每一层的分幅施工时上下层接缝位置要错开，达到15cm以上为原则（3）以满足每天摊铺的实物量，当天施工每幅不留横缝为准则（4）以成型后路面纵缝在标线以下，美观为原则。2.2 车道分幅高速环道分幅根据研究计算，面层从上往下按低速、中速、高速车道和安全带行车道标志线划分，并根据摊铺机摊铺宽度，最终确定整个环道分4幅摊铺，每幅车道施工长度为单圆曲线1314.557m。具体分幅情况见下图-4：图-4 摊铺分幅情况示意图分车道摊铺，存在冷接缝现象, 沥青混凝土摊铺的接缝处理一直是摊铺施工的难题，高环曲面沥青摊铺施工的接缝难度相对传统的平面接缝更为困难，曲面沥青摊铺接缝问题是本QC小组亟需解决的问题。3、QC小组成员对现场沥青摊铺的接缝长度、宽度和高差进行量取，通过对长500米、宽15米的试验区抽测200分段，调查结果见下表：表3 特征点位现状调查表 序号调查位置量取项目不合格段数累积不合格段数频率(%)累积频率(%)1高速车道与高速车道长度292952%52%2宽度3高差4高速车道与中速车道长度174630% 82%5宽度6高差7中速车道与低速车道长度95518%100%8宽度9高差合计5555100%100%注：合格率（200-55）/200=72.5%调查人：丁圣文 制表人：沈志强 制表时间：2014-11-24根据调查表绘制排列图如下图-5：图-5 特征点抽测排列图制图人：沈志强 制图时间：2015-03-2结论：从上图表可以看出，高速车道与高速车道处的接缝不合格数占总不合格数的52，是接缝处理不合格的主要问题，通过测量的现场及理论分析可以得出：高速车道处摊铺机械在摊铺时自身重力向下的分力较大，机械本身不够稳定、沥青料在摊铺时滑落都会造成接缝缝隙较大，处理难度也较大，解决了此项问题，沥青面层不合格问题也就相应解决。五、目标设定 提高精度课题目标：找到试车场沥青摊铺接缝处理的新工艺，使接缝处理的合格率提高到90。90%73%图-6 目标设定柱状示意图制图人:丁圣文 制图时间：2015-4-1031六、原因分析混合料不合格现场摊铺条件不适宜仪器操作不熟练沥青摊铺冷接缝处理不满足施工要求机人摊铺测控方法不合理已有控制网精度低料法环摊铺机行走稳定抽检人员未进行专项培训机械操作不熟练操作手未进行专业培训摊铺机熨平板温度加热不均匀协作队伍不熟悉施工工艺协作队伍未经过专业培训仪器精度低原料不合格配合比不合格计量不精确检测仪器不在有效期内沥青摊铺施工后接缝处理方法不合理摊铺不稳定检测工具未鉴定合格检测工具有误差测检测工具少接缝碾压方法不合理小组成员召开讨论会，针对沥青成型面接缝处理不满足要求进行原因分析，根据现场情况调查及进行原因分析论证，制订因果图。 制图人：张立尧 制图时间：2015-5-3七、要因确认小组成员通过汇总末端因素，制定因素确认计划表，并对末端因素逐一进行分析。 表4 要因确认表 序号末端因素要因分析与确认确定方法验证人1测量人员未进行专项培训人员未进行系统化培训，不能熟练掌握测量技术查培训资料沈志强2协作队伍未经过专业培训未进行系统化培训，不能熟练掌握摊铺技术查培训资料沈志强3操作手未进行专业培查验操作手作业资格证查操作证丁圣文6原料不合格检查原料合格证检查产品合格证张立尧4摊铺机行走不稳定点位布置不合理，影响测量精度现场验证陈奇5摊铺机熨平板温度加热不均匀摊铺机熨平板温度加热不均匀现场检测沈志强6不同配合比沥青料使用不合理不同配合比沥青料使用不合理，查找规范查找规范丁圣文7沥青摊铺施工后接缝处理方法不合理接缝处理方法不当观察验证韦金金8已有控制网精度低控制网精度低，影响观测精度测量验证丁圣文9摊铺控制方法不合理在分幅摊铺时没有事先考虑接缝处理现场检查沈志强10接缝碾压方法不合理机械操作和碾压工序不合理观察验证韦金金11检测工具不合格检测工具是否合格测量验证韦金金制表人：沈志强 制表时间：2015-7-11要因确认一：测量人员未进行专项培训确认方法：检查培训资料和考核结果标 准：考核合格率100实 施：考核技术员8人，技术技能考核成绩（考核成绩60分为合格）如下表所示： 表5 培训成绩表分 值851007585607560以下仪器操作7100软件操作8000理论考核6200制表人：沈志强 制表时间：2015-04-12结 论：技术技能考核合格率是100%，达到标准，非要因。验证人：沈志强 时间：2015-05-11要因确认二：协作队伍未经过专业培训确认方法：检查培训资料实 施：协作队伍进场后受到良好的岗前专业培训，并全部通过项目部的岗前培训考核结 论：协作队伍考核合格率是100%，达到标准，非要因。验证人：沈志强 时间2015-05-20要因确认三：操作手未进行专业培训确认方法：查操作证实 施：检查两台摊铺机的操作手是否持有证件、证件是否有效，其证件如下图所示： 图-7 操作手证件结 论：操作手证件持有率、有效率是100%，达到标准，非要因。 验证人：丁圣文 时间：2015-05-25要因确认四：摊铺机行走不稳定确认方法： 现场观察实 施：对斜面用组合式胶轮压路机和牵引机械组合碾压作业进行观察，通过观察，施工现场在进行碾压操作时没有出现急行、急停，并且注意了碾压温度，终压时注意了消去压路机轮迹。结 论：现场机械操作手进行接缝碾压操作时符合操作规范，均能满足施工需求，非要因。验证人：韦金金 时间：2015-06-20要因确认五：摊铺机熨平板温度加热不均匀确认方法： 现场测量实 施：在摊铺机进行沥青摊铺时，用电子温度气压计实时测量摊铺机熨平板不同部位的温度情况，对摊铺机熨平板不同部位进行温度采样，熨平板每隔50cm部位测次温度，测量得出表七数据 。表6 不同气象条件下测量值 不同时段熨平板不同位置的温度测定（） 时段 位置ABCDEFGHIJK10min13613813613713713814013913813513320min13513613413313213313413513613513430min13413513613713813913814214013913540min13313714013914314514214214013813650min13413613713813513814013713613813560min135135135138138140138138134134134注：时段为摊铺机工作一小时，每过十分钟测定一次不同位置的温度并记录 位置每隔50cm处标记一个位置，从左到右依次为A-K制表人：刘林君 制表时间：2015-06-20结 论：熨平板加热温度不均匀会产生一定的条带离析状，通过现场观察分析，摊铺机熨平板温度加热不均匀主要影响本幅摊铺的平整度，对幅与幅之间的接缝影响比较小，确认为非要因。验证人：沈志强 时间：2015-06-2要因确认六：不同配合比沥青料使用不合理确认方法：查找规范实 施：由于目前国内没有试车场高环沥青混凝土配合比现有规范参考，因此根据日本本部枥木试车场既有经验设计配合比，矿料级配范围参考日本沥青路面设计施工指针的矿料级配范围，如表：表7 矿料级配范围混合料类型通过各筛孔（mm）的质量百分率（%）最大粒径26.51913.24.752.360.60.30.150.075密级配（20）2010095-10075-9045-6535-5018-3010-216-164-8密级配（13）1310095-10055-7035-5018-3010-216-164-8注：AC-25C沥青混合料和AC-16 C(H)沥青混合料矿料级配参考国内规范。广本试车场共设计了七种型号的沥青配合比，设计分别是对应中低速车道第1层的AC-25C沥青混合料，对应高速车道、安全带第1层的AC-20C(H2)沥青混合料，对应低速车道第2层的AC-20C沥青混合料，对应中速车道第2层的AC-20C(H1)沥青混合料，对应高速车道、安全带的AC-16C(H)沥青混合料，对用低速车道第3层的AC-13C沥青混合料，对应中速车道第3层、高速车道、安全带第3、4层的AC-13C(H)沥青混合料。结 论：不同配合比沥青料使用合理，非要因。验证人：丁圣文 时间：2015-06-14要因确认七： 沥青摊铺施工后接缝处理方法不合理确认方法： 观察验证标 准：在同样完成沥青摊铺施工情况下，测量摊铺后接缝的大小和长度实 测：现场通过对正在进行接缝处理的完成效果进行观察，确定现场施工情况对接缝处理效果的影响。图-8 接缝处理缝隙较大制图人：丁圣文 制图时间：2015-06-29结 论：现场接缝处理不够精细，导致接缝处理效果不明显，确认为要因验证人：沈志强 时间：2015-07-02要因确认八： 已有控制网精度低确认方法：通过对施工现场的已有平面和高程控制点进行联测，并平差，比较已有数据与复测数据的差值。标 准：采用高精度全站仪和电子水准仪对施工控制网进行一次复测，比较复测成果和原有成果的差值，平面坐标超2cm需要更新成果，高程超1cm需要更新成果。实 测：通过成果对比表可以看出，现场测量控制点已有部分变动，成果需更新。表8 平面控制网复测成果表广本试车场平面控制网复测成果表序号点号本次复测成果（m）设计成果（m）两次测量成果对比表（mm）备注X坐标Y坐标X坐标Y坐标X（mm）Y（mm）1ZOO14531953.0850499379.91334531953.0850499379.913300控制点2Z0024532438.9030499812.23234532438.9030499812.232300控制点3Z0034533003.4046501821.35134533003.4046501821.351300控制点4JM024533031.9710502546.74254533031.9754502546.7392-43加密点5JM034533999.9713504625.05994533999.9704504625.0477112加密点6JM044530883.7797496918.47214530883.7597496918.490220-18加密点7JM054531291.2631498419.89304531291.2765498419.8823-1311加密点8JM064531932.6092498866.07734531932.6036498866.07956-2加密点9JM074533236.0147502996.75054533236.0314502996.7641-17-14加密点10JM084534120.9447502946.63194534120.9603502946.6191-1612加密点11JM094534395.7964503587.55674534395.7912503587.56125-5加密点12JM104534637.8496504403.19684534637.8429504403.192474加密点表9 高程控制网复测成果表广本试车场精密控制网复测复测高程与原测高程对照表序号点号复测高程(m)原测高程(m)复测原测(mm)备注1Z001426.0371 426.0371 0.0 控制点2Z002357.4563 357.4563 0.0 控制点3JM01428.0172 428.0165 1 加密点4JM02404.9614 404.9663 -5 加密点5JM03386.1023 386.1178 -15 加密点6JM04352.4521 352.4643 -12 加密点7JM05356.7343 356.7315 3加密点8JM06390.5378 390.5423 -5 加密点9JM07407.0734 407.0722 1 加密点10JM08501.2795 501.2917 -12 加密点11JM09526.9150 526.9243 -9 加密点12JM10549.7462 549.7673 -21 加密点制表人：刘林君 制表时间：2015-07-11图-9 导轨垫台图-10 安装好的导轨结 论：施工控制网，平面和高程成果部分点位变动较大，不能满足施工要求，需立即组织复测，但是根据高环沥青摊铺的特点，下一幅沥青摊铺是根据上一幅导轨标高来控制，上一幅的导轨标高已由导轨垫台（如上图）调整好。所以控制点对沥青摊铺的接缝没有直接影响，确认为非要因。验证人： 沈志强 时间：2015-07-12要因确认九：摊铺控制方法不合理 确认方法：现场检查实 施：本工程经试验段确定松铺系数为1.2，摊铺厚度为8cm，6cm，4cm时，新铺部分比已压实部分分别高出1.6cm，1.2cm，0.8cm，由于压路机进行碾压时会对沥青混凝土产生挤压作用，如果新铺高出部分做成垂直的，压路机则会将高出部分挤向已压实层上，会形成凸面影响接缝处的平整度。结 论：在分幅摊铺时没有考虑接缝处理，导致后续接缝处理的效果不好，确定为要因。验证人：沈志强 时间：2015-07-20要因确认十：接缝碾压方法不合理确认方法：观察验证实 施：在进行接缝碾压时观察接缝碾压施工步骤及碾压效果。结 论：碾压时没有按照“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则进行，出现压路机轮迹；混合料温度在不能满足压实温度要求时，没采用加热器提高混合料的温度达到要求的压实温度；也没采取切割混合料的措施进行重新铺筑。图-11 压路机轮迹图-12 纵向接缝图-13 接缝处理效果通过上述三个原因，接缝碾压方法不合理确定为要因。验证人：韦金金 时间：2015-07-26要因确认十一： 检测工具不合格确认方法：测量验证实 施：通过对平整度仪的检定证书和仪器实际使用情况来确定检测工具是否合格。结 论：仪器鉴定证书在有效期内，通过对仪器各部件的检查，无破损无变形，对接缝的检测结果没有影响，确定为 图-14 平整度仪非要因。验证人：韦金金 时间：2015-07-26八、制定对策 针对分析确认的要因，我们制定了如下对策表：表10 对策表序号要因对策目标措施地点时间负责人1接缝处理方法不合理优化接缝处理方法满足摊铺施工要求、确保摊铺平整度创新接缝处理方法，精细接缝处理工序施工现场2015.8沈志强2接缝碾压方法不合理优化碾压工序，精细碾压施工步骤为提高摊铺精度提供保障按照“紧跟、慢压、高频、低幅”的原则；低边向着高边慢速均匀进行原则施工现场2015.8沈志强3摊铺控制方法不合理通过对接缝处沥青处理特点，事先对细节优化实时检测接缝处理效果通过细节改进使接缝处理效果达到最优施工现场2015.8沈志强 制表人：丁圣文 制表日期：2015-08-10九、对策实施实施一：接缝处理方法不合理接缝的处理是影响平整度的一个重要环节，其施工质量的优劣直接影响到道路的服务质量和使用寿命。接缝施工必须接缝紧密、连接平顺，否则易产生明显的接缝离析。它的处置不仅涉及施工时作业设备的选取，更重要的是施工时的工艺严谨性和合理性，沥青路面接缝处理的好坏，往往能反映一个施工队伍的施工水平。由于分车道摊铺，接缝间隙不可避免，为此，小组成员通过对表面空隙较大处进行填充，增加接缝钢板，利用加热后的烙铁进行夯实，有效保证了外观质量和平整度。接缝处理如图15、16所示。图-15 接缝高差处理 图-16 接缝薄钢板纵向接缝：目前，试车场曲面沥青摊铺因设备配备、场地条件的限制多为冷接缝。由于施工工艺高环曲面整体分4幅立模板摊铺，沿高环行车方向纵向一次摊铺成型，必然会留下纵向垂直接缝。通过先在摊铺的一侧设置模板，模板厚度比铺筑层厚度略低5mm，这样压路机就能有效压实沥青边缘部分。实施效果：在纵向接缝处清扫干净后，涂洒少量乳化沥青，保证接缝的整体粘结性。摊铺时，为保证接缝的平顺性，在摊铺机后面安装加热装置，随时加热接缝沥青，加热温度与沥青出厂温度相同。在缓和曲线处适当增加接缝板，如图-16所示，有效提高接缝处理的效率。接缝处沥青用人工按压整齐，多余沥青用工人在加热装置后面铲除，方便后面工人用烙铁夯实平顺，有利于压路机碾压平整，实时后效果明显。如图17、18、19所示。图-17 接缝按压图-18 接缝加热装置图-19 接缝夯实平整实施二：接缝碾压方法不合理活动小组通过以下两个方面提出改进：1 碾压时机械控制（1）、压路机碾压段的总长度尽量缩短，通常不超过60100m。采用同型号的压路机组合碾压时每一台压路机作全幅碾压，防止不同部位的压实度不均匀。（2）、沥青混合料的压实是保证沥青面层质量的重要原则，在保持碾压温度并在不出现推移的前提下尽可能早压，提出碾压 “紧跟、慢压、高频、低幅”的原则。图片 2. 碾压工序优化（1）、压路机控制为均匀速度行驶。在超高路段则由低向高碾压，初压后应检查平整度、横坡。（2）、碾压必须均衡、连续进行，防止温度变化导致压实度变化。（3）、碾压纵向进行，并由材料摊铺的低边向着高边慢速均匀进行，相邻碾压至少重叠宽度为：双轮30cm。（4）、在接缝处压实时(包括纵缝、横缝)的混合料温度已不能满足压实温度要求，采用加热器提高混合料的温度达到要求的压实温度，再压实到无缝迹为止。否则，必须切割混合料并重新铺筑，立即共同碾压到无缝迹为止。实施效果：在使用斜面用组合式压路机和牵引机械组合进行最终精压后，通过现场观察的效果（如下图-20），达到预期的接缝处理效果。 曲面图-20 精压后效果实施三：摊铺控制方法不合理本工程经试验段确定松铺系数为1.2，摊铺厚度为8cm，6cm，4cm时，新铺部分比已压实部分分别高出1.6cm，1.2cm，0.8cm，由于压路机进行碾压时会对沥青混凝土产生挤压作用，如果新铺高出部分做成垂直的，压路机则会将高出部分挤向已压实层上，会形成凸面影响接缝处的平整度。活动小组提出用烙铁将接缝处高出部分做成倒角，经现场实际操作验证得出角度约为45时为最好（如图-21所示），角度过大时，压路机也会将沥青混凝土挤向已压实路面，角度过小时，则接缝处不能填充密实，形成凹面。图-21 接缝位置45示意图碾压时先在已压实路面上行走，在碾压新铺层热料10-15cm，这种方法在接缝处产生“挤压”效果。然后压实新铺部分，再伸过已压实路面10-15cm，接缝应压实紧密，如图-22所示。上下层的纵缝应错开l5cm以上，表层的纵缝应顺直，且宜留在车道区画标线位置上。纵向接缝施工应用20cm直尺检查，确保平整度符合要求。 图-22 纵向冷接缝碾压实施效果：选用斜面组合式压路机碾压，碾压时速度一定要慢，需要压路机司机精心操作，在转向、换向时要平稳，不得急躁。在压实路面错轮后再以同样方式碾压接缝，直至压完整个接缝后再恢复正常速度碾压。实施后保证了接缝处的质量，提高平整度。图-23曲面碾压 图-24纵向梯队碾压十、效果检查1、质量效益采用下述两种方式对曲面沥青摊铺成型面进行检测：低速车道采用平整度仪；中、高速车道采用智能全站仪检测。检测结果见表11和表12。图-25 仪器平整度检测表11 南环平整度测试结果表12 北环平整度测试结果 QC小组成员再次对现场沥青摊铺的接缝长度、宽度和高差进行量取，通过对长500米、宽15米的试验区系统的检测200分段，结果见下表： 表13 活动后特征点位调查表序号调查位置量取项目不合格段数累积不合格段数频率(%)累积频率(%)1高速车道与高速车道长度5545%45%2宽度3高差4高速车道与中速车道长度3827% 72%5宽度6高差7中速车道与低速车道长度31127%100%8宽度9高差合计1111100%100%注：合格率（200-11）/200=94.5%调查人：丁圣文 制表人：沈志强 制表时间：2015-11-20图-26 活动实施后不合格排列图 图-27 活动实施后检测合格段饼状图从上述图表中可看出，本QC小组实行的试车场沥青摊铺接缝处理工艺完全满足沥青摊铺对平整度的要求。达到预期QC活动的要求。通过QC小组成员的共同努力，我们高标准的完成沥青摊铺工