超厚度大粒徑瀝青穩(wěn)定碎石施工工藝

□文 /馮國(guó)益

目前，我國(guó)90%以上的高速公路路面基層是半剛性的。這種基層具有強(qiáng)度高、剛度大特點(diǎn)，但同時(shí)也具有干縮和溫縮的特性，因而使瀝青面層不可避免的產(chǎn)生反射裂縫，從而導(dǎo)致雨水滲入基層，又不能及時(shí)排出。在重交和重載作用下，產(chǎn)生動(dòng)水壓力沖刷基層，造成唧漿。為防止反射裂縫的形成，解決滲水對(duì)基層和路床的損害，提高路面的使用性能，延長(zhǎng)路面使用壽命，我國(guó)開始應(yīng)用推廣以瀝青穩(wěn)定碎石為代表的柔性基層。

1 工程概況

國(guó)道112線高速公路 (天津段)是天津市高速公路網(wǎng)規(guī)劃中的一條重要快速通道，設(shè)計(jì)行車時(shí)速120 km，雙向8車道，路面結(jié)構(gòu)形式見圖1。

圖1 112線瀝青路面結(jié)構(gòu)

在瀝青路面結(jié)構(gòu)層中，12 cm厚的ATB-30密級(jí)配瀝青穩(wěn)定碎石結(jié)構(gòu)厚度已經(jīng)到達(dá)規(guī)范規(guī)定的極值且集料粗、粒徑大，施工時(shí)的質(zhì)量控制存在極大難度。

2 施工難點(diǎn)

1）ATB-30的粒徑偏大，生產(chǎn)拌和過程中容易造成瀝青石料裹覆效果不佳，拌和不勻；運(yùn)輸攤鋪過程中容易造成集料離析。

2）12 cm厚瀝青混合料一次攤鋪碾壓成型，需要對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行科學(xué)組合，調(diào)整施工工藝參數(shù)，以保證攤鋪壓實(shí)效果。

3 ATB-30結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)

ATB稱為密級(jí)配瀝青穩(wěn)定碎石混合料，與普通瀝青混凝土的區(qū)別主要是公稱粒徑，公稱最大粒徑通?！?6.5mm。ATB瀝青穩(wěn)定碎石一般設(shè)計(jì)空隙率為3%～6%，鋪筑層較厚。路面鋪筑后具有良好的骨架結(jié)構(gòu)和防水、高溫穩(wěn)定、低溫抗裂等特性，因此柔性基層路面結(jié)構(gòu)具有優(yōu)良的路面性能以及抵抗環(huán)境和重交通荷載疲勞作用的能力。

4 攤鋪施工工藝

ATB-30施工工藝流程見圖2。

圖2 ATB-30施工工藝流程

采用2臺(tái)攤鋪機(jī)呈梯隊(duì)聯(lián)合作業(yè)，一次性攤鋪全幅，攤鋪機(jī)具有自動(dòng)找平和振搗夯擊功能且精度高，攤鋪前根據(jù)既定的松鋪系數(shù)調(diào)整熨平板的高度和橫坡，采用方木支墊，調(diào)整好起始仰角；加熱熨平板達(dá)到100℃。

松鋪系數(shù)采用壓實(shí)前后高程來確定，道路縱向每10 m取一基準(zhǔn)面，每道路斷面寬為12 m，分別取3、6、9 m處共計(jì)3點(diǎn)作為控制點(diǎn)。根據(jù)試驗(yàn)段測(cè)定松鋪系數(shù)為1.2，即厚度控制在14.5mm左右。

攤鋪混合料時(shí)，攤鋪機(jī)的前進(jìn)速度與供料速度協(xié)調(diào)，控制在2～3 m/min，在攤鋪過程中不準(zhǔn)隨意變換速度，以確保攤鋪路面的均勻不間斷的攤鋪，盡量避免中途停機(jī)。攤鋪機(jī)的螺旋送料器要埋入混合料2/3以上，可以有效避免全斷面發(fā)生離析的現(xiàn)象和減緩攤鋪溫度的降低速度，為瀝青混合料的高溫下碾壓密實(shí)提供有利的條件。

由于ATB-30瀝青混合料具有粒徑大、容易產(chǎn)生離析的特點(diǎn)，在施工中要注意如下幾點(diǎn)。

1）減少溫度離析的影響。ATB-30瀝青混合料在高溫下才具有和易性好、易于碾壓密實(shí)的特點(diǎn)，應(yīng)防止溫度降低帶來混合料的離析、碾壓不密實(shí)的缺陷。因此，混合料的運(yùn)輸、卸料等各個(gè)過程要盡量縮短時(shí)間，以減少混合料熱量的損失。運(yùn)輸要求采用大噸位的車輛并加蓋篷布，以防混合料溫度降低過快。

2）在裝料過程中，要求自卸車嚴(yán)格按照前、后、中的順序來回移動(dòng)裝料。

3）調(diào)節(jié)好攤鋪機(jī)熨平板的離地高度，高度控制在13～15mm。同時(shí)，在攤鋪機(jī)上配置自動(dòng)進(jìn)料控制器，能適當(dāng)調(diào)節(jié)使熨平板前方的瀝青混合料保持厚度均勻。

4）減少攤鋪機(jī)收料斗的收料頻率。頻繁地收料將導(dǎo)致料斗兩側(cè)的大粒徑混合料集中，容易產(chǎn)生大面積的離析現(xiàn)象。一般攤鋪3～5車后收斗一次并保證在卸料過程中邊前進(jìn)、邊收斗，這樣可以使粗細(xì)混合料均勻分布，而且可以有效地避免邊部混合料溫度降低帶來的影響。

5）考慮到ATB-30厚度較大，應(yīng)適當(dāng)增大攤鋪機(jī)的夯錘振實(shí)系數(shù)，控制在4～5比較合適，可以使混合料攤鋪的初始密度增大，減少攤鋪后混合料熱量的急劇散失，能有效地提高壓實(shí)度。

6）攤鋪?zhàn)詈貌捎?臺(tái)攤鋪機(jī)梯隊(duì)作業(yè)。在攤鋪機(jī)送料器中，保持有不少于送料器高度2/3的混合料，可以有效避免全斷面發(fā)生離析的現(xiàn)象和減緩攤鋪溫度的降低速度，為瀝青混合料的高溫下碾壓密實(shí)提供有利的條件。

5 碾壓工藝

由于ATB-30瀝青混合料集料粒徑較大，采用振動(dòng)壓路機(jī)與重型輪胎壓路機(jī)聯(lián)合碾壓的組合方式。用振動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓時(shí)，振動(dòng)頻率為30～50 Hz、振幅為0.3～0.8mm且要求采用大噸位的壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。采用2臺(tái)26 t膠輪壓路機(jī)揉壓，輪胎充氣≮0.5 MPa。為防止碾壓過程中集料被過分壓碎，振動(dòng)壓路機(jī)的壓實(shí)后溫度不宜低于125℃。為避免混合料形成鼓包，振動(dòng)壓路機(jī)采用較大的振頻和振幅，相鄰重疊寬度為10～20 cm。倒車時(shí)應(yīng)先停止振動(dòng)并在向另一方向運(yùn)動(dòng)時(shí)再開始振動(dòng)。碾壓過程中有瀝青混合料粘輪現(xiàn)象時(shí)，可向碾壓輪灑少量的水或植物油，嚴(yán)禁噴灑柴油、機(jī)油。

壓路機(jī)應(yīng)以慢而均勻的速度碾壓，壓路機(jī)的碾壓速度應(yīng)符合表1的規(guī)定。

表1 壓路機(jī)碾壓速度 m/m in

為保證瀝青穩(wěn)定碎石混合料的密實(shí)度、平整度及感觀性，就碾壓的先后順序和碾壓的遍數(shù)制定方案，在300 m試驗(yàn)段中，通過壓實(shí)度、平整度、厚度3方面檢測(cè)，選用先鋼輪后膠輪的碾壓組合，但是提高了膠輪的壓實(shí)遍數(shù)，由傳統(tǒng)的4遍提高到6遍，在提高壓實(shí)度的基礎(chǔ)上，保證了平整度和壓實(shí)速度。

6 結(jié)語

針對(duì)本工程中ATB-30瀝青穩(wěn)定碎石的“大粒徑”和“12 cm厚一次攤鋪”的特點(diǎn)，就施工的配比、拌和、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓、質(zhì)量控制等各個(gè)環(huán)節(jié)，進(jìn)行了重點(diǎn)的說明和論述。尤其是在“確保壓實(shí)度”和“防止離析”等施工難點(diǎn)方面，通過調(diào)整生產(chǎn)配比、控制攤鋪速度、增加碾壓遍數(shù)等措施，改變了以往的傳統(tǒng)施工工藝，保證了施工質(zhì)量，取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。