淺析高寒地區(qū)瀝青混凝土面層的施工工藝

◎ 中鐵十八局集團(tuán)有限公司 姜 琳

用瀝青混凝土鋪設(shè)的路面是將瀝青作為修筑面層和其他材料鋪在公路上。瀝青混凝土在道路鋪設(shè)中獲得了廣泛應(yīng)用。這是由于用瀝青混凝土鋪設(shè)的路面具有耐磨、平整、無(wú)接縫、振動(dòng)小、維修簡(jiǎn)單、噪音低等特點(diǎn)，比水泥混凝土所鋪設(shè)的路面更具優(yōu)越性。雖然有著許多優(yōu)點(diǎn)，但是如果在施工過(guò)程中忽略了施工工藝，那么將使施工質(zhì)量受到嚴(yán)重影響，例如出現(xiàn)裂痕、泛油、松散、麻面、車痕、凹坑等路面疾病，同時(shí)降低道路的使用壽命，這不利于我國(guó)西部今后的建設(shè)。因此，要充分考慮高寒地區(qū)的海拔高、氣溫低、晝夜溫差大等有可能影響施工工藝的因素，結(jié)合高寒地區(qū)的環(huán)境特征，嚴(yán)格監(jiān)控施工工藝中的各個(gè)環(huán)節(jié)，多使用一些積極有效的防治手段。

一、項(xiàng)目施工的背景

自進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，我國(guó)一直在積極發(fā)展西部，而發(fā)展的關(guān)鍵在于鋪路，由于我國(guó)西部基本上都是由高寒區(qū)域組成，因此，路面的鋪設(shè)一般都是用瀝青混凝土。其中，最常用的瀝青混凝土有兩種，分別是：AC-13與AC-16兩種型號(hào)。用這兩種瀝青混凝土作為高寒地區(qū)路面面層的主要鋪設(shè)物，其鋪設(shè)厚度一般為5厘米。我國(guó)的高寒地區(qū)具有海拔高、晝夜溫差大、空氣稀薄等特點(diǎn)，因此施工的最佳工期一般在5～10月，這幾個(gè)月中晚間溫度極低，7～10月多雨雪天氣對(duì)施工工作的連續(xù)性帶來(lái)一定的影響。

二、高寒地區(qū)鋪設(shè)面層的材料和控制質(zhì)量

（一）瀝青。瀝青混凝土中所使用的瀝青是一種改性聚化物瀝青，它是一種SBR類乳膠，施工現(xiàn)場(chǎng)中的所有瀝青都會(huì)受到嚴(yán)格的質(zhì)量監(jiān)管，根據(jù)我國(guó)有關(guān)公路瀝青工程和瀝青混凝土質(zhì)量監(jiān)管的有關(guān)規(guī)定，對(duì)瀝青的各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行一一檢查，并使檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)達(dá)到國(guó)家有關(guān)規(guī)定。

（二）粗集料。選擇用機(jī)械設(shè)備打碎的石頭用作粗集料，這些碎石的壓碎值一定要控制在27%以下。其中軟石的含量控制在5%以下，泥的含量控制在1%以下。假設(shè)用機(jī)械設(shè)備打碎的石頭原料是含有酸性的巖石，那么在使用前要對(duì)其進(jìn)行處理，經(jīng)常使用的方法是用水灰漿對(duì)其處理，或是在瀝青中摻入防止剝離的藥劑等措施。

（三）細(xì)集料。要選用一些干凈、干燥、無(wú)雜質(zhì)的砂石作為細(xì)集料、在我國(guó)比較干旱的地區(qū)一般都有天然豐富的砂石資源，其中細(xì)砂、中砂、粗砂在這片區(qū)域的分布較廣。如果在天然砂石直徑小于0.075mm的顆粒含量大于3%，那么在施工之前就要用水洗砂工藝。同時(shí)，為了使瀝青混凝土更符合要求，砂石的選擇標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)該是2.3～3.0的中砂。

（四）填料。瀝青混凝土中的填充物料是礦粉，所使用的石料必須要磨細(xì)并且干凈、干燥、無(wú)雜質(zhì)的憎水性材料，要按照相關(guān)要求將礦粉磨細(xì)，也就是說(shuō)礦粉的外表要無(wú)塊狀顆粒，外表密度大于2.5g/cm3，水溶性小于1 ，塑性值小于4%，含水量小于1%。

三、瀝青混凝土的材料配比

（一）瀝青混凝土材料配比的設(shè)計(jì)過(guò)程。其設(shè)計(jì)過(guò)程一共分為三個(gè)環(huán)節(jié)：第一個(gè)環(huán)節(jié)為：設(shè)計(jì)目標(biāo)的配比，根據(jù)瀝青混凝土中各個(gè)材料之間的用量比值，按照有關(guān)規(guī)定進(jìn)行調(diào)配，然后配置的混合料進(jìn)行馬歇爾實(shí)驗(yàn)，以便確定最佳的設(shè)計(jì)方案；第二個(gè)環(huán)節(jié)是，設(shè)計(jì)生產(chǎn)的配比，這個(gè)環(huán)節(jié)工作的主要目標(biāo)是對(duì)每個(gè)熱料倉(cāng)庫(kù)的材料進(jìn)行篩選，以便對(duì)確定材料的選取比例，有助于拌和機(jī)操作室的應(yīng)用。在這個(gè)環(huán)節(jié)，為了使各材料保持均衡，要不斷進(jìn)行調(diào)整，并且采用上一個(gè)環(huán)節(jié)中瀝青的最佳比例將其用量控制在±3%，對(duì)這三種瀝青進(jìn)行馬歇爾實(shí)驗(yàn)，從中找出瀝青比例的最佳用量；第三個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)瀝青的材料配比進(jìn)行驗(yàn)證，經(jīng)過(guò)對(duì)生產(chǎn)配比進(jìn)行試拌，并鋪設(shè)在路面上，然后鉆芯取出樣本，對(duì)其進(jìn)行馬歇爾實(shí)驗(yàn)，并對(duì)生產(chǎn)配比進(jìn)行驗(yàn)證，以便確定生產(chǎn)是最終使用的配比值。

（二）對(duì)影響配比的因素進(jìn)行考慮。對(duì)配料的空隙程度要首先考慮，在路面鋪設(shè)成型后，路面面層的空隙值一定不能大于6%。面層為I型的瀝青空隙值最佳應(yīng)控制在3%到6%；然后，由于施工的地方在高寒地區(qū)，因此瀝青混凝土的攪拌溫度最好在160℃～170℃之間，加熱礦料的溫度應(yīng)該控制在180℃～195℃之間，攪拌后的瀝青混凝土的溫度應(yīng)該控制在165℃～180℃之間。

四、瀝青混凝土離析的施工工藝

（一）離析的形成和危害。離析是瀝青混凝土在運(yùn)輸、攪拌時(shí)所形成的。攪拌后瀝青混凝土在卸載的過(guò)程中，每個(gè)單位的瀝青混凝土在放到車體表面時(shí)，瀝青混凝土的顆粒在下落的瞬間，所受的重力會(huì)大于其粘著力，顆粒物將沉淀到貨箱底部，從而是表面物料形成離析。離析會(huì)對(duì)瀝青混凝土的質(zhì)量造成嚴(yán)重影響，由于瀝青混凝土中部的成分較細(xì)膩，路面面層因此沒(méi)有礦料的支撐，路面受車輛自身重量的影響產(chǎn)生變形，使路面受到車印的破壞。同時(shí)，細(xì)料的表面積很大，因此其顆粒物會(huì)受到較多瀝青的包裹，這會(huì)使瀝青混凝土鋪設(shè)在路面后形成較多的空隙，使所出來(lái)的瀝青向上涌，出現(xiàn)泛油現(xiàn)象，路面因此比較滑，如果不及時(shí)處理，嚴(yán)重的會(huì)誘發(fā)交通事故的發(fā)生。

（二）預(yù)防離析。首先，由于用瀝青混凝土鋪設(shè)的道路在高寒地區(qū)，為了使瀝青混凝土攪拌后的溫度最大限度的不受損害，避免由于溫差過(guò)大而造成離析現(xiàn)象，所以不能用平原地區(qū)瀝青混凝土在施工和運(yùn)輸過(guò)程中保溫的處理方式來(lái)進(jìn)行，在高寒地區(qū)對(duì)瀝青混凝土進(jìn)行保溫時(shí)一般用棉絮覆蓋其上；然后對(duì)瀝青混凝土的鋪設(shè)寬度進(jìn)行嚴(yán)格控制，使其最大值不能超過(guò)7米。如果超過(guò)7米，要在路面的兩側(cè)用兩個(gè)鋪路機(jī)使用熱接縫施工工藝。當(dāng)路面寬度大于7米時(shí)，出現(xiàn)離析現(xiàn)象是不能避免的。最后，使用和研制新的科學(xué)技術(shù)，例如，目前在美國(guó)比較流行的是具有攪拌功能的鋪路車，用這種方式運(yùn)輸瀝青混凝土是我國(guó)今后科研項(xiàng)目的發(fā)展方向。

五、瀝青混凝土的碾壓工藝

為了加強(qiáng)瀝青混凝土內(nèi)部結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，減少路面面層的空隙值，確保瀝青混凝土的高密性，需要對(duì)瀝青混合料凝土進(jìn)行碾壓。碾壓是要達(dá)到國(guó)家有關(guān)規(guī)定程度，把握好路面空隙值，避免當(dāng)車輛出現(xiàn)負(fù)載時(shí)，路面遭到車印的破壞。為了達(dá)到這一要求，首先要按照試驗(yàn)道路的碾壓程度控制路面整體的碾壓度；然后，對(duì)碾壓溫度進(jìn)行控制，這對(duì)瀝青混凝土的碾壓質(zhì)量十分重要。一般在碾壓過(guò)程中溫度不會(huì)太高，如果溫度太高，稍有不慎溫度就會(huì)下降，因此一定要做好瀝青混凝土的保溫工作。同時(shí)盡量讓運(yùn)輸車等鋪路機(jī)，不要出現(xiàn)讓鋪路機(jī)等運(yùn)輸車的現(xiàn)象。用瀝青混凝土進(jìn)行鋪路時(shí)，其溫度一般不能小于160℃，剛進(jìn)行碾壓時(shí)，溫度不能小于150℃，碾壓結(jié)束后，路面面層溫度不能小于90℃；在路面可以通車時(shí)，其面層溫度不能大于45℃。如果由于一些特殊原因，在施工后要立刻對(duì)車輛放行，在碾壓結(jié)束后溫度沒(méi)有達(dá)到規(guī)定范圍時(shí)，可以在瀝青混凝土的面層噴灑酒水，從而達(dá)到讓溫度下降的目的，這時(shí)才可以對(duì)車輛放行。

總結(jié)：

綜上所述，高寒地區(qū)的瀝青混凝土施工工藝不同于平原地區(qū)，它的施工工藝更加復(fù)雜，這就要求施工人員在施工過(guò)程中有嫻熟的技術(shù)，以及高度的責(zé)任心，以便使用瀝青混凝土鋪設(shè)的高寒地區(qū)面層的質(zhì)量不會(huì)出現(xiàn)問(wèn)題，這對(duì)今后西部大開(kāi)發(fā)的順利進(jìn)行和我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展有重要意義。