高速公路瀝青混凝土路面施工技術要點分析

王 銳

(安徽省公路橋梁工程有限公司，安徽 合肥 230031)

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高速公路瀝青混凝土路面施工技術要點分析

王 銳

(安徽省公路橋梁工程有限公司，安徽 合肥 230031)

文章從高速公路瀝青混合料的生產控制入手，介紹了瀝青混合料機械化生產過程中的注意事項及其溫度控制、作業(yè)方式等路面施工技術要點，并結合工程實例，分析了瀝青混凝土路面施工機械合理配置的方法與功用。

高速公路；瀝青混凝土路面；機械化；施工技術

0 引言

近幾年，隨著國民經濟的快速發(fā)展，全國范圍內交通流量大幅增加，路面載荷也隨之增加。面對新時期交通發(fā)展的新特點，只有不斷提高高速公路的重載需求和瀝青路面需求才能有效解決交通流量增加所帶來的問題。為使國內高速公路擁有良好的路況，保證高速公路的施工質量，高速公路建設中運用了壓實機、拌和站以及瀝青攤鋪機等機械設備。這些設備在瀝青混合料生產以及施工方面都起到了十分重要的作用，但是在整個生產施工過程中既需要重視溫度的控制、原料選用以及投入比例、機械尺寸等變量的控制，又要重視機械的合理配置，才能使機械化生產施工效率最大化。

1 高速公路瀝青混合料生產控制

1.1 原材料對混合料質量的影響

粉料、瀝青以及集料等統(tǒng)稱為原材料。粗集料是集料中的一種，具備兩個特點：(1)表面干凈無風化、無雜質；(2)有足夠的強度和耐磨性能，一般選用滿足要求的碎石和軋制礫石。而細集料一般選用石屑、人工砂、天然砂等，在上述三種物質中，天然砂是最適合充當混合料中的細集料，即使在優(yōu)質天然砂缺少需要加入石屑混用的情況下，也必須保證石屑所占比例低于天然砂所占比例。物料直徑<0.075 mm的堿性材料被稱為礦粉，能夠投入使用的礦粉要求其含水量低，不含泥土。對于準備用于高速公路上的瀝青而言，使用前必須對其各項指標進行檢測，特別是要嚴格控制蠟的含量在可允許的范圍內。

1.2 攪拌設備生產能力的合理確定

在一定時間內，既定條件下攪拌設備生產出的合格瀝青混合料的量稱為攪拌設備的生產能力。干燥筒的生產能力由內因和外因兩方面因素控制。內因是指干燥筒自身的結構，外因則是由外部條件決定，包括：大氣的溫度、濕度，粗骨料和細骨料的比值，骨料的含水量，骨料的吸水性，對骨料進行加熱的溫度、加熱后骨料的剩余含水量等等，都會對干燥筒的生產能力造成影響。在上述外部條件中，由于蒸發(fā)骨料中水分所需的熱量在全部熱量的消耗中所占比重很大，因此冷骨料含水率是影響干燥筒生產能力的最大外部因素。對于攪拌器而言它的生產能力受到攪拌速度、攪拌鍋充盈率以及攪拌時間這三個因素的影響。合理使用攪拌設備，提高其生產能力的關鍵在于：使用成品攪拌設備時，面對五花八門的混合料組成和對成品料提出的各不相同的攪拌質量要求，要相應地及時調整攪拌時間，合理確定攪拌時間。

1.3 熱瀝青混合料拌制過程

瀝青混合料攪拌設備是一組機械電子設備。這一組機械電子設備集生產目標混合料的各個步驟為一體，從供料至加熱、計量，最后至拌和都可由這一組機械電子設備獨立完成。在拌和的過程中既要防止混合料由于拌和時間過長產生老化現(xiàn)象，又要保證拌和時間，以使混合料的拌和均勻性能達到最佳。所以在拌和混合料的過程中，時間上的把握尤為關鍵。其次，每隔一段時間就必須對振動篩進行檢查以保證級配的穩(wěn)定。通常，熱料倉混倉率控制在百分之十以下，如果篩網(wǎng)被堵住，就不能保證混倉率保持在原來的水平，一旦產生變化便會嚴重影響混合料骨料級配組成。

2 高速公路瀝青混凝土路面施工工藝控制

2.1 瀝青混合料的拌和溫度

通常情況下，瀝青混合料的攪拌溫度應該保持在170 ℃最為合適。但這只是通常情況下，很多時候還要結合當時的溫度條件、濕度條件來對瀝青混合料的攪拌溫度做出合理的改變，以達到最適合拌和的溫度條件。由于在拌和過程中會加入礦粉，礦粉的加入會使得攪拌環(huán)境的溫度下降。因此，在礦粉加入的過程中需將攪拌溫度適當提高以保證溫度的恒定。一般情況下，進料溫度控制在180 ℃～190 ℃最為合適，而出料溫度控制在160 ℃～170 ℃之間最佳。

2.2 混合料中的瀝青含量和攪拌溫度

瀝青在混合料中所占的比例以及攪拌的程度都可以通過觀察混合料的顏色、形狀以及混合料在料斗中的翻動規(guī)律來確定。如果瀝青含量合乎標準，那么混合料的顏色便看起來黑亮，混合料在料車上呈圓錐狀。同樣，在攤鋪過程中也能通過觀察蒸汽的顏色來確定溫度是否控制在合理范圍內。如果溫度在合理范圍內，攤鋪過程中就會有藍色的蒸汽產生。反之，則會產生其他顏色的蒸汽，此時就需要及時采取有效措施。

2.3 攤鋪作業(yè)

攤鋪過程是整個路面施工過程中的重要環(huán)節(jié)，對于攤鋪機的使用也要做到以下兩點：(1)根據(jù)所得的標高基礎調整攤鋪機的高度直至正常高度；(2)保證攤鋪機的攤鋪作業(yè)工作勻速進行，這一點尤其重要。倘若攤鋪機作業(yè)過程不勻速進行，就會直接影響壓路機的工作，降低路面的壓實標準，這樣不合格的路面一旦投入使用，不久便會產生滲水問題，久而久之毀壞整個路面。

2.4 瀝青混合料壓實度

有了合理的施工方案、高質量的瀝青混合料、高效率的攪拌設備、高性能的攤鋪設備后，還需要對路面進行壓實處理。壓實的目的在于使路面穩(wěn)定性、耐久度等性能得到提高。如果不進行壓實工作或壓實度沒有達到標準，便會導致瀝青混合料老化迅速，嚴重影響道路的使用壽命。除了保證優(yōu)質的瀝青混合料、運用合理的施工方法外，高速公路瀝青混凝土路面機械配置也要求配置合理。以下以工程實例對其進行說明。

3 瀝青混凝土路面機械化施工合理配置

3.1 原理

瀝青混凝土路面機械化施工合理配置的基本原理是邊際效益理論。具體內容為：在工程規(guī)模與工程工期一定的前提下，邊際效益將會因為瀝青混合料生產率的提高而達到最佳效果。但是，一旦錯過最佳點，邊際產量又會出現(xiàn)下降。如圖1所示：

圖1 短期成本出現(xiàn)U型發(fā)展示意圖

3.2 工程實例

某地高速公路其中一部分長33.2 km，單側路寬10 m，上層面為5 cm厚SMA-16，壓實容量為2.4 t/m3，按照工作進度計劃，總工作時日為40 d，平均每天工作8 h。整條高速公路采用四車道高速建設標準，以集中攪拌、自卸車運輸、壓路機壓實的施工工藝進行施工。具體溫度控制如下：出廠時混合料溫度控制在190 ℃以下，180 ℃附近。當時的現(xiàn)場溫度控制在165 ℃以上，攤鋪溫度要>160 ℃。初壓>150 ℃；復壓>140 ℃；終壓>130 ℃。運輸溫度系數(shù)為0.3 ℃/min，攤鋪溫度系數(shù)為0.5 ℃/min，碾壓溫度系數(shù)為0.3 ℃/min。

(1)拌和站配置計算

W=2×10×31 604×0.05×2.40=668 208t

(1)

(2)

其中，k1、kh、kw取值分別為0.9、0.95、1。

瀝青攪拌器的額定功率為320t/h，那么Q=320×kh×k1×kw=320×0.95×1=273.6t/h

可以看出拌和器的配置滿足要求。

(2)攤鋪機械配置計算

(3)

上述參數(shù)中容重r取2.4，設計寬度為10m，設計厚度為5m，瀝青拌和器的額定功率為320t/h。

(3)壓實機械配置計算

(4)

(5)

(6)最后，根據(jù)合理排隊長度可知，運輸車的數(shù)量為16。

3.3 實施效果

機械化技術在引入高速公路的施工過程以后，合理的計算分析可以有效節(jié)約成本，在上述工程實例中，經過實際調查和仔細分析后的合理計算成本節(jié)約近30萬元。

4 結語

瀝青混凝土路面憑借著其眾多的優(yōu)點而得到廣泛應用，雖然從瀝青混合料的生產到攤鋪以及碾壓路面，國內已經掌握其機械化施工的技術，但是仍然需要對溫度的控制、用料的篩選、機械的配置等細節(jié)進行合理處理，才能建出高質量的瀝青混凝土路面。

[1]邵明建.瀝青路面機械化施工技術與質量控制[M].北京：人民交通出版社，2010.

[2]余叔藩.熱拌瀝青混合料材料、混合料設計與施工[R].重慶：重慶交通科研設計院，2009.

[3]郭小宏，等.公路工程機械化施工與管理[M].北京：人民交通出版社，2009.

Analysis on Asphalt Concrete Pavement Construction Technology Key-points of Expressways

WANG Rui

(Anhui Road and Bridge Engineering Co.，Ltd.，Hefei，Anhui，230031)

Staring from the production control of expressway asphalt mixtures，this article introduced the precautions during the mechanized production of asphalt mixtures as well as its temperature control，operation practices and other pavement construction technology key-points，and combined with the en-gineering practices，it analyzed the rational allocation method and function of asphalt concrete pave-ment construction machinery.

Expressway；Asphalt concrete pavement；Mechanization；Construction technology

王 銳(1983—)，男，工程師，從事公路橋梁工程工作。

U

A

10.13282/j.cnki.wccst.2015.01.003

1673-4874(2015)01-0010-03

2014-12-07