公路工程瀝青路面施工關(guān)鍵技術(shù)研究

■劉承增 ■山東省臨清公路管理局，山東 臨清 252600

瀝青路面作為我國公路工程主要的路面結(jié)構(gòu)形式，具有施工作業(yè)進(jìn)度快、施工技術(shù)成熟、行車舒適安全等一系列的優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用非常普遍。然而，由于瀝青路面相比水泥混凝土路面，無論是在原材料、混合料配比設(shè)計(jì)還是拌和、生產(chǎn)、攤鋪方面，質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)要求也更高一些。一些瀝青路面在施工過程中，由于在原材料、配比控制以及生產(chǎn)攤鋪等環(huán)節(jié)質(zhì)量把控不嚴(yán)，造成了瀝青路面在建成后早期就出現(xiàn)了嚴(yán)重的車轍、開裂、沉陷坑槽、水損壞等一系列的病害問題，嚴(yán)重影響了瀝青路面的正常安全通車使用。因此，為了確保公路工程瀝青路面施工質(zhì)量，延長瀝青路面使用壽命，必須加強(qiáng)對瀝青路面施工作業(yè)各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，提高公路工程的整體建設(shè)水平。

1 瀝青混合料配比設(shè)計(jì)

1.1 原材料的質(zhì)量控制

用于公路工程瀝青路面施工的原材料主要有瀝青、粗集料、細(xì)集料、填料等，對于用于瀝青路面施工的原材料必須在進(jìn)場前進(jìn)行抽樣試驗(yàn)檢測，其具體的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求主要有以下幾方面:

(1)瀝青。對于用于公路工程瀝青路面施工的瀝青材料，應(yīng)該充分考慮公路工程等級、瀝青所處上、中、下面層情況、施工區(qū)域的氣候區(qū)劃、施工季節(jié)以及路段條件等對瀝青的針入度、粘度、老化性能以及延度等指標(biāo)進(jìn)行控制，突出瀝青選用的針對性。此外，現(xiàn)階段在我國公路工程瀝青的選擇上，往往還參照美國SHRP 瀝青路用性能規(guī)范中的PG分級，通過動態(tài)剪切流變試驗(yàn)DSR 確定高溫等級，通過BBR 試驗(yàn)確定低溫等級，進(jìn)而對瀝青材料的適用性進(jìn)行判斷。

(2)粗集料。用于公路工程瀝青路面的粗集料，如果是高等級公路應(yīng)該選擇碎石或者是破碎的礫石;粗集料必須確保粗集料清潔干燥，具有較好的立方體幾何形狀，而且強(qiáng)度、耐磨性能滿足施工技術(shù)規(guī)范的要求。粗集料的試驗(yàn)檢測控制指標(biāo)主要有壓碎值、磨耗損失、吸水率、堅(jiān)固性、粘附性、針片狀顆粒含量、磨光值、沖擊值等。

(3)細(xì)集料。對于細(xì)集料可以選擇使用天然砂或者是機(jī)制砂，細(xì)集料必須確保干燥堅(jiān)硬，而且具有適當(dāng)?shù)募壟?，?xì)集料的試驗(yàn)檢測控制指標(biāo)主要有視密度、堅(jiān)固性、砂當(dāng)量、針片狀顆粒含量等相應(yīng)技術(shù)指標(biāo)。

(4)填料。填料在瀝青混合料中的作用主要是與瀝青混合形成膠團(tuán)，這也是形成瀝青混合料強(qiáng)度的主要因素。對于填料，應(yīng)該盡可能的選擇使用巖漿巖或者是石灰?guī)r等強(qiáng)基性憎水性石料磨制而成的礦粉，并重點(diǎn)確保填料的粒度范圍、親水系數(shù)、含水量等項(xiàng)目合格，同時沒有團(tuán)粒結(jié)塊問題。

1.2 瀝青混合料的配比設(shè)計(jì)

在公路工程瀝青路面的配比設(shè)計(jì)中，較多采用的主要是馬歇爾配比設(shè)計(jì)方法，其設(shè)計(jì)內(nèi)容主要包括以下幾方面:

(1)瀝青混合料級配設(shè)計(jì)。首先，應(yīng)該對現(xiàn)場的粗細(xì)集料以及礦粉進(jìn)行篩分試驗(yàn)，并根據(jù)篩分試驗(yàn)結(jié)果按照相應(yīng)的計(jì)算方法，初步確定在瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范中級配范圍以內(nèi)的各種材料用量，并盡可能的使得合成曲線的級配接近設(shè)計(jì)的中限。在具體的級配設(shè)計(jì)中，對于高等級公路等交通量較大、軸載較重的公路工程瀝青路面，應(yīng)該設(shè)計(jì)級配組成更接近下限，也就是整體級配更粗一些;對于一般道路或者是中小交通量，則應(yīng)該讓級配更接近上限。

(2)最佳瀝青用量的確定。對于瀝青混合料最佳瀝青用量的確定，首先是按照工程施工經(jīng)驗(yàn)或者是技術(shù)規(guī)范中推薦的瀝青用量范圍，初步預(yù)估瀝青用量，并按照間隔0.5%幅度上下浮動確定幾組瀝青用量，制備馬歇爾試件。之后以對應(yīng)于穩(wěn)定度最大、密度最大、空隙率中值的瀝青用量作為OAC1，對應(yīng)于符合瀝青混合料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的瀝青用量范圍的中值作為OAC2，根據(jù)兩者確定最佳瀝青用量，一般是選擇平均值作為最佳瀝青用量，并進(jìn)行水穩(wěn)定性、抗車轍能力、低溫抗裂性等路用性能的試驗(yàn)驗(yàn)證。

(3)生產(chǎn)配比的設(shè)計(jì)調(diào)整。在確定了目標(biāo)配比以后，則應(yīng)該按照目標(biāo)配比所確定的各種規(guī)格集料的比例供料，并在熱料倉取料進(jìn)行篩分以后，重新調(diào)整用料比例，以使其合成級配更接近目標(biāo)配比，之后對合成級配按照目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)的最佳用瀝青用量及最佳用瀝青用量上下浮動0.3%，重新進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，綜合確定最佳瀝青用量，經(jīng)過路用性能驗(yàn)證以后，鋪筑試驗(yàn)段施工，并確定松鋪系數(shù)、碾壓厚度、壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)等相關(guān)的施工技術(shù)參數(shù)。

2 瀝青混合料的拌和生產(chǎn)

瀝青混合料的拌和設(shè)備有間歇式攪拌設(shè)備與連續(xù)式攪拌設(shè)備兩類，其中最為常用的主要是間歇式攪拌設(shè)備。在正式進(jìn)行瀝青混合料的拌和生產(chǎn)之前，首先應(yīng)該對瀝青拌和站進(jìn)行全面的調(diào)試，重點(diǎn)確保加熱輔助設(shè)施、動篩頻率、稱重系統(tǒng)、布袋除塵等控制系統(tǒng)的有效發(fā)揮作用。在瀝青混合料的拌和生產(chǎn)中，最關(guān)鍵的因素是對加熱溫度以及拌和時間的確定。

在拌和時間的控制上，重點(diǎn)是要確保瀝青能夠均勻的裹覆瀝青混合料，確保拌和均勻沒有花白料的問題，同時還應(yīng)該綜合考慮拌和機(jī)的型號、瀝青混合料的類型、攪拌器的充盈率等確定拌和時間，一般情況下，濕拌時間不宜少于35s，干拌時間不宜少于5s。對于瀝青混合料的運(yùn)輸，關(guān)鍵是在裝料過程中應(yīng)該分為前、后、中多次挪動車位，以減少瀝青混合料的離析問題，同時加強(qiáng)對運(yùn)輸過程中的保溫控制，可以通過覆蓋棉被或者是篷布等方式，確保瀝青混合料的到場溫度，這也是確保瀝青路面壓實(shí)度的關(guān)鍵措施。

3 瀝青混合料的現(xiàn)場攤鋪碾壓施工

(1)現(xiàn)場施工準(zhǔn)備。在進(jìn)行瀝青混合料的現(xiàn)場攤鋪施公作業(yè)前，首先應(yīng)該做好下承層的準(zhǔn)備，重點(diǎn)是對下承層進(jìn)行清掃，并對下承層的平整度、強(qiáng)度等技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)檢測，確保合格后進(jìn)行粘層或者是封層的施工。

(2)瀝青混合料的攤鋪施工作業(yè)。對于瀝青混合料的現(xiàn)場攤鋪施工，如果未采用溫拌瀝青混合料，應(yīng)該確保施工作業(yè)環(huán)境溫度在10℃以上，同時按照試驗(yàn)段確定的松鋪系數(shù)進(jìn)行調(diào)整控制，一般在1.15 -1.25。在施工前，應(yīng)該提前預(yù)熱熨平板，控制熨平板的溫度在100 -150℃，整個攤鋪?zhàn)鳂I(yè)應(yīng)該均勻連續(xù)的進(jìn)行，攤鋪機(jī)的行走速度應(yīng)該根據(jù)拌和機(jī)產(chǎn)量以及施工機(jī)械配套等確定，并按照攤鋪厚度以及材料類型確定攤鋪機(jī)工作裝置的振頻和振幅。

(3)瀝青混合料的碾壓施工。對于瀝青混合料的碾壓施工，應(yīng)該嚴(yán)格控制碾壓溫度以確?？蓧簩?shí)性。

整個碾壓作業(yè)過程分為初壓、復(fù)壓和終壓三個階段開展，碾壓具體的作業(yè)方式為振動壓實(shí)至少3 遍，輪胎壓路機(jī)壓實(shí)至少2 遍，鋼輪壓路機(jī)趕光2 遍;如果瀝青路面類型為SMA 路面，應(yīng)該避免使用輪胎壓路機(jī)以免瑪蹄脂被擠出。碾壓結(jié)束后應(yīng)該及時通過鉆芯取樣或者是核子密度儀等設(shè)備檢測路面壓實(shí)度，壓實(shí)度的控制按照不小于實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)密度的98%、最大理論密度的93%、或者是試驗(yàn)段密度的99%進(jìn)行控制。

4 結(jié)語

瀝青路面施工質(zhì)量影響因素多種多樣，在瀝青路面施工質(zhì)量的現(xiàn)場控制過程中，技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)按照施工技術(shù)規(guī)范中的相關(guān)要求，嚴(yán)格控制材料質(zhì)量關(guān)口，優(yōu)化混合料配比設(shè)計(jì)，加強(qiáng)生產(chǎn)及攤鋪工藝管理，通過這些關(guān)鍵點(diǎn)的控制，提高瀝青路面的整體施工質(zhì)量。

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