高速公路大厚度高模量瀝青混合料一次成型施工工藝

黃 紅 占

(中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610066)

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高速公路大厚度高模量瀝青混合料一次成型施工工藝

黃 紅 占

(中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610066)

高模量瀝青路面是由以瀝青材料作為結(jié)合料粘結(jié)礦料而修筑的面層與各類基層和墊層所組成的路面結(jié)構(gòu)。研究表明：混合料模量的提高，增強(qiáng)了路面的高溫抗車轍能力、低溫抗裂性能、水穩(wěn)定性、抗疲勞能力和抗老化性能。目前，高速公路高模量的瀝青混合料層總厚度一般采用7～14 cm，傳統(tǒng)高模量瀝青施工一般采用分層施工。為加快施工進(jìn)度，降低施工成本，提出了高模量瀝青混合料一次性施工層厚14 cm的施工方法，可為今后同類工程提供技術(shù)參考。

高速公路；高模量瀝青混合料；一次成型；施工工藝

1 工程概況

拜本高速公路工程位于摩洛哥拜萊希德市，全長38.6 km，雙向四車道，為摩洛哥貫穿“東西大動(dòng)脈”的重要組成部分。高速公路主線路面結(jié)構(gòu)形式為：25 cm厚的級配碎石為底基層，14 cm厚的EME為基層， 7 cm厚的瀝青混凝土料為表面層，全線EME總工程量為28.5萬t。設(shè)計(jì)要求采取7 cm+7 cm的結(jié)構(gòu)組合進(jìn)行施工。

2 工藝原理及采取的施工措施

高速公路高模量瀝青混合料(英語簡稱HMAC，法語簡稱EME)施工方法是遵循法國規(guī)范與摩洛哥規(guī)范的EME施工方法。高模量瀝青混凝土是一種高模量、高質(zhì)量的瀝青混凝土，其設(shè)計(jì)思路是通過提高瀝青混凝土的模量，減少車輛荷載作用下瀝青混凝土產(chǎn)生的應(yīng)變，提高路面抗高溫變形能力，改善瀝青混凝土抗疲勞性能，延長維修周期，延長路面的使用壽命。高模量瀝青混凝土是采用低標(biāo)號硬質(zhì)瀝青和連續(xù)級配的集料組成的瀝青混合料，其主要特點(diǎn)是模量高和抗疲勞性能好，因而可以減少路面結(jié)構(gòu)層厚度。高模量瀝青混凝土技術(shù)起源于法國，以其優(yōu)越的高溫穩(wěn)定性、良好的抗疲勞性能，特別是較高的性價(jià)比在法國得到廣泛、成功的應(yīng)用，近年來在世界各地得到推廣使用。

摩洛哥拜本高速公路主線路面結(jié)構(gòu)形式為： 25 cm厚的GNT為底基層， 14 cm厚的EME為基層，7 cm厚的BB為表面層，全線EME總工程量為26.5萬t。高速公路主線全長39 km，為雙向四車道。各結(jié)構(gòu)層均為半幅全寬一次性施工。EME在目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)階段，使用的骨料來自本標(biāo)段PK31石料廠的硅質(zhì)石灰?guī)r，使用的粘結(jié)劑為摩洛哥最大的瀝青供貨商——SAMIR公司提供的20/30低標(biāo)號硬質(zhì)瀝青。

拜本項(xiàng)目高模量瀝青混合料降溫速度快，且高模量瀝青混合料粘度較大，壓實(shí)較困難，碾壓中有推移現(xiàn)象。針對施工中存在的困難，拜本項(xiàng)目開展了14 cm厚高模量瀝青一次性攤鋪施工的研究，解決了其降溫快的不利因素，同時(shí)調(diào)整了膠輪碾、鋼輪碾的次序，初壓采用膠輪碾緊跟攤鋪機(jī)靜壓，充分發(fā)揮其揉搓作用，達(dá)到了骨料的重排就位和深層壓實(shí)，采用雙光輪碾振動(dòng)復(fù)壓，振動(dòng)碾壓充分發(fā)揮雙鋼輪的振壓作用，使瀝青混合料碾壓密實(shí)，最終的壓實(shí)采用鋼輪靜壓以消除輪跡，碾壓中止溫度不低于90℃，解決了傳統(tǒng)分層施工中基層溫度散失不易碾壓、混合料不易壓實(shí)、兩層之間粘結(jié)性可能不良而導(dǎo)致的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)等諸多問題。

3 工藝流程及操作要點(diǎn)

3.1 大厚度高模量瀝青混合料一次成型施工工藝流程

高速公路大厚度高模量瀝青混合料一次成型施工工藝流程見圖1。

3.2 施工技術(shù)要點(diǎn)

3.2.1 原材料檢驗(yàn)

圖1 高模量瀝青混合料施工工藝流程圖

對于整個(gè)工地來說，每個(gè)粒徑級的骨料只能是來源于同一處取料場。

(1)碎 石。根據(jù)法國規(guī)范XP P 18-545 和NF EN 13043的定義，對碎石最低性能的要求見表1。

表1 碎石的固有和生產(chǎn)特性表

(2)砂 子。砂子的固有和生產(chǎn)特性見表2。

表2 砂子的固有和生產(chǎn)特性表

同時(shí)，砂子的最大粒徑需小于或等于4 mm，且在砂子和碎石的來源不同時(shí)，必須檢測其易碎性系數(shù)(FS)：當(dāng)砂子粒徑為0/4 mm時(shí)，F(xiàn)S≤40；當(dāng)砂子粒徑為0/2 mm時(shí)，F(xiàn)S≤45。

(3)填 料。填料的性質(zhì)必須是石灰?guī)r。

(4) 瀝 青。瀝青為20/30級，需滿足摩洛哥規(guī)范NM 03.4.002(表3)。

表3 瀝青的性質(zhì)和特性表

對于所采購的每一批瀝青，必須在取樣檢驗(yàn)合格后方可卸入瀝青罐使用。每批次提取3份、各1 L的樣品儲(chǔ)存在防滲容器里；其中一份用于監(jiān)理試驗(yàn)室進(jìn)行分析測試；另一份用于承包商試驗(yàn)室做分析用；第3份封存，作為前2個(gè)分析結(jié)果發(fā)生爭議時(shí)的留存。

3.2.2 配合比設(shè)計(jì)

高模量瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)分為目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)配合比驗(yàn)證三個(gè)階段。

3.2.3 拌 合

(1)拌合準(zhǔn)備。使用間歇式瀝青拌合樓拌制，采用配備的計(jì)算機(jī)設(shè)備在拌合過程中逐盤記錄各個(gè)傳感器測定的材料用量、瀝青混合料用量、拌合溫度以及拌合時(shí)間并配備打印設(shè)備。

(2)溫度控制。高模量瀝青混合料采用的是低標(biāo)號硬質(zhì)瀝青，所以，拌合中瀝青的溫度是否滿足要求對施工質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。20/30瀝青加入攪拌器時(shí)的溫度一般介于160 ℃～180 ℃。同時(shí)，拌合過程中需設(shè)專人負(fù)責(zé)拌合料溫度的檢測，發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)溝通。

(3)拌合時(shí)間控制。拌合時(shí)間需根據(jù)拌合樓的產(chǎn)量、天氣及骨料含水狀況以及集料與瀝青的裹覆情況確定。高模量瀝青混合料每盤(4 t/盤)的總拌合時(shí)間以54～60 s為宜。

(4)拌合要求?；旌狭习韬弦鶆?，顏色一致，無結(jié)團(tuán)、無花白料現(xiàn)象，使瀝青均勻的裹覆在礦物顆粒表面?；旌狭险焐a(chǎn)時(shí)，每天至少取樣3次，并且至少為每600 t瀝青混合料取樣一次。取樣依據(jù)NF P 98-150規(guī)范中的第4.16.5.1條規(guī)定。當(dāng)天所得取樣試驗(yàn)結(jié)果的平均值必須同表4中的容差(容差是由監(jiān)理批準(zhǔn)的配合比設(shè)計(jì)確定的投配量)臨界值進(jìn)行比較。

表4 混合料容差對照表

3.2.4 運(yùn) 輸

(1)首先，應(yīng)在瀝青拌合站生產(chǎn)場區(qū)附近安裝一個(gè)地磅，以方便每輛運(yùn)輸車輛的過秤。磅秤由一個(gè)帶打印機(jī)的自動(dòng)系統(tǒng)記錄并進(jìn)行合計(jì)。打印單上需顯示每次過磅運(yùn)輸車號、過秤日期和時(shí)間、車皮自重、毛重、凈重、去向(儲(chǔ)存或送往施工工地)、每天的總凈重。此外，地磅的檢測每周進(jìn)行一次，檢測方法采用同一輛車裝上至少10 t料在工地磅秤上過秤，隨后再到附近一公用磅秤上過磅，誤差需小于1%。

(2)瀝青混合料的運(yùn)輸需結(jié)合拌合站的拌合能力、運(yùn)輸距離、道路狀況和車輛噸位等因素確定自卸運(yùn)輸車數(shù)量，盡量使用大噸位運(yùn)輸車，但嚴(yán)禁超載運(yùn)輸。

(3)自卸車應(yīng)保持車廂干凈、嚴(yán)密，每次使用前，需在車廂內(nèi)涂刷隔離劑或防黏劑，但不得有多余劑量存積在車中，一般采用機(jī)油∶水=1∶3的防黏劑。

(4)運(yùn)輸車應(yīng)進(jìn)行覆蓋，用以保溫、防雨、防污染，覆蓋具有一定厚度的氈布或雙層篷布，覆蓋需嚴(yán)密?；旌狭铣鰪S時(shí)需檢測每車的溫度，對于溫度不合格的車輛嚴(yán)禁出廠。

(5)運(yùn)輸車進(jìn)入攤鋪場地時(shí)，輪胎上不得沾有泥土等污染路面的贓物，否則需配備水車清洗。

(6)現(xiàn)場試驗(yàn)人員需檢查每車混合料狀況并檢測溫度，不滿足使用標(biāo)準(zhǔn)的混合料嚴(yán)禁鋪筑。

(7)瀝青混合料運(yùn)輸車輛的數(shù)量需較拌合能力及攤鋪速度有富余，并保證攤鋪機(jī)前方有4～6輛運(yùn)輸車等候。

3.2.5 攤 鋪

瀝青混合料的攤鋪由一臺(tái)攤鋪機(jī)全幅一次性攤鋪完成，控制方式為鋼絞線導(dǎo)引或至少14 m長的雙水準(zhǔn)梁控制。攤鋪機(jī)必須配置連續(xù)供料裝置，連續(xù)供料通過一個(gè)瀝青轉(zhuǎn)運(yùn)車保證。

(1) 攤鋪機(jī)參數(shù)的調(diào)整。

①熨平板參數(shù)的調(diào)整應(yīng)結(jié)合攤鋪厚度進(jìn)行，調(diào)整到合適的仰角。調(diào)整時(shí)應(yīng)保持螺旋輸料器盡可能靠近兩側(cè)擋板，保持熨平板左右對稱，行走平衡。

②螺旋輸料器高度的調(diào)整應(yīng)結(jié)合攤鋪厚度進(jìn)行。一般為保證輸料螺旋器橫向均勻布料，進(jìn)入攤鋪室內(nèi)的瀝青混合料高度應(yīng)略高于螺旋輸料器軸線。

③攤鋪速度在保證連續(xù)供料的情況下，宜根據(jù)混合料拌合能力、攤鋪厚度、寬度、溫度及碾壓工藝等確定。一般將其控制在2～4 m /min，特別情況除外。

(2) 攤鋪?zhàn)鳂I(yè)程序。

①攤鋪前0.5～1 h預(yù)熱熨平板，使溫度不低于100 ℃，向攤鋪機(jī)料槽內(nèi)布料，用熱料將接頭預(yù)熱2～3 min后再起步攤鋪。

②攤鋪可以在濕潤的層面上進(jìn)行，但禁止在有水洼的層面上攤鋪。高模量瀝青混合料攤鋪的溫度必須高于140 ℃。如遇刮風(fēng)和小雨天氣，攤鋪時(shí)的材料溫度應(yīng)較平時(shí)高10 ℃，在征得業(yè)主同意后可進(jìn)行攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。若溫度達(dá)不到要求將禁止使用，不合格料需運(yùn)至永久棄渣場。如果早晨7點(diǎn)測得的溫度低于5 ℃，那么，攤鋪?zhàn)鳂I(yè)須征得監(jiān)理的同意后方可進(jìn)行；如遭遇暴雨、大雨和連續(xù)的中雨，攤鋪?zhàn)鳂I(yè)必須停止。如果風(fēng)速達(dá)到60 km/h，則必需停止攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。夜間施工需保障足夠的照明度(照明度不小于45 Lx)并安排一段試驗(yàn)段，經(jīng)驗(yàn)證能滿足質(zhì)量要求時(shí)方可安排夜間施工。冬季遇大風(fēng)降溫天氣且不能保障迅速壓實(shí)時(shí)，不得進(jìn)行瀝青混合料攤鋪；氣溫持續(xù)低于5 ℃時(shí)，不提倡攤鋪。

③攤鋪過程中技術(shù)人員應(yīng)密切注意攤鋪動(dòng)向，對離析、擁包、波浪、邊角缺料等均應(yīng)及時(shí)清除找補(bǔ)，對一些機(jī)械作業(yè)有困難的地方需進(jìn)行人工補(bǔ)料。

④技術(shù)人員要經(jīng)常檢查松鋪厚度，每5 m查一斷面，每斷面不少于3個(gè)點(diǎn)，如出現(xiàn)異常情況，及時(shí)反饋信息給操作手；每50 m檢查橫坡一次，經(jīng)常檢查平整度；注意觀察攤鋪邊線是否平順，對異常區(qū)域及時(shí)檢測攤鋪寬度是否滿足要求。

3.2.6 碾 壓

(1) 設(shè)備配置。機(jī)械設(shè)備配置情況見表5。

表5 機(jī)械設(shè)備配置表

①施工時(shí)至少配備三臺(tái)鋼輪壓路機(jī)和兩臺(tái)膠輪壓路機(jī)(例如：自重為26 t)聯(lián)合作業(yè)。

②膠輪碾必須配置輪子防護(hù)圍裙，用以限制因風(fēng)雨作用導(dǎo)致冷卻。根據(jù)施工需求，如有必要還須配置側(cè)面移動(dòng)碾壓小輪，以確保對層面邊緣的良好碾壓。

(2) 碾壓的技術(shù)要求。

①高模量瀝青混合料對碾壓的及時(shí)性要求非常高，承包商須采取必要的措施確保碾壓車間的長度最短，一般攤鋪機(jī)攤料臺(tái)和最后一臺(tái)壓路機(jī)之間的距離不超過60 m。需使用兩臺(tái)壓路機(jī)同時(shí)碾壓時(shí)，碾壓區(qū)至少有50 cm的搭接面。

②為了保證路面邊線線形和碾壓質(zhì)量，采用膠輪碾壓時(shí)，從路面兩側(cè)邊緣預(yù)留30 cm的位置開始進(jìn)行碾壓，預(yù)留部位采用鋼輪靜壓。瀝青材料的碾壓由層面外側(cè)向中間進(jìn)行。

③碾壓方式為先采用膠輪碾壓，后采用鋼輪碾壓，終壓采用鋼輪靜壓收面。碾壓過程以緩慢而均勻的速度進(jìn)行，且在碾壓線路及方向上不得突然發(fā)生改變。碾壓區(qū)的長度需大體穩(wěn)定(不大于60 m)，兩端折返位置需隨攤鋪機(jī)的前進(jìn)而向前推進(jìn)，橫向不得在同一斷面上形成通縫。將膠輪壓路機(jī)行走速度控制在3 km/h，碾壓遍數(shù)為8～10遍；將鋼輪壓路機(jī)行走速度控制在3～4 km/h，碾壓遍數(shù)為8～10遍，最終靜壓遍數(shù)為6～8遍。

④碾壓時(shí)壓路機(jī)慢起步、緩剎車，驅(qū)動(dòng)輪面向攤鋪機(jī)，由低到高，超高段由內(nèi)側(cè)到外側(cè)依次連續(xù)均勻碾壓。振動(dòng)壓路機(jī)倒車時(shí)先停止振動(dòng)，在向另一方向正常運(yùn)動(dòng)后再開始振動(dòng)，避免發(fā)生擁包。振動(dòng)壓路機(jī)應(yīng)遵循“緊跟、慢壓、高頻、低幅”的原則。

⑤高模量瀝青混合料由于瀝青含量較高、攤鋪溫度要求較高，因而膠輪碾碾壓過程中容易發(fā)生粘附現(xiàn)象，需及時(shí)將輪胎涂刷防黏劑。對雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)，則在其碾壓時(shí)應(yīng)啟動(dòng)自動(dòng)噴水裝置，噴水要形成霧狀。

3.2.7 接縫的處理

(1) 接頭的橫向接縫切割時(shí)，兩個(gè)連續(xù)層的橫向接縫要求必須錯(cuò)開1～2 m左右，處理時(shí)要不斷用3 m尺檢查其平整度，去除的材料應(yīng)系統(tǒng)地清運(yùn)到監(jiān)理批準(zhǔn)的棄渣場。

(2) 縱向接縫的位置應(yīng)避開行車道，且兩個(gè)連續(xù)層的縱向接縫要求必須錯(cuò)開至少30 cm。

3.2.8 養(yǎng)護(hù)和開放交通

施工完畢，先封閉交通，待攤鋪層自然冷卻、混合料表面溫度低于80 ℃后方可開放交通。

4 注意事項(xiàng)

(1)高模量瀝青混合料采用的是低標(biāo)號硬質(zhì)瀝青，所以，在拌合過程中瀝青的溫度是否滿足要求對施工質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。20/30瀝青加入攪拌器時(shí)的溫度需介于160 ℃～180 ℃之間。運(yùn)輸流程與攤鋪流程應(yīng)緊湊銜接，即配置連續(xù)供料裝置瀝青轉(zhuǎn)運(yùn)車至攤鋪機(jī)前，與攤鋪機(jī)緊湊銜接，以確保攤鋪機(jī)上的瀝青混合料的溫度不低于140 ℃，確保材料均質(zhì)性良好 。同時(shí)，施工過程中需設(shè)專人負(fù)責(zé)拌合料溫度的檢測，對于溫度不滿足的產(chǎn)品嚴(yán)禁使用。

(2)采用高模量瀝青混合料碾壓必須經(jīng)試驗(yàn)段驗(yàn)證，試鋪路段選在直線段，長度取1 000 m。試鋪段的鋪筑嚴(yán)格按交通部頒發(fā)的標(biāo)準(zhǔn)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTG F40-2004)及摩洛哥CCTP要求的規(guī)定操作。在試鋪段的鋪筑過程中，監(jiān)理工程師應(yīng)一起參加，找出最佳的壓實(shí)機(jī)械型號及組合。在碾壓流程中，必須先采用膠輪碾壓，后采用鋼輪碾壓，最終壓采用鋼輪靜壓收面。碾壓過程需以緩慢而均勻的速度進(jìn)行,碾壓區(qū)的長度不大于60 m。將所述的膠輪碾壓行走速度控制在3 km/h。碾壓時(shí)，壓路機(jī)慢起步、緩剎車，驅(qū)動(dòng)輪面向攤鋪機(jī)，由低到高，超高段由內(nèi)側(cè)到外側(cè)依次連續(xù)均勻碾壓。振動(dòng)壓路機(jī)倒車時(shí)，先停止振動(dòng)，在向另一方向正常運(yùn)動(dòng)后再開始振動(dòng)，避免發(fā)生擁包。振動(dòng)壓路機(jī)應(yīng)遵循“緊跟、慢壓、高頻、低幅”的原則。

5 結(jié) 語

摩洛哥拜本高速公路于2010年4月開工，2015年8月18日竣工。在施工中采用高速公路高模量瀝青混合料一次成型施工工藝技術(shù)。瀝青混合料在碾壓后空隙百分比測試數(shù)據(jù)的95%介于最高值4和最低值9之間，壓實(shí)度、平整度檢測等均符合現(xiàn)行的法國技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)《瀝青混合料路面面層及結(jié)合層：高模量瀝青混凝土》NF P98-141，NF P98-150的規(guī)范要求，解決了傳統(tǒng)混合料EME施工中基層溫度散失不易碾壓、混合料不易壓實(shí)、兩層之間粘結(jié)性可能不良而導(dǎo)致的質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)問題；加快了施工進(jìn)度； 減少了分層施工時(shí)粘結(jié)層施工和各項(xiàng)驗(yàn)收等環(huán)節(jié)，節(jié)約了成本。例如：該標(biāo)段乳化瀝青撒布配量為350 g/m2殘留量,則單幅每km需撒布乳化瀝青3.4 t，成本約20萬迪拉姆，經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益顯著。

(責(zé)任編輯：李燕輝)

金沙江下游——三峽梯級水庫聯(lián)合調(diào)度研討會(huì)在宜昌召開

為總結(jié)梯級水庫聯(lián)合調(diào)度經(jīng)驗(yàn)、分析2017年防汛抗旱形勢、持續(xù)推進(jìn)梯級水庫科學(xué)聯(lián)合調(diào)度，4月14日，長江委防總辦、國家電力調(diào)控中心和長江電力在宜昌召開了金沙江下游——三峽梯級水庫聯(lián)合調(diào)度研討會(huì)。

長江委防總辦副主任陳桂亞、國家電力調(diào)控中心水電與新能源處副處長馬珂充分肯定了此次多方研討會(huì)對促進(jìn)水庫科學(xué)調(diào)度的積極作用和意義，分別從流域梯級水庫群聯(lián)合調(diào)度管理、三峽水庫科學(xué)調(diào)度、電網(wǎng)調(diào)度形勢、節(jié)假日和豐枯期電力負(fù)荷變化需求、電網(wǎng)和電站檢修安排配合、關(guān)鍵期綜合調(diào)度協(xié)調(diào)等方面進(jìn)行了交流。

長江電力副總經(jīng)理李平詩、關(guān)杰林對長江委防總辦和國家電力調(diào)控中心長期以來的正確指導(dǎo)和大力支持表示感謝，就配合電網(wǎng)要求進(jìn)行的電站監(jiān)控系統(tǒng)改造工作安排、調(diào)度和預(yù)報(bào)技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用、電力市場形勢、不同時(shí)期水庫水位控制等方面進(jìn)行了交流，表示將繼續(xù)大力支持和配合防總、國網(wǎng)工作，深化溝通協(xié)調(diào)機(jī)制，優(yōu)化流域梯級聯(lián)合調(diào)度，高效利用流域水資源，為長江流域經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供重要保障，為國家保增長做出積極貢獻(xiàn)。

研討會(huì)由長江電力總經(jīng)理助理肖舸主持，長江委防總、長江委水文局、樞紐管理局、長江電力市場營銷部和三峽梯調(diào)中心等單位和部門的專家和代表參加了交流。

三峽梯調(diào)中心主任趙云發(fā)就2016年積極配合防總科學(xué)應(yīng)對98+洪水、配合電網(wǎng)精心做好G20峰會(huì)保電、充分運(yùn)用水文氣象預(yù)報(bào)會(huì)商成果和聯(lián)合優(yōu)化調(diào)度研究成果，做好梯級水庫的防洪、發(fā)電、航運(yùn)、補(bǔ)水、生態(tài)調(diào)度等重點(diǎn)工作進(jìn)行了回顧，分析了2017年汛期降水來水形勢，并就金沙江下游——三峽梯級水庫開展生態(tài)調(diào)度試驗(yàn)等進(jìn)行了交流。

2017-04-23

U414;U415;U416

B

1001-2184(2017)03-0096-05

黃紅占(1984-)，男，山東鄆城人，工程師，從事市政工程建設(shè)施工技術(shù)及管理工作.