彩色瀝青混凝土技術(shù)在生態(tài)旅游慢行系統(tǒng)中的研究與應(yīng)用

令狐延 鐘佳 李廣金

摘 要：文章以赤水河谷旅游公路工程項(xiàng)目為背景，介紹了彩色瀝青路面施工中瀝青膠結(jié)料、骨料、顏料和填料的選擇及彩色瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)，從混合料的生產(chǎn)拌制、運(yùn)輸、攤鋪、養(yǎng)護(hù)等方面論述了彩色瀝青混凝土路面的施工工藝，一定程度上為彩色瀝青混凝土路面的應(yīng)用和推廣提供了參考及借鑒。

關(guān)鍵詞：彩色瀝青混凝土路面；彩色瀝青混合料；配合比；施工工藝

中圖分類號(hào)：U414 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）11-0115-02

1 緒論

1.1 目的和意義

彩色瀝青混凝土路面作為城市現(xiàn)代化與旅游業(yè)發(fā)展步伐的一個(gè)標(biāo)志，兼具改善道路環(huán)境、美化城市形象、展現(xiàn)城市風(fēng)格的效果。生態(tài)旅游公路中應(yīng)用彩色瀝青混凝土路面技術(shù)要求要比一般城鎮(zhèn)道路更為嚴(yán)格，推廣該技術(shù)的難度也更大。如何合理借鑒其他類似項(xiàng)目工程經(jīng)驗(yàn)、針對(duì)性進(jìn)行大量實(shí)驗(yàn)研究，同時(shí)運(yùn)用合理的施工組織保證工程順利實(shí)施，成為其推廣和發(fā)展的關(guān)鍵因素。

彩色瀝青混凝土作為一種“新型綠色建材”，其環(huán)保節(jié)能作用顯著，路用性能也比傳統(tǒng)瀝青路面更優(yōu)異，符合“可持續(xù)發(fā)展”戰(zhàn)略的要求，具有巨大的社會(huì)意義及經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

1.2 國(guó)內(nèi)、外發(fā)展情況

歐美國(guó)家的彩色瀝青混凝土路面的研究與推廣應(yīng)用可追溯至上世紀(jì)50年代，我國(guó)對(duì)彩色瀝青施工技術(shù)的研究始于80年代初，但成效甚微，且在道路上應(yīng)用尚少。近幾年，彩色瀝青混凝土路面才作為一種新型的鋪面技術(shù)得到大力發(fā)展，越來越多地施工在公路上，被全球工程界視為“新型綠色建材”。

1.3 技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

針對(duì)赤水河谷旅游公路工程項(xiàng)目極其嚴(yán)格的生態(tài)環(huán)保要求，在該慢行系統(tǒng)推廣使用彩色瀝青混凝土技術(shù)。

根據(jù)實(shí)際工程情況和特點(diǎn)，本項(xiàng)目采用兩要求—三保障—兩評(píng)價(jià)的技術(shù)應(yīng)用方案，示意圖如圖1。

2 彩色瀝青混凝土材料的組成

2.1 粗集料

在彩色瀝青的拌制過程中，常選用玄武巖作為彩色瀝青混凝土的集料，根據(jù)赤水河谷旅游公路項(xiàng)目周邊環(huán)境勘察，可作為彩色瀝青混凝土集料的玄武巖產(chǎn)量不足。由于附近擁有大量的石灰?guī)r，經(jīng)過玄武巖與采石場(chǎng)的石灰?guī)r兩種集料的試驗(yàn)性能對(duì)比，其壓碎值、針片狀顆粒含量、表觀相對(duì)密度、吸水率及含泥量等指標(biāo)均符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004）的技術(shù)要求，考慮原材料加工方便和產(chǎn)地就近原則，確定選用石灰?guī)r作為彩色瀝青混凝土集料。

2.2 細(xì)集料

細(xì)集料一般采用天然砂或人工砂，本項(xiàng)目采用機(jī)制砂。細(xì)集料潔凈、干燥、無雜質(zhì)、無風(fēng)化，顆粒級(jí)配適中，并且與膠結(jié)料有良好的黏結(jié)力。

2.3 填料

礦粉通常采用石灰?guī)r，屬于憎水性材料，經(jīng)研磨得到礦粉，原石料中泥土等雜質(zhì)需清除干凈。礦粉達(dá)到潔凈、干燥的條件，能從礦粉倉(cāng)自由地流出，質(zhì)量符合《公路工程路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004）規(guī)定。因本標(biāo)段距礦粉原材料產(chǎn)地較遠(yuǎn)，同時(shí)，為了增強(qiáng)瀝青與礦料的粘附性，提高瀝青混合料抗水損害能力，根據(jù)設(shè)計(jì)要求擬采用水泥代替礦粉材料。

2.4 顏料

顏料一般分為有機(jī)顏料和無機(jī)顏料。有機(jī)顏料著色力強(qiáng)，但生產(chǎn)方法復(fù)雜，價(jià)格昂貴，且在混凝土著色上卻有兩個(gè)顯著缺陷：對(duì)堿性反應(yīng)敏感，不耐堿；耐氣候性差，在光熱影響下穩(wěn)定性差，容易變色退色，影響施工效果。本項(xiàng)目彩色瀝青選用的顏料為天然無機(jī)顏料，因無機(jī)色粉含量高，在混合料中兼具著色、分散、吸附、穩(wěn)定及增粘的作用?？紤]環(huán)境的影響，本工程通過大量現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，取色粉量為4%，滿足環(huán)保要求。

2.5 膠結(jié)料

本項(xiàng)目道路采用細(xì)粒式彩色瀝青路面，細(xì)粒式彩色瀝青路面采用A級(jí)70號(hào)道路石油瀝青，透層瀝青和粘層瀝青均采用乳化瀝青，A級(jí)70號(hào)道路石油瀝青和乳化瀝青的各項(xiàng)指標(biāo)均符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004）的規(guī)定。

3 彩色瀝青混合料的配合比設(shè)計(jì)

為了配制和生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)的彩色瀝青混合料，采取嚴(yán)格的控制措施，分三階段，即目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)、生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)和生產(chǎn)配比驗(yàn)證進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。

3.1 配合比設(shè)計(jì)

參照普通瀝青混合料的《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40-2004），依據(jù)實(shí)際工程所需材料計(jì)算各類礦料的用量。

級(jí)配需符合工程設(shè)計(jì)礦料級(jí)配的要求；最佳瀝青用量通過Marshall試驗(yàn)來確定；驗(yàn)證彩色結(jié)合料混合料的各項(xiàng)路用性能指標(biāo)；若各項(xiàng)均檢驗(yàn)合格，此礦料級(jí)配及彩色結(jié)合料用量即為目標(biāo)配合比，并可據(jù)此確定拌和機(jī)的供料配比、進(jìn)料速度及試拌使用。

3.2 生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)

取由上述配合比設(shè)計(jì)所得的最佳瀝青用量和最佳瀝青用量的±0.5%，對(duì)這些彩色結(jié)合料用量采取Marshall試驗(yàn)，進(jìn)而得出生產(chǎn)配合比條件下的最佳瀝青用量。

3.3 生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)的驗(yàn)證

通過鋪筑試驗(yàn)路段的方法驗(yàn)證生產(chǎn)配合比：（1）混合料的級(jí)配、油石比及空隙率合格與否需通過拌和好的瀝青混合料成型Marshall試件來檢驗(yàn)，進(jìn)而確定生產(chǎn)配合比。（2）施工壓實(shí)、松鋪厚度結(jié)合鉆芯檢測(cè)厚度，得到攤鋪機(jī)的松鋪系數(shù)。（3）建立核子密度儀法測(cè)定壓實(shí)度與鉆孔法的相關(guān)關(guān)系，標(biāo)定核子儀，采用核子儀進(jìn)行過程控制。應(yīng)用空隙率與現(xiàn)場(chǎng)壓實(shí)度的雙重控制模式。（4）由試驗(yàn)段確定合理的施工機(jī)具型號(hào)、施工數(shù)目、各種機(jī)具的組合方式、現(xiàn)場(chǎng)施工人員的技術(shù)指導(dǎo)與最佳作業(yè)流程。（5）由混合料試拌確定拌和機(jī)的拌料速度、拌和溫度之間的關(guān)系、礦料變化關(guān)系以及一次性拌和數(shù)量與時(shí)間等施工工藝。（6）通過彩色瀝青混合料的試鋪來確定各種混合料在攤鋪時(shí)的速度、溫度、寬度等施工工藝；梯形攤鋪時(shí)需注意兩臺(tái)攤鋪機(jī)所攤鋪得寬度和厚度務(wù)必互相協(xié)調(diào)。（7）通過碾壓確定適宜的壓路機(jī)類型和數(shù)量、碾壓速度、碾壓順序和遍數(shù)以及碾壓溫度等。

經(jīng)中心實(shí)驗(yàn)室、公司實(shí)驗(yàn)室對(duì)目標(biāo)配合比、生產(chǎn)配合比的設(shè)計(jì)，再經(jīng)過鋪筑試驗(yàn)路段的驗(yàn)證，綜合考慮赤水河谷氣候環(huán)境因素，最終得出彩色瀝青配合比為（9.5-16mm）碎石：（4.75-9.5mm）碎石：（0-4.75mm）機(jī)制砂：礦粉=0.36：0.1：0.5：0.04，色粉（）摻量為4.0%，最佳石油比為5.2%，穩(wěn)定度、空隙率、流值及瀝青飽和度等均符合設(shè)計(jì)要求。

4 彩色瀝青混合料的施工工藝

4.1 生產(chǎn)、拌制工藝

彩色瀝青混合料與普通瀝青混合料拌合工藝基本相似。集料在運(yùn)輸與加工過程中采用高壓噴霧降塵系統(tǒng)和噴霧機(jī)、噴霧炮等降塵措施，充分解決拌合站粉塵問題。見圖2。

4.2 運(yùn)輸

（1）瀝青混凝土混合料在運(yùn)送過程中，應(yīng)用篷布全面覆蓋封閉出倉(cāng)，用以保溫、避免瀝青料污染。（2）運(yùn)料車每次使用前后必須做好清潔工作，涂刷防止瀝青粘結(jié)的隔離劑或防粘劑于車廂板處。從拌和機(jī)往運(yùn)料車上裝料時(shí)，宜多次移動(dòng)汽車位置，平衡裝料，以減少混合料離析。（3）攤鋪速度或攪拌能力應(yīng)與瀝青混合料運(yùn)輸車的數(shù)量相適應(yīng)。

4.3 攤鋪

工藝流程：施工準(zhǔn)備→透層施工→攤鋪機(jī)攤鋪→12t雙鋼輪路機(jī)靜壓2遍→12t雙鋼輪壓路機(jī)振動(dòng)碾壓2遍，1.5t小鋼輪壓路機(jī)收邊處理→12t雙鋼輪壓路機(jī)靜壓2遍→1.5t雙鋼輪壓路機(jī)收邊碾壓→壓實(shí)度檢測(cè)。

瀝青攤鋪：（1）試驗(yàn)路段根據(jù)以往項(xiàng)目的施工經(jīng)驗(yàn)，將松鋪系數(shù)暫設(shè)為1.2。（2）攤鋪前根據(jù)松鋪系數(shù)（松鋪厚度）墊好墊木，調(diào)整好攤鋪機(jī)，充分加熱燙平板，多次加熱，并確保溫度不低于100℃，以保證燙平板不變形。攤鋪機(jī)行進(jìn)速度根據(jù)瀝青混凝土拌合樓供應(yīng)能力及配套壓路機(jī)械能力及數(shù)量，宜控制在2m/min～6m/min，并始終保持勻速前進(jìn)。（3）兩側(cè)螺旋送料器在攤鋪過程中應(yīng)保持勻速旋轉(zhuǎn)，確保兩側(cè)混合料高度始終保持在熨平板的2/3高度，并使全斷面離析現(xiàn)象發(fā)生。（4）設(shè)專人與攤鋪過程中檢測(cè)松鋪厚度及攤鋪溫度（攤鋪溫度不低于140℃）。（5）所有路段均采取攤鋪機(jī)攤鋪，對(duì)于機(jī)械攤鋪不到的邊角部位，必須采用人工攤鋪時(shí)，則必須配備足夠的人力，盡可能地縮短整個(gè)攤鋪及找平過程。

4.4 養(yǎng)護(hù)

彩色瀝青混凝土路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作內(nèi)容包括路面清洗、路面防護(hù)和路面顏色恢復(fù)。對(duì)彩色瀝青混凝土路面的裂縫、坑槽、透水、抗滑性能不足等病害，應(yīng)進(jìn)行矯正性養(yǎng)護(hù)。

5 結(jié)語(yǔ)

本工程彩色瀝青混凝土集料來源于附近擁有的石灰?guī)r，減少了對(duì)材料的運(yùn)輸投入，有利于能源節(jié)約。在不同的溫度和外部環(huán)境作用下，彩色瀝青混凝土的抗水損壞性、高溫穩(wěn)定性及耐久性均表現(xiàn)良好，無瀝青膜剝落和變形現(xiàn)象，與基層粘結(jié)性良好。與普通瀝青混凝土對(duì)比，彩色瀝青混凝土的環(huán)保功能非常顯著：含揮發(fā)性輕質(zhì)餾分少，對(duì)環(huán)境污染?。簧使怩r持久、不退色、耐高溫性能和耐低溫性能良好，維護(hù)便利；吸音能力強(qiáng)，行駛過程中的輪胎不會(huì)因空氣壓縮與彩色瀝青路面接觸而有較大的噪音產(chǎn)生，同時(shí)也能吸收來自外界的噪音；柔性和彈性良好，適合游客步行，并且色彩為石料自身顏色，不會(huì)對(duì)周圍環(huán)境造成污染或破壞。

本項(xiàng)目采用的彩色瀝青混凝土路面顏色為紅色，充分體現(xiàn)了遵義的紅色文化氣韻。在設(shè)計(jì)理念上注重赤水河的走向，平面線條基本與赤水河平行，游客觀賞在游玩時(shí)，能清晰看到赤水河的魚與周圍的風(fēng)景，視覺上觀感更佳。

赤水河谷旅游公路項(xiàng)目慢行系統(tǒng)，采用彩色瀝青混凝土技術(shù)，從設(shè)計(jì)、施工和維護(hù)全過程滿足了生態(tài)環(huán)保要求。根據(jù)本項(xiàng)目特點(diǎn)，依賴工程經(jīng)驗(yàn)和大量試驗(yàn)分析得出了適用于生態(tài)旅游公路慢行系統(tǒng)的技術(shù)成果。運(yùn)用合理的施工組織方法、先進(jìn)的工藝和綠色施工，保證了項(xiàng)目的順利實(shí)施，并取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。