高速公路瀝青混凝路面面層施工技術(shù)研究

廖嘉雄

(廣東冠粵路橋有限公司，廣東 廣州 510000)

1 高速公路瀝青混凝土路面建設(shè)情況分析

根據(jù)我國(guó)交通運(yùn)輸行業(yè)發(fā)展統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)顯示，在2017年我國(guó)的公路總里程已經(jīng)達(dá)到了477.3萬(wàn)km，公路的密度超過(guò)49.72 km/100 km2。高速公路的里程數(shù)量為13.65萬(wàn)km。通過(guò)新增的高速公路可以完善交通運(yùn)輸網(wǎng)絡(luò)，也能夠提高車(chē)輛通行的效率，在大多數(shù)的新建高速公路項(xiàng)目中必須要利用瀝青路面進(jìn)行施工。

由于高速公路建設(shè)規(guī)模非常龐大，在技術(shù)和硬件投入方面，依然與發(fā)達(dá)國(guó)家存在明顯的差距，在高速公路瀝青混凝土路面施工的過(guò)程中，很容易受到地形地質(zhì)氣候因素的影響，導(dǎo)致高速公路建設(shè)的難度加大。在建設(shè)施工的過(guò)程中，由于施工不規(guī)，僅憑自己的經(jīng)驗(yàn)而沒(méi)有根據(jù)施工要求進(jìn)行施工，很容易造成瀝青混凝土路面早期施工受到嚴(yán)重破壞，很容易造成大量的返修，嚴(yán)重影響了高速公路整體的使用壽命，也會(huì)浪費(fèi)巨額的資金，導(dǎo)致高速公路經(jīng)濟(jì)效益受到嚴(yán)重影響。當(dāng)前我國(guó)在高速公路瀝青混凝土路面面層施工技術(shù)研究的過(guò)程中，缺乏完善的施工質(zhì)量管理和先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，無(wú)法有效提升瀝青混凝土路面的整體施工質(zhì)量，必須要積極加大對(duì)高速公路瀝青混凝土路面面層施工技術(shù)進(jìn)行深入的研究，總結(jié)重點(diǎn)難點(diǎn)，對(duì)當(dāng)前瀝青混凝土路面不同施工層進(jìn)行深入的分析。

2 高速公路瀝青混凝土路面面層施工技術(shù)要點(diǎn)

2.1 施工前的準(zhǔn)備工作

在高速公路瀝青混凝土路面面層施工之前，要認(rèn)真嚴(yán)格的對(duì)整個(gè)工程項(xiàng)目的施工圖紙和施工技術(shù)規(guī)范進(jìn)行詳細(xì)的審核，確保施工圖紙與施工場(chǎng)地保持一致，編寫(xiě)審核報(bào)告。在臨時(shí)工程項(xiàng)目建設(shè)的過(guò)程中，應(yīng)該有具體的項(xiàng)目設(shè)計(jì)，明確項(xiàng)目建設(shè)的質(zhì)量，要積極編寫(xiě)施工項(xiàng)目組織設(shè)計(jì)，確保施工項(xiàng)目各項(xiàng)規(guī)章制度更加的完善，符合施工項(xiàng)目的實(shí)際要求。例如，編寫(xiě)質(zhì)量檢驗(yàn)保證制度，安全施工管理制度以及環(huán)境保護(hù)監(jiān)督制度等，通過(guò)這些配套的制度能夠讓整個(gè)高速公路工程項(xiàng)目施工順利開(kāi)展，也能夠盡可能的減少對(duì)周邊生態(tài)環(huán)境造成的破壞，提高安全施工的整體效果，積極準(zhǔn)備施工材料，嚴(yán)格按照招投標(biāo)的合同文件，提供給業(yè)主或者監(jiān)理工程師，對(duì)各種工程項(xiàng)目材料的合格性能進(jìn)行詳細(xì)的測(cè)試，要上報(bào)給監(jiān)理工程師進(jìn)行快速審批。在技術(shù)準(zhǔn)備完成之后，應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)施工機(jī)械設(shè)備的準(zhǔn)備工作。

施工機(jī)械設(shè)備、施工材料和施工人員作為整個(gè)施工環(huán)節(jié)的三大要素，任何一個(gè)要素出現(xiàn)問(wèn)題都很容易導(dǎo)致施工項(xiàng)目的施工進(jìn)度受到影響。在機(jī)器設(shè)備準(zhǔn)備的過(guò)程中，一定要充分的保障接線(xiàn)設(shè)備能夠穩(wěn)定運(yùn)行，避免出現(xiàn)機(jī)械設(shè)備故障而導(dǎo)致項(xiàng)目停工。目前我國(guó)大多數(shù)的高速公路都采取間歇式，大型瀝青半活站，通過(guò)在實(shí)際選擇時(shí)，要嚴(yán)格根據(jù)瀝青混凝土的生產(chǎn)能力進(jìn)行判斷已滿(mǎn)足需求為主，還應(yīng)該對(duì)集料、粉料、瀝青計(jì)量精度、排放指標(biāo)等因素進(jìn)行充分的判斷，只有滿(mǎn)足上述因素條件，才能夠保證瀝青混凝土拌合設(shè)備符合施工要求。瀝青混合料運(yùn)輸設(shè)備主要以自動(dòng)卸料運(yùn)輸車(chē)為主，有大多數(shù)先進(jìn)的工程項(xiàng)目會(huì)采用帶有保溫功能的自動(dòng)卸料運(yùn)輸車(chē)，通過(guò)科學(xué)合理的選擇瀝青混合料運(yùn)輸設(shè)備，能夠確保整個(gè)瀝青混凝土的質(zhì)量得到合理保護(hù)及時(shí)的運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)，瀝青混合料攤鋪設(shè)備應(yīng)該嚴(yán)格，確保路面的平整度，主要采用履帶式攤鋪機(jī)。為了能夠提高路面平整度，可以配備非接觸式平衡梁找平系統(tǒng)和攤鋪機(jī)工料系統(tǒng)，熨平板和震動(dòng)器壓實(shí)機(jī)構(gòu)等，在瀝青混合料碾壓設(shè)備。選擇時(shí)要否采取雙缸輪，震動(dòng)壓路機(jī)，輪胎壓路機(jī)等設(shè)備。震動(dòng)壓路機(jī)的工作質(zhì)量應(yīng)該在10 t以上，而輪胎壓路機(jī)的工作質(zhì)量應(yīng)該超過(guò)20 t以上，通過(guò)對(duì)壓路機(jī)的速度進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，可以確保碾壓施工的整體效率和質(zhì)量得到有效控制。在選擇施工材料的過(guò)程中，首先要將瀝青碎石和礦粉等瀝青混凝土，主要的施工材料，嚴(yán)格按照規(guī)范進(jìn)行篩選，分類(lèi)堆放，要根據(jù)公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范的要求，對(duì)原材料進(jìn)行抽樣檢測(cè)，加強(qiáng)對(duì)原材料進(jìn)行質(zhì)量管理。

2.2 施工過(guò)程的技術(shù)要點(diǎn)

在高速公路瀝青混合路面，面層施工的過(guò)程中，首先要加強(qiáng)對(duì)瀝青混凝土拌合的技術(shù)管理，嚴(yán)格根據(jù)相關(guān)的規(guī)范要求以及示范結(jié)果對(duì)拌合的時(shí)間進(jìn)行判斷，一定要保證集料能夠均勻的被瀝青包裹，通過(guò)合理控制拌合時(shí)間，才能夠最大程度上提高瀝青混合料路面拌合的整體效益，例如，采用間歇式拌合機(jī)的拌合時(shí)間應(yīng)該超過(guò)45 s，而干拌的時(shí)間也應(yīng)該以5～10 s為主，具體情況必須根據(jù)工地的施工情況進(jìn)行合理的調(diào)整。還應(yīng)該加強(qiáng)對(duì)集料烘干的管理，最大限度上減少肥料的水分，保證含水量小于1%，可以在每天的集料拌合之前適當(dāng)?shù)奶岣邷囟?，才能夠正常的進(jìn)行混合料拌合，其次要加大對(duì)瀝青混凝土的運(yùn)輸管理，目前由于大多數(shù)的瀝青混合料都采用大噸位的車(chē)輛進(jìn)行運(yùn)輸，為了能夠減少瀝青熱量的損失必須采用雙層蓬布夾棉，對(duì)車(chē)體進(jìn)行覆蓋，確保瀝青混合料運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)時(shí)瀝青溫度依然超過(guò)145 ℃。在攤鋪的過(guò)程中，候料車(chē)應(yīng)該至少有5輛，在吊車(chē)卸料完成之后，應(yīng)該及時(shí)的利用擋板掛鉤，避免出現(xiàn)泄漏的情況。

要加大對(duì)瀝青混凝土攤鋪的質(zhì)量管理，由于瀝青混凝土攤鋪大多數(shù)都采用的是多級(jí)梯隊(duì)攤鋪技術(shù)，通過(guò)兩臺(tái)攤鋪機(jī)一前一后搭接成一定寬度的鋪筑路面，可以確保整個(gè)縱向接縫為業(yè)熱接縫，保證了路面攤鋪的整體效果，隨著大型攤鋪機(jī)的快速發(fā)展，抗離式技術(shù)的不斷增強(qiáng)，單一全幅攤鋪工藝也得到了明顯的提升，最后要加大對(duì)瀝青混凝土的碾壓目前瀝青混凝土碾壓工作包括出壓負(fù)壓和中壓，在出壓負(fù)壓的過(guò)程中應(yīng)該選用兩臺(tái)以上的當(dāng)輪震動(dòng)壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，在碾壓的過(guò)程中可以適當(dāng)?shù)膰娡克軇└綦x劑，每一次碾壓的長(zhǎng)度應(yīng)該在20～30 m之間。在靜載壓路機(jī)碾壓時(shí)，要保證輪機(jī)碾壓重合寬度為1/4左右，輪機(jī)重合的寬度應(yīng)該小于20 cm，在實(shí)際碾壓的過(guò)程中應(yīng)該由專(zhuān)人進(jìn)行檢查，加大對(duì)碾壓厚度碾壓順序的有效控制，具體的碾壓速度還應(yīng)該根據(jù)壓路機(jī)的時(shí)機(jī)類(lèi)型進(jìn)行確定。

3 案例分析

3.1 工程概況

某高速公路項(xiàng)目全長(zhǎng)6.5 km，采用雙向4車(chē)道設(shè)計(jì)，中面層的結(jié)構(gòu)為6 cm，設(shè)計(jì)速度80 km/h，工程總面積425 630 m3，其中改性瀝青混凝土中面層為287 352 m，正線(xiàn)路基寬30.5 m，施工線(xiàn)路段為K1+000～K14+900，路面半幅寬15.25 m，中面層使用AC-20C中料式改性瀝青混凝土，路面設(shè)計(jì)橫坡為2%。

3.2 瀝青混凝土原材料檢測(cè)

(1)瀝青

在埃索AH-70重交道路瀝青的基礎(chǔ)上，現(xiàn)場(chǎng)添加7%天然巖瀝青作為基質(zhì)瀝青改性劑，其改性結(jié)果詳見(jiàn)表1。

表1 埃索AH-70瀝青改性前后結(jié)果

(2)粗集料

粗集料應(yīng)按照就近原則，采用本地生產(chǎn)的反擊破工藝碎石，選用硬質(zhì)、抗滑、耐磨碎石，且集料應(yīng)潔凈、干燥、有較強(qiáng)的耐磨耗性能。

(3)細(xì)集料

采用具有相似的物理性質(zhì)的石屑與天然砂配制細(xì)集料，也可以選擇使用優(yōu)質(zhì)的機(jī)制砂及天然砂配制細(xì)集料，材料宜就地取材。

(4)填充料

填充料宜就地取材，選擇石灰?guī)r磨成的礦粉，或者石灰?guī)r中的二氧化硅小于45%的超基性巖石等非親水性石料經(jīng)過(guò)磨細(xì)而取得的礦粉，各項(xiàng)指標(biāo)符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》的要求。其次，填充料的表觀相對(duì)密度應(yīng)達(dá)到2.5 t/m3，實(shí)測(cè)值為2.828 t/m3，小于0.15 mm的粒度范圍應(yīng)在90%～100%，實(shí)測(cè)值為90.6%，小于0.075 mm 的粒度范圍應(yīng)在75%～100%，實(shí)測(cè)值為80.5%，親水系數(shù)要求小于1，實(shí)測(cè)值為0.6，均符合要求。

3.3 瀝青混凝路面面層施工技術(shù)

(1)準(zhǔn)備工作

試驗(yàn)路選擇K1+000～K14+900左幅，在已鋪筑AC-20F瀝青混凝土中面層實(shí)施試驗(yàn)路鋪筑。先將下面層清除塵土、松散顆粒，然后再灑粘層油。在后場(chǎng)準(zhǔn)備時(shí)應(yīng)注意:先把瀝青用加溫罐加熱到150 ℃～160 ℃的溫度，將外部瀝青泵入罐內(nèi)，在瀝青泵入罐內(nèi)的同時(shí)，按照試驗(yàn)比例緩緩將天然巖瀝青改性劑加入罐內(nèi)，添加的過(guò)程中切記要保持勻速、緩慢投入罐內(nèi)，避免整袋一起倒入，以免在熱溶狀態(tài)的瀝青中形成結(jié)塊，從而不利于縮短攪拌時(shí)間。攪拌時(shí)間控制在20～30 min之間，形成均勻的混合液。本工程選用10 t容積的攪拌罐，如按照瀝青：改性劑為10∶7的比例，則滿(mǎn)容量下每罐應(yīng)添加700 kg改性劑。

(2)拌和運(yùn)輸

用數(shù)字顯示插入式熱電偶溫度計(jì)測(cè)溫，礦料溫度達(dá)到180 ℃～185 ℃后，按照上述各項(xiàng)材料的施工配比用AC-20C進(jìn)行拌和。拌和完畢后，運(yùn)料車(chē)前后多次移動(dòng)并分層裝料，運(yùn)料車(chē)加設(shè)尾側(cè)擋板，每次卸料務(wù)必倒凈，到現(xiàn)場(chǎng)后取樣實(shí)施馬歇爾試驗(yàn)及抽提試驗(yàn)，以確保瀝青漿液品質(zhì)。

(3)鋪筑

采用ABG寬幅攤鋪機(jī)攤鋪，攤鋪機(jī)攤鋪前應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱，攤鋪厚度、高程及找平裝置因應(yīng)設(shè)置完畢。攤鋪溫度控制在145 ℃～160 ℃之間。中面層攤鋪時(shí)，為確保中面層的攤鋪質(zhì)量，可通過(guò)拉鋼線(xiàn)協(xié)助高程控制。要選擇合適的振動(dòng)頻率和振幅，如攤鋪機(jī)行走后發(fā)現(xiàn)局部拖痕，應(yīng)人工找平。

(4)碾壓

碾壓分為初壓、復(fù)壓以及終壓，見(jiàn)表2。對(duì)于本工程，初壓用寶馬(BW202)鋼輪靜壓壓路機(jī)以不低于150 ℃溫度碾壓一遍。復(fù)壓用徐工(XP260)輪胎壓路機(jī)以不低于140 ℃溫度碾壓4遍。終壓用寶馬(BW202)鋼輪靜壓壓路機(jī)以不低于100 ℃溫度碾壓1～2遍。

表2 瀝青路面各層碾壓溫度和機(jī)械組合表

(5)連續(xù)施工

試驗(yàn)路施工結(jié)束后，對(duì)于碾壓速度、碾壓遍數(shù)、碾壓順序、碾壓溫度、碾壓厚度等工藝和工序進(jìn)行總結(jié)或適當(dāng)優(yōu)化后，按照一定與試驗(yàn)路基本相同的施工工藝和施工工序進(jìn)行正式連續(xù)施工。由于巖瀝青改性劑溶解時(shí)間較長(zhǎng)，為解決這一問(wèn)題，可以配備瀝青膠體磨，從而加速改性劑與瀝青的融合，使改性瀝青產(chǎn)量達(dá)到20 t/h，滿(mǎn)足連續(xù)施工的時(shí)間要求。在施工過(guò)程中，由于攤鋪和碾壓面積較大，可采用5臺(tái)壓路機(jī)聯(lián)合作業(yè)，同步前進(jìn)，同步后退，能在短時(shí)間內(nèi)迅速完成碾壓作業(yè)。瀝青路面施工要求接縫緊密，連續(xù)平順，接縫施工應(yīng)用6 m 直尺檢查，可采用跨縫碾壓消除或采用擋板、切刀切除方式處理。

4 結(jié)束語(yǔ)

總之，瀝青混凝土是高速公路工程最常用的路面，其施工質(zhì)量的好壞直接影響著公路的使用性能。因此，必須從多方面考慮公路工程各種性能與質(zhì)量要求，通過(guò)運(yùn)用科學(xué)合理和經(jīng)濟(jì)的施工技術(shù)確保路面面層的施工質(zhì)量。