國內(nèi)首條“白改黑”排水瀝青路面施工技術(shù)及質(zhì)量控制研究

劉臨椿

摘要：隨著我國道路建設(shè)快速發(fā)展，人們對道路的安全性、舒適性以及環(huán)保性有了更高的要求，而排水瀝青路面具有較大的構(gòu)造深度和顆粒間連通空隙，能迅速排除路面積水，有效抑制水霧和水膜，防止水漂、減輕眩光，極大提高了行車的安全性和舒適性，廣泛運用于城市道路和高速公路。文章結(jié)合全國首次進行“白加黑”排水瀝青路面改造已運營高速公路工程實例，對PAC-13排水性瀝青混凝土路面的施工技術(shù)及質(zhì)量控制要點進行探討，可為同類工程提供參考。

關(guān)鍵詞：瀝青路面改造;PAC-13排水瀝青路面;施工技術(shù);質(zhì)量控制

中圖分類號：U416.217A040124

0 引言

排水瀝青路面采用大空隙開級配的瀝青混合料作路表功能層，路面結(jié)構(gòu)特點如圖1所示，其壓實后空隙率在20%左右，能夠通過橫向排水和內(nèi)部儲存水來實現(xiàn)排水功能。與傳統(tǒng)瀝青路面相比，排水瀝青路面能有效抑制水霧和水膜，防止水漂，減輕眩光，提高抗滑性能，降低車輛輪胎與路面間摩擦產(chǎn)生的噪音，極大地提高了行車的安全性和舒適性[1-3]。排水瀝青路面在西歐、美國和日本等發(fā)達國家的城市道路和高速公路中得到廣泛應(yīng)用，而我國對排水瀝青路面研究和應(yīng)用還處于起步階段[4-5]。由于排水瀝青混合料空隙率較大、集料粒徑單一，存在著瀝青與骨料間的相互嵌鎖作用弱，與下臥層結(jié)合面積小、粘結(jié)能力差，容易產(chǎn)生耐久性差、強度低、高溫穩(wěn)定性不足等問題，在實際施工過程中必須對瀝青、外加劑、集料、填料以及施工工藝加強質(zhì)量控制。而目前國內(nèi)可借鑒的施工經(jīng)驗不足，特別是關(guān)于舊混凝土高速路面加鋪排水瀝青路面施工經(jīng)驗更是缺乏。本文以實際加鋪改造工程為依托，研究PAC-13排水性瀝青混凝土路面的施工技術(shù)及質(zhì)量控制要點，以期為舊高速路面加鋪瀝青排水路面施工提供參考。

1 工程概況

南寧市某瀝青路面改造工程，全長44.75 km，標(biāo)準(zhǔn)路基寬度為26 m，屬國內(nèi)首次建設(shè)“白加黑”且建設(shè)里程最長的綠色環(huán)保型排水瀝青路面。主線路面結(jié)構(gòu)層從上至下依次為：4 cmPAC-13排水瀝青混合料上面層+SBS瀝青防水粘結(jié)層+8 cmAC-25CSBS改性瀝青混合料下面層+SBS改性瀝青粘層+2 cmAC-10SBS改性瀝青混合料應(yīng)力吸收層+SBS改性瀝青粘層+病害處治后水泥混凝土路面，其中4 cmPAC-13排水瀝青混合料上面層施工工藝與普通瀝青混凝土路面施工工藝基本相同，不增加額外的生產(chǎn)拌和、施工碾壓機械設(shè)備，只是對現(xiàn)場施工過程控制較為嚴(yán)格。

2 施工技術(shù)及質(zhì)量控制

2.1 施工準(zhǔn)備階段

2.1.1 原材料的選用

（1）瀝青。PAC-13排水瀝青混合料宜選用高黏度的改性瀝青，以確保排水瀝青混合料中集料與集料之間具有良好的粘結(jié)力。本工程采用的高黏度改性瀝青是在廈門華特集團有限公司SBS改性瀝青（I-D）的基礎(chǔ)上添加專用改性劑制得來，在瀝青混合料生產(chǎn)過程中采用“干法”添加高黏度添加劑。SBS改性瀝青使用期間，儲存罐必須有攪拌設(shè)備，改性瀝青不得長期貯存，一般不超過5 d。當(dāng)貯存超過5 d時，需進行針入度、軟化點、延度等指標(biāo)檢測，合格后方可使用。

（2）粗集料。本工程PAC-13排水瀝青混合料的粗集料采用田東縣那練村石場輝綠巖碎石，碎石應(yīng)有良好的顆粒形狀，潔凈、干燥、無風(fēng)化和雜質(zhì)。對碎石原材料進行分隔存放，準(zhǔn)備充足，并對材料各項指標(biāo)進行檢測，滿足規(guī)范要求及施工需要。

（3）細(xì)集料。PAC-13排水瀝青混合料的細(xì)集料應(yīng)采用人工破碎，潔凈、棱角性好，有相當(dāng)粗糙度的機制砂。本工程采用扶綏縣弄標(biāo)山石場硬質(zhì)石灰?guī)r軋制的機制砂。

（4）填料。PAC-13排水瀝青混合料的填料宜采用石灰?guī)r磨細(xì)礦粉，礦粉必須保持干燥、潔凈、無風(fēng)化、無雜質(zhì)，礦粉中嚴(yán)禁摻加拌和機中除塵裝置回收的粉塵。本工程礦粉選自南寧市耀智建材經(jīng)營部。

2.2 路面施工階段

本工程PAC-13排水瀝青路面施工工藝流程如圖2所示。

2.2.1 防水粘結(jié)層施工

（1）施工前對下承層（瀝青下面層）進行全面自檢，并將路面浮塵、樹葉等雜物清掃干凈，經(jīng)業(yè)主、監(jiān)理驗收合格后開始灑布SBS改性瀝青防水粘結(jié)層。正式灑布前，應(yīng)先進行試灑，確定合適的噴油溫度、噴油高度、行車速度等施工參數(shù)，當(dāng)灑布量控制在1.5±0.2 kg/m2范圍內(nèi)時，方可上路灑布。

（2）在瀝青灑布過程中，應(yīng)注意控制SBS改性瀝青的灑布溫度，確保溫度控制在160 ℃～170 ℃。注重接頭施工處理，每次橫向接頭灑布前，先將已灑布的路段用油毛氈遮擋覆蓋，避免橫向接縫處瀝青發(fā)生重疊。在縱向接頭施工時，為保證灑布邊緣瀝青用量滿足設(shè)計要求，需保證最外側(cè)噴頭與接頭邊緣線在同一條線上。

（3）鋪筑防水粘結(jié)層后，封閉交通，盡可能早地進行瀝青混凝土上面層施工，上面層運料車在防水粘結(jié)層上行駛時，車速不得高于20 km/h。

2.2.2 瀝青混合料拌和

（1）本工程PAC-13排水瀝青混合料采用安邁-5000間歇式瀝青拌和站進行拌制，排水瀝青路面專用改性劑和聚酯纖維采用機械投放，該拌和站全部生產(chǎn)過程均由控制室電子計算機控制。

（2）在正式拌和前，對拌和機進行調(diào)試，確定各熱料倉礦料和礦粉用料比例，以達到供料均衡。瀝青拌和站配備熱料倉6個，冷料倉8個（滿足配合比需要），隔板高度不低于1.5 m，避免生產(chǎn)過程中原料混雜。拌和機礦粉倉配備振動裝置以防止礦粉起拱。拌和機有除塵裝置，粉塵經(jīng)回收粉倉廢棄，不得用于瀝青混合料拌和。

（3）本工程瀝青混合料拌和工藝為：“骨料+纖維”干拌時間為15 s，隨后噴灑瀝青，同步投入排水瀝青路面專用改性劑拌和10 s，3～5 s后投放礦粉，礦粉投放完后濕拌35 s。每盤瀝青混合料生產(chǎn)周期不宜少于65 s，以瀝青均勻裹覆集料為度。

（4）在瀝青拌和過程中要嚴(yán)格控制瀝青和集料的加熱溫度以及混合料的拌和溫度，瀝青混合料出廠時逐車檢測瀝青混合料溫度。拌和后混合料均勻一致，無花白、無粗細(xì)料離析和結(jié)團現(xiàn)象。當(dāng)日拌制好的混合料當(dāng)日鋪完，不宜在儲料倉儲存。

2.2.3 瀝青混合料運輸

（1）瀝青運輸過程中要采用載重為30 t自卸車，運料車車廂外壁采用隔溫材料進行保溫處理;每輛車開始運輸前要在車廂內(nèi)噴涂較多的隔離劑;運料車上裝料時至少分3次移動裝料，第一次靠車廂前部，第二次靠車廂后部，第三次靠車廂中部，以減少混合料離析。

（2）PAC排水瀝青混合料具有較高空隙率，熱量散發(fā)較快，需加強落實保溫密封措施。運料車采用篷布覆蓋及加蓋雙層保溫棉隔熱保溫，目的是保溫、防雨、防污染。卸料過程中將篷布緊扣在車廂上，直到卸料結(jié)束后才能卷起篷布。運料車廂板設(shè)溫度專用檢測孔，孔口距車廂底面約30 cm，以便檢測瀝青混合料出廠溫度和運到現(xiàn)場的溫度。

（3）在上高速路便道口準(zhǔn)備灑水車、灑水管對滿載運輸車輛輪胎進行清洗。如攤鋪機由路線下游端往下游方向攤鋪，運輸車輛行駛至封閉區(qū)上游過渡段，在交通管制路口值班人員的指揮下進入施工區(qū)域。在封閉區(qū)內(nèi)已封油路段前方調(diào)頭，在硬路肩倒車行駛至等候區(qū)排隊等候卸料。如攤鋪機由路線上游端往行車方向攤鋪，運輸車輛行駛至封閉區(qū)終止區(qū)路肩處，在交通管制路口值班人員的指揮下進入施工區(qū)域，在硬路肩倒車行駛至等候區(qū)排隊等候卸料。

（4）現(xiàn)場設(shè)專人指揮運料車就位，卸料過程中，運料車掛空擋由攤鋪機推動，緩緩卸料，每次卸料必須倒凈，如有剩余應(yīng)及時清除，集中存放于同一地點作廢棄處理。運輸車倒完料后，及時開出，另一輛車再補充進來及時確保攤鋪機連續(xù)施工不停頓。

2.2.4 混合料攤鋪

（1）本工程采用一臺福格勒super2100-3瀝青攤鋪機全幅攤鋪，松鋪系數(shù)采用1.25，在施工前根據(jù)路側(cè)邊線及中分帶滑模路緣石位置，每個橫斷面選定三個路面高程測控點，縱向間距取10 m，進行路面加鋪前后高程測控，根據(jù)設(shè)計厚度計算瀝青路面的松鋪厚度，經(jīng)高程測量反算松鋪系數(shù)并及時進行松鋪厚度調(diào)整。施工過程中松鋪厚度由攤鋪機非接觸式平衡梁進行控制。

（2）施工前料斗涂刷薄層隔離劑或防粘結(jié)劑，以防瀝青混合料與料斗粘結(jié)。攤鋪機開工前提前30～60 min開機進行預(yù)熱，使熨平板預(yù)熱溫度保持在110 ℃左右，以免粘料。熨平板連接處需要細(xì)致調(diào)節(jié)連接平順度，以保證熨平板的平整度。鋪筑過程中，適當(dāng)提高夯錘振搗頻率，以提高路面初始壓實度，使剩余壓實系數(shù)變小，保證路面平整度。

（3）在攤鋪過程中保證攤鋪機連續(xù)均勻行走，攤鋪機速度控制在1.5～2.5 m/min之間，不隨意變換速度或中途停頓。在攤鋪過程中攤鋪機料斗不要頻繁收放，不允許將料斗中的料全部鋪完后再行倒料，料斗內(nèi)任何時候都要保持1/3～1/2以上的混合料，以減少攤鋪面離析現(xiàn)象。

（4）攤鋪過程中要隨時檢查其寬度、厚度、平整度、路拱及溫度，確保攤鋪的瀝青混合料路面符合設(shè)計要求。

2.2.5 混合料碾壓

（1）本工程瀝青混合料壓實采用雙鋼輪壓路機和膠輪壓路機組合方式，按照由底向高、先靜后振、先慢后快原則碾壓，碾壓段長度宜為40～60 cm，壓路機緊跟在攤鋪機后面碾壓，盡量保持較高溫度，碾壓過程應(yīng)連續(xù)不間斷，達到要求壓實度后立即停止作業(yè)，以免過壓導(dǎo)致混合料設(shè)計穩(wěn)定值時空隙率下降，使瀝青出現(xiàn)假性過量溢出，出現(xiàn)表面泛油現(xiàn)象。

（2）壓路機并列成梯隊碾壓，按初壓、復(fù)壓、終壓三個階段進行。初壓用1臺HD138雙鋼輪壓路機靜壓2遍，壓路機前后來回一次為一遍，相鄰碾壓帶重疊15～20 cm輪寬，碾壓速度為2～3 km/h，碾壓速度盡量與攤鋪機連續(xù)作業(yè)的進度保持一致，初壓溫度控制在150 ℃～165 ℃。復(fù)壓緊跟在初壓后面進行，先采用2臺HD138雙鋼輪壓路機在全幅范圍內(nèi)由低處向高處進行靜壓3～4遍，速度為3～5 km/h，然后用膠輪壓路機復(fù)壓1～2遍，速度為3～5 km/h。終壓采用1臺HD138雙鋼輪壓路機全幅靜壓2遍，速度為3～6 km/h，終壓路面溫度為80 ℃～100 ℃。

（3）為防止瀝青混合料粘附在壓路機輪上，壓路機調(diào)整鋼輪或輪胎噴水閥，噴水成霧狀使其保持濕潤，但要嚴(yán)格控制水量，不粘輪即可，避免碾壓時瀝青表面溫度散失過快。壓路機碾壓過程中有瀝青混合料粘輪現(xiàn)象時，應(yīng)立即清除。

（4）本工程施工段為標(biāo)準(zhǔn)橫斷面路段，在結(jié)構(gòu)物銜接處、不規(guī)則路面邊緣等壓路機難于碾壓的部位，采用小型振動壓路機作補充碾壓，已經(jīng)完成碾壓的路面，不修補表皮。

2.2.6 接縫處理

施工時盡量減少接縫數(shù)量，橫向接縫采用垂直平接縫，攤鋪前應(yīng)涂刷粘層材料，攤鋪后采用雙鋼輪壓路機進行橫向碾壓，碾壓時壓路機位于冷路面上，逐漸向熱路面碾壓;碾壓時第一次伸入新鋪層的寬度為1～2 cm，逐漸至壓入新鋪路面15～20 cm，使接縫充分壓實，連接平順。

2.2.7 交通控制

為防止路面污染，施工結(jié)束后進行交通管制，在施工路段起、終點設(shè)置路障和標(biāo)志牌，禁止車輛通行，設(shè)專人值班，一般在施工完畢后第二天可開放交通。

3 結(jié)語

通過論述已運營高速公路加鋪PAC-13排水瀝青路面施工工藝流程，總結(jié)了原材料選取，生產(chǎn)配合比確定，防水粘結(jié)層施工，混合料的拌和、運輸、攤鋪和碾壓，接縫處理以及交通控制等施工技術(shù)及質(zhì)量控制要點。路面現(xiàn)場檢測結(jié)果表明，上述路面施工技術(shù)質(zhì)量控制方法能夠使路面各項性能均達到設(shè)計要求，排水性能良好、降噪和抗滑安全性能顯著，具有較好的推廣應(yīng)用前景。

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收稿日期：2020-05-10