廣東地區(qū)公路瀝青混凝土配比設(shè)計(jì)及施工

鄧小松

(中鐵十八局集團(tuán)第一工程有限公司 河北涿州 072750)

公路是組成交通體系的主要內(nèi)容，瀝青混凝土路面在中國(guó)公路建設(shè)中使用最為廣泛，其施工質(zhì)量直接關(guān)系到整個(gè)公路工程的質(zhì)量及效益，影響車輛行駛的安全性。與水泥路面相比，瀝青混凝土路面具有行車舒適、道路平整度高、吸收噪音等優(yōu)勢(shì)，并且便于維修，維修成本較低[1]。瀝青混凝土路面施工質(zhì)量和原材料質(zhì)量、配合比、攤鋪碾壓效果等因素密切相關(guān)。因此，施工方必須結(jié)合公路工程所在區(qū)域的氣候條件，地質(zhì)條件等，加強(qiáng)對(duì)配比和施工方面的研究，重視各個(gè)環(huán)節(jié)的管控，才能最大限度上提升施工質(zhì)量，保證各道工序能夠順利完成，提升公路工程的使用性能和使用壽命?；诖耍_(kāi)展廣東地區(qū)公路瀝青混凝土配比及施工的研究，就顯得尤為必要。

1廣東地區(qū)公路路面所處環(huán)境和地質(zhì)條件

1.1氣候條件

廣東地區(qū)氣候條件為高溫、多雨、潮濕，年平均氣溫在21℃～24℃，其中七月份天氣最為炎熱，平均溫度可到33.5℃，局部地區(qū)可到42℃，年最低氣溫為-4.3℃。降雨量比較大，年降雨量達(dá)到1 688.3mm，其中4～9月降雨量最多，占全年降雨量的84%以上。常見(jiàn)的災(zāi)害天氣有暴雨、臺(tái)風(fēng)、低溫霜凍等。

1.2地質(zhì)條件

粵東丘陵、低山與平原、盆地相間地貌區(qū)，土質(zhì)以黏土、亞黏土、砂土、亞砂土、砂礫、淤泥、軟土、濕陷性黃土為主，巖石以花崗巖、砂巖、泥巖、石灰?guī)r為主。

2公路路面結(jié)構(gòu)層材料選擇

受到廣東地區(qū)氣候條件和地質(zhì)條件的影響，在公路路面施工中，需要對(duì)各項(xiàng)材料嚴(yán)格選擇，主要包括以下內(nèi)容：

(1)瀝青材料：下面層瀝青：70號(hào)A級(jí)道路石油瀝青。中面層和上面層選擇了SBS(I-D)改性瀝青。

(2)填料：填料由礦粉和水泥兩種材料共同組成。

(3)礦粉：云母為石灰?guī)r。

(4)水泥：選擇P·O 42.5水泥，主要功能是用于改善粗集料的粘附性。

(5)集料：下面層為粗集料規(guī)格為0～2.36mm石屑；2.36～4.75mm碎石；4.75～9.5mm碎石，9.5～19mm碎石，19～26.5mm碎石。中面層和上面層的粗集料規(guī)格為：10～20mm碎石，5～10mm碎石，3～5mm碎石。細(xì)集料為機(jī)制砂。

3廣東地區(qū)公路瀝青混凝土配比

3.1目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)

目標(biāo)配比設(shè)計(jì)是瀝青混凝土配比設(shè)計(jì)的一個(gè)階段，為保證設(shè)計(jì)效果，要先對(duì)原材料進(jìn)行合理篩分，按照公路工程等級(jí)的要求，選擇有針對(duì)性的篩分設(shè)備，再用圖解法確定各種原材料之間的比例，盡量接近國(guó)家規(guī)范級(jí)配，保證配制的瀝青混凝土具有良好的內(nèi)摩擦力，提升公路的穩(wěn)定性。尤其是在初選級(jí)配過(guò)程中，要立足廣東地區(qū)公路工程施工建設(shè)的歷史經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，確定瀝青用量。對(duì)配比制作的試件進(jìn)行試驗(yàn)，按照試驗(yàn)結(jié)果確定最佳的設(shè)計(jì)級(jí)配。

以性能達(dá)標(biāo)試件的瀝青用量，作為瀝青混凝土配比的起始用量，每0.5%的間距，至少選擇5個(gè)不同瀝青用量，并加入礦料進(jìn)行充分拌合，形成馬歇爾試件，再進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，進(jìn)一步確定試件的孔隙率和飽和度等參數(shù)[2]。

廣東地區(qū)公路瀝青目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)如表1至表3所示。

表1 GAC-25生產(chǎn)配合比表

表2 GAC-20C生產(chǎn)配合比表

表3 GAC-16C目標(biāo)配合比

下面層、中面層和上面層最佳油石比分別見(jiàn)表4、表5和表6。

表4 目標(biāo)配合比最佳油石比技術(shù)指標(biāo)匯總表

表5 GAC-20C最佳油石比馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

表6 GAC-16C最佳油石比馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

開(kāi)展目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)的主要目的是，進(jìn)一步確定設(shè)計(jì)級(jí)配及瀝青用量等相關(guān)參數(shù)，并對(duì)制作的試件進(jìn)行全面檢驗(yàn)，檢驗(yàn)內(nèi)容包括：強(qiáng)度、硬度、承載力、內(nèi)摩擦力、耐久性等，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)調(diào)整，以最大限度保證瀝青混凝土配比效果[3]。

3.2生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)

生產(chǎn)配備比設(shè)計(jì)需要通過(guò)試驗(yàn)來(lái)確定，在試驗(yàn)之前，需要結(jié)合廣東地區(qū)公路路面結(jié)構(gòu)的級(jí)配種類，合理選擇適當(dāng)?shù)某叽绲陌韬蠙C(jī)振動(dòng)篩。礦料選擇時(shí)依據(jù)已經(jīng)完成的目標(biāo)配比進(jìn)行選擇，并用符合規(guī)格的振動(dòng)篩進(jìn)行第二次篩分。證級(jí)配比例在設(shè)計(jì)級(jí)配時(shí)能夠最接近設(shè)計(jì)范圍[4]。下面層、中間層和上面層生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)分別見(jiàn)表7、表8和表9。

表7 最佳油石比技術(shù)指標(biāo)驗(yàn)證

表8最佳油石比技術(shù)指標(biāo)驗(yàn)證

表9最佳油石比技術(shù)指標(biāo)驗(yàn)證

3.3生產(chǎn)配合比驗(yàn)證

生產(chǎn)配合比驗(yàn)證主要涉及到兩個(gè)方面，其一是試拌，其二是試鋪。其中試拌指的是按照目標(biāo)配比確定的相關(guān)參數(shù)進(jìn)行冷料上料處理，按照生產(chǎn)配比確定的參數(shù)進(jìn)行熱料進(jìn)倉(cāng)處理，并進(jìn)行馬歇爾擊實(shí)和最大理論密度試驗(yàn)，試驗(yàn)的結(jié)果要和廣東地區(qū)公路等級(jí)所需的瀝青混凝土配比基本相同，否則要重新調(diào)整配合比[5]。試鋪指的是對(duì)施工方案、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓等工藝進(jìn)行綜合驗(yàn)證。生產(chǎn)配合比驗(yàn)證最終的結(jié)果如表10所示。

表10 生產(chǎn)配合比驗(yàn)證結(jié)果

由表10可見(jiàn)，瀝青混合料特性設(shè)計(jì)值均符合規(guī)定技術(shù)要求。

4廣東地區(qū)公路瀝青混凝土施工

4.1拌合

在瀝青混凝土拌合之前，要詳細(xì)檢查集料、礦粉、瀝青供應(yīng)系統(tǒng)等能否正常工作，同時(shí)提前啟動(dòng)導(dǎo)熱油爐，將瀝青提升到規(guī)定溫度。由試驗(yàn)室提供工程監(jiān)理生產(chǎn)配合比通知單，拌合站操作人員需要嚴(yán)格按照生產(chǎn)配合比通知單中的要求進(jìn)行拌合，干拌時(shí)間控制在5s左右，濕拌時(shí)間可在40s左右[6]。

4.2運(yùn)輸

在瀝青混合料運(yùn)輸時(shí)要采用“移動(dòng)式”裝料系統(tǒng)，在裝料過(guò)程中車輛前后移動(dòng)，分多次裝料，避免瀝青混合料發(fā)生離析。定期維護(hù)運(yùn)輸?shù)缆?，保證運(yùn)輸線路通暢，縮短運(yùn)輸時(shí)間。用雙層篷布包裹瀝青，保濕保溫。瀝青混合料運(yùn)輸車輛盡量在平坦堅(jiān)實(shí)的道路上行駛，減輕車輛顛簸，在整個(gè)運(yùn)輸過(guò)程中，盡量避免急剎車和掉頭。

4.3攤鋪

選擇1臺(tái)攤鋪機(jī)全段面一次攤鋪成型攤鋪，保證攤鋪機(jī)熨平板溫度在105℃左右，攤鋪機(jī)起步速度控制在1.0m/min左右，正常攤鋪時(shí)速度控制在2.5m/min左右。邊攤鋪邊檢測(cè)松浦厚度，一旦發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)調(diào)整[7]。在整個(gè)攤鋪過(guò)程中，攤鋪的厚度、速度等參數(shù)進(jìn)行變化，以保證結(jié)構(gòu)厚度和寬度符合要求。為避免瀝青混合料發(fā)生離析問(wèn)題，螺旋布料器的兩側(cè)要保持不小于送料器2/3高度的混合料。嚴(yán)格控制瀝青混合料溫度，不能低于160℃。

4.4碾壓

在碾壓時(shí)要嚴(yán)格遵循“緊跟、慢壓、勻速”的原則，并合理選擇壓路機(jī)組合形式，以保證壓實(shí)效果?；旌狭蠑備?0m之后，立即開(kāi)始碾壓，按照預(yù)先設(shè)定的碾壓組合方式進(jìn)行充分、均勻壓實(shí)操作。在整個(gè)碾壓過(guò)程中，盡量避免突然改變碾壓方向，否則會(huì)導(dǎo)致瀝青混合料發(fā)生推移，禁止急剎車，碾壓長(zhǎng)度控制在20～40m之間，道路兩端的折返位置要隨著攤鋪機(jī)的前進(jìn)而不斷前進(jìn)，在橫向上嚴(yán)禁布置在相同斷面上[8]。膠輪壓路機(jī)相鄰碾壓帶要重合1/3～1/2輪寬，振動(dòng)壓路機(jī)相鄰碾壓帶要至少重疊10～20cm，路面壓實(shí)成型之后，最終溫度不能低于100℃。

5結(jié)束語(yǔ)

研究結(jié)果表明，配比和施工是瀝青混凝土公路施工的核心環(huán)節(jié)，對(duì)公路總體質(zhì)量、使用性能、使用壽命等皆有非常重要的作用。為保證配合比符合要求，進(jìn)行目標(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，以確定最佳的配合比。在施工時(shí)，要嚴(yán)格按照工程特性以及所在區(qū)域的氣候條件、地質(zhì)條件等，選擇合理的施工工藝和方法，以保證施工質(zhì)量。