長大縱坡段高速公路瀝青混凝土結構層施工技術
——以重慶江習高速公路為例

詹怡紅

華匯工程設計集團股份有限公司，浙江 紹興 312000

1 工程概況和技術路線

1.1 工程概況

重慶江習高速公路項目處于多山區(qū)域，縱坡大、施工條件差、施工難度大。K58+710～K65+463.508段為項目長大縱坡段，結構層主線長約6.7km，平均縱坡達2.7%。其中縱坡達到4.5%～4.8%的段落長2.3km，最大坡度可達5.4%，采用傳統的瀝青混凝土施工技術存在壓實度、平整度等關鍵指標不合格的風險，且存在一定的安全隱患。

1.2 技術路線

根據以往高速公路施工經驗，應在配合比設計階段結合長大縱坡段特征優(yōu)化其配合比設計，設計流程如圖1所示。

圖1 長大縱坡路段配合比設計流程圖

2 施工關鍵技術

2.1 瀝青混凝土配合比優(yōu)化

（1）配合比選擇。由于長大縱坡段瀝青混凝土面層結構類型要求與普通路段相同，均為AC-13C型瀝青混凝土，文章在不改變設計要求的前提下，對AC-13C型瀝青混凝土進行如下研究：AC屬于懸浮密實結構，AC-13C的孔隙率小，耐久性、水穩(wěn)性好，級配組成中細集料占比一半以上，粗集料懸浮在瀝青砂中，且采用硬度較大的玄武巖，能夠較好地滿足路面的抗滑性能。AC路面的缺點是路面構造深度小，對路面抗滑有一定的影響，該工程通過增大路面構造深度達到提高路面抗滑性能的目的。

（2）配合比優(yōu)化。影響路面構造深度的主要因素為混合料級配和瀝青用量?；旌狭霞壟渥兓瘯鸺媳砻娣e的變化，帶來瀝青用量的變化，孔隙結構也隨之改變，對構造深度有較大影響。因此，試驗室需根據已完成的配合比進行重新設計，主要是對級配的優(yōu)化處理，優(yōu)化前后礦料摻配比例如表1所示，并在長大縱坡段瀝青混凝土結構層施工時，安排試驗人員緊盯拌和現場，及時取料分析，時刻關注瀝青混合料的級配變化。

表1 礦料摻配比例明細表 單位：%

混合料中瀝青用量較大時，粗集料在周圍自由瀝青油膜潤滑的作用下，通過施工碾壓進一步嵌擠密實，細集料和瀝青膠砂以及多余的自由瀝青被擠出并填充在礦料間隙，甚至自由瀝青被擠在瀝青路面的表面，瀝青路面的構造深度也隨之減小。在設計長大縱坡段瀝青混凝土配合比時，在規(guī)范允許的前提下，可適當減少瀝青用量，增加瀝青路面構造深度，從而達到提高路面抗滑性能的目的，優(yōu)化前后瀝青用量如表2所示。

表2 瀝青用量情況表

2.2 瀝青混凝土攤鋪關鍵技術

在長大縱坡路段施工過程中，主要是攤鋪方向與行車方向和上下坡是否一致的問題。攤鋪機沿上坡方向攤鋪時，攤鋪機速度比較容易控制；而下坡方向攤鋪時，攤鋪機的實際攤鋪速度會比攤鋪機設定速度偏快，速度穩(wěn)定性較差，速度的波動變化會使混合料的攤鋪均勻性以及瀝青層平整度受到影響。因此在長大縱坡路段，該工程均采用由下往上攤鋪的施工方法。為保證長大縱坡段的施工攤鋪速度和實體平整度，采用單機整幅攤鋪代替雙機聯鋪。攤鋪過程中，瀝青混合料溫度、厚度、平整度的控制是攤鋪過程的主要控制項目。

（1）溫度控制。攤鋪過程中的溫度測量是整個攤鋪過程的重點關注項目，傳統的溫度檢測方法為溫度計插入瀝青混凝土中檢測，這樣不但時間較長，而且測量人員容易燙傷，為加快檢測速度同時避免燙傷，發(fā)明了溫度、厚度一體檢測裝置，方便高效，如圖2所示。

圖2 溫度、厚度一體檢測裝置

（2）厚度控制。瀝青混凝土結構層厚度控制是實體檢測的重要指標。厚度檢測不合格直接認定成品不合格，需返工處理。傳統檢測方法為細鐵棒插入直尺檢測厚度，檢測人員容易燙傷，而溫度、厚度一體檢測裝置完全避免了此類事故的發(fā)生。

（3）平整度控制。長大縱坡段瀝青混凝土攤鋪，運輸車倒車很容易撞擊攤鋪機，造成攤鋪機后方結構層表面瀝青混凝土起褶皺，影響平整度。因此，現場作業(yè)指揮人員提醒駕駛員在距離攤鋪機30cm位置提前停車，避免出現撞擊攤鋪機現象。

2.3 瀝青混凝土結構層碾壓技術

碾壓是瀝青混合料施工的最后工序，也是最關鍵的工序，直接影響到瀝青路面的壓實度以及路面孔隙率，從而直接影響路面性能；其中碾壓方向對長大縱坡路段的碾壓效果影響尤為顯著。在現場實際工作中發(fā)現，如果設定壓路機碾壓速度為3km/h，在上坡路段實際速度基本與設定速度一致，而下坡路段由于縱坡的影響，壓路機速度大于設定速度，且碾壓方向與攤鋪方向的一致性對碾壓效果也有一定影響。

碾壓方向和攤鋪方向對瀝青混合料受力影響示意圖如圖3所示。為保持碾壓方向與攤鋪方向的一致性，無論連續(xù)上坡還是連續(xù)下坡，施工時均是由坡腳向坡頂碾壓，這樣能夠獲得最佳碾壓效果，使混合料的結構更加穩(wěn)定。

圖3 碾壓方向與攤鋪方向對瀝青混合料受力影響示意圖

長大縱坡段瀝青混凝土結構層碾壓過程中，由于坡度大，壓路機上坡的阻力增加，應當較為緩慢地穩(wěn)速向前行駛，不可以行駛過快或急停急剎，嚴禁隨意改變行駛方向，防止混合料因壓路機向前推移不規(guī)律而破壞路面的平整度。為保證碾壓速度的一致性，還設計了一種油門限位器，保證碾壓過程速度統一，碾壓均勻。

3 結論

（1）為保證瀝青混凝土成品路面的抗滑性能，對瀝青混凝土施工配比進行了優(yōu)化處理，不僅提高了瀝青混凝土路面抗滑性，保證了實體施工質量，還減少了成本投入。

（2）為解決長大縱坡段瀝青混凝土結構層施工工期緊、任務重、施工難度大的問題，項目采用大功率攤鋪機單機全幅攤鋪，根據行車方向和地形，通過攤鋪速度和攤鋪方向改變的不同組合多方面分析出適宜長大縱坡段瀝青混凝土面層施工的攤鋪工藝，并研發(fā)了溫度、厚度一體檢測裝置。

（3）通過對施工過程中碾壓設備施工方向和碾壓速度的研究，確定了長大縱坡段瀝青混凝土結構層施工的碾壓方式，合理的碾壓設備組合可為以后類似工程施工提供有力的技術支持。