道路施工中排水性瀝青混凝土路面施工技術(shù)的應(yīng)用

周精文

（貴陽(yáng)城發(fā)壹盛合生態(tài)開(kāi)發(fā)有限公司，貴州貴陽(yáng) 550027）

1 工程概況

某高速公路第3合同段長(zhǎng)20.78km，路基和路面分別寬17.5m、15m，按照雙向六車(chē)道設(shè)計(jì)，地層填筑土和黏土段存在微承壓空隙潛水，且地下水對(duì)瀝青混凝土路面不具腐蝕性。路面結(jié)構(gòu)從下至上依次為2層18cm厚水穩(wěn)碎石基層+6cm厚摻0.225%聚酯纖維Sup-20中粒式瀝青混凝土面層+4cm厚細(xì)粒式排水性瀝青混凝土面層。排水性瀝青混凝土路面以不透水瀝青混凝土為基礎(chǔ)，其具有較好的排水特性，能有效避免路面形成水坑、過(guò)度積水，確保降雨量較多地區(qū)高速公路的安全性。

2 施工材料及配合比設(shè)計(jì)

2.1 施工材料

道路施工中排水性瀝青混合料施工材料主要有粗細(xì)集料、高黏性瀝青、礦粉等。本工程粗細(xì)集料均使用的是盱眙縣光明石料廠生產(chǎn)的玄武巖，石灰?guī)r礦粉填料，高黏度改性瀝青主要通過(guò)骨料進(jìn)行常規(guī)瀝青改性而得到。

（1）粗集料

主要包括粒徑10～15mm的1#料和粒徑5～10mm的2#料兩種，考慮到排水性瀝青混合料屬于間斷級(jí)配[1]，故不適用粒徑3～5mm的集料，本工程所用1#和2#粗集料洛杉磯磨耗損失量分別為10.5%和11.1%，1#和2#料視密度為2.977g/cm3和2.978g/cm3，1#和2#料吸水率為0.865%和0.964%，SBS瀝青黏附性為4級(jí)，SBS+8%TPS改性劑黏附性為5級(jí)，70#瀝青+12%TPS改性劑黏附性為5級(jí)，堅(jiān)固性2.5%，1#和2#料針片狀含量分別為3.0%和6.2%，小于0.075mm顆粒含量為0.3%，軟石含量分別為1.8%和1.3%。

（2）細(xì)集料

使用的是粒徑0～3mm的玄武巖機(jī)制砂料，視密度測(cè)試結(jié)果為2.951g/cm3，砂當(dāng)量73.5%。

（3）填料

以優(yōu)質(zhì)石灰?guī)r礦粉為填料，摻加量按集料總質(zhì)量的5%確定，填料視密度2.721g/cm3，實(shí)際含水量0.45%，表觀無(wú)團(tuán)粒結(jié)塊現(xiàn)象，親水系數(shù)取0.55，小于0.6mm、小于0.15mm及小于0.075mm粒度通過(guò)率分別為100%、93.1%和76.8%，加熱后性狀安定且無(wú)變質(zhì)。

（4）改性瀝青

本道路排水性瀝青混合料施工中所用改性瀝青可按照70#基質(zhì)瀝青∶TPS改性劑=88∶12和SBS改性瀝青∶TPS改性劑=92∶8兩種方案改性處理[2]，且均采用骨料改性方式。

2.2 生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)

根據(jù)目標(biāo)配合比結(jié)果進(jìn)行本道路排水性瀝青混合料生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)。篩網(wǎng)設(shè)置主要依據(jù)集料分級(jí)，并主要按照2.36mm、4.75mm及9.5mm三個(gè)篩孔進(jìn)行控制，分別對(duì)應(yīng)3×4mm、6×7mm及11×11mm篩網(wǎng)，超粒徑則通過(guò)22×22mm篩網(wǎng)控制。在具體生產(chǎn)過(guò)程中存在瀝青性能變異的可能，為此在配合比設(shè)計(jì)階段分別按照4.3、4.5及4.7的油石比檢驗(yàn)瀝青混合料性能，結(jié)果詳見(jiàn)表1。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，油石比取4.3。

表1 不同油石比下瀝青混合料性能試驗(yàn)結(jié)果

按照以上過(guò)程所確定出的配合比進(jìn)行排水性瀝青混合料試拌，并選擇代表性強(qiáng)的路段進(jìn)行試鋪，試拌及試鋪結(jié)果顯示，瀝青混合料油石比偏大且級(jí)配偏粗[3]，故通過(guò)增加粗集料、礦粉等材料摻量后將油石比調(diào)整為4.5。

3 施工技術(shù)要點(diǎn)

3.1 混合料拌制

本道路工程采用具備除塵及礦料、TPS改性劑、瀝青等摻加量、摻加時(shí)間控制等功能的TAP-4000LB型間歇式瀝青拌和設(shè)備，設(shè)備控制室內(nèi)還配備有礦料、瀝青用量等記錄逐盤(pán)打印設(shè)備?？紤]到排水性瀝青混凝土很容易發(fā)生瀝青流淌，故本工程并未設(shè)置儲(chǔ)料倉(cāng)。排水性瀝青混合料中所含細(xì)集料少而粗集料多，存在較大的溫控難度，施工過(guò)程中主要通過(guò)防雨棚搭設(shè)、塑料膜覆蓋等方式加強(qiáng)溫度和含水量控制。在開(kāi)始拌制混合料時(shí)，燃燒器開(kāi)度調(diào)節(jié)需要時(shí)間，起初進(jìn)入滾筒內(nèi)的集料無(wú)法達(dá)到設(shè)計(jì)加熱溫度，故應(yīng)將前幾盤(pán)混合料放出后再按設(shè)計(jì)要求摻加瀝青拌和。拌制過(guò)程中要求全部礦料顆粒外層必須均勻裹覆瀝青結(jié)合料，經(jīng)試拌制所確定的干拌和濕拌時(shí)間分別為8s和45s，每盤(pán)混合料拌和時(shí)間應(yīng)控制在53～65s。

本道路工程所用排水性瀝青混合料中高黏度瀝青是提供黏結(jié)強(qiáng)度的主要材料，故對(duì)瀝青改性有較高要求，本工程采用摻加骨料的方式改性，直接將TPS改性劑投入拌和設(shè)備，在拌和過(guò)程中充分利用骨料剪切作用以實(shí)現(xiàn)對(duì)瀝青材料的改性。為取得良好的改性效果，除應(yīng)加強(qiáng)溫度控制外，還應(yīng)把握好投放TPS改性劑的最佳時(shí)機(jī)，但此時(shí)拌和鍋投料口往往已經(jīng)閉合，為此，本道路工程混合料拌和倉(cāng)氣缸上加裝有控制傳感器，開(kāi)始投放時(shí)計(jì)時(shí)鈴自動(dòng)響起。為避免機(jī)械投放可能出現(xiàn)的計(jì)量誤差，本工程排水性瀝青混合料采用人工方式投放。

3.2 混合料運(yùn)輸

根據(jù)拌和能力及攤鋪施工速度，選用15t自卸車(chē)進(jìn)行混合料運(yùn)輸，并通過(guò)雙層篷布覆蓋混合料，以達(dá)到保溫、防塵、避雨等作用，并待運(yùn)料車(chē)抵達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)且上一車(chē)混合料攤鋪完成后再去除篷布。攤鋪開(kāi)始后施工現(xiàn)場(chǎng)等候卸料的車(chē)輛應(yīng)至少為三輛，卸料前再次檢查混合料溫度，應(yīng)在170℃及以上。運(yùn)料車(chē)在與攤鋪機(jī)相距15～30cm的地方停止，改掛空擋后在攤鋪機(jī)的推動(dòng)下前行，運(yùn)料車(chē)卸料過(guò)程必須安排專(zhuān)人指揮。

3.3 攤鋪

考慮到本道路工程所用排水性瀝青混合料中細(xì)集料少而粗集料多，為避免集料遭到攤鋪機(jī)夯錘振動(dòng)破壞，本工程在攤鋪施工開(kāi)始前調(diào)整了夯錘振幅。將主夯錘振幅從5mm調(diào)整至3mm，副夯錘振幅從6mm調(diào)整至4mm，且在攤鋪施工過(guò)程中，將夯錘開(kāi)度和熨平板振動(dòng)開(kāi)度均按照四級(jí)設(shè)置。攤鋪開(kāi)始前必須全面檢查防水黏層，并提前1h進(jìn)行攤鋪機(jī)熨平板預(yù)熱處理，保證溫度達(dá)到100℃及以上；由兩臺(tái)攤鋪機(jī)以梯隊(duì)形式全幅攤鋪施工，兩臺(tái)機(jī)械之間保持3～4m的間距，并保證攤鋪施工時(shí)兩臺(tái)機(jī)械具備完全一致的夯錘開(kāi)度和熨平板振動(dòng)開(kāi)度，施工過(guò)程中攤鋪平整度主要通過(guò)非接觸式平衡梁控制。

將攤鋪機(jī)調(diào)整至性能最佳狀態(tài)，并根據(jù)螺旋布料器轉(zhuǎn)速調(diào)整料門(mén)開(kāi)度、鏈板送料器速度等，混合料高度應(yīng)高出螺旋布料高度的2/3為宜。安排技術(shù)人員緊跟攤鋪機(jī)進(jìn)行松鋪系數(shù)和攤鋪溫度測(cè)量和記錄，攤鋪后混合料溫度應(yīng)控制在150～170℃范圍內(nèi)，松鋪系數(shù)按照1.2確定。

3.4 碾壓

在碾壓排水性瀝青混合料的過(guò)程中應(yīng)主要采用靜壓模式，考慮到該類(lèi)型瀝青混合料空隙大、溫度失散快，為此必須緊跟慢壓，并加強(qiáng)碾壓遍數(shù)控制。本道路工程主要采用DDT-110型雙鋼輪壓路機(jī)和輪胎壓路機(jī)以梯隊(duì)方式及初壓、復(fù)壓和終壓三個(gè)階段由低向高行進(jìn)碾壓，相鄰碾壓帶的重疊寬度應(yīng)控制在15～20cm。初壓必須緊跟攤鋪進(jìn)行，碾壓溫度不得超出155～165℃范圍，且初壓后初步檢測(cè)瀝青路面預(yù)拱度和平整度；復(fù)壓所使用的壓路機(jī)型號(hào)與初壓階段一致，且復(fù)壓緊跟初壓進(jìn)行；為避免溫度過(guò)高造成膠輪壓路機(jī)黏輪，終壓階段的溫度應(yīng)嚴(yán)格控制在60℃，由膠輪壓路機(jī)碾壓緩慢1～2遍，以達(dá)到細(xì)集料揉搓穩(wěn)定、消除輪痕等目的。

3.5 交通管制

為確保施工效果及安全，在該道路段排水性瀝青混凝土施工全過(guò)程中必須封閉交通，施工車(chē)輛如需通過(guò)，必須等攤鋪層達(dá)到完全冷卻且溫度降至50℃以下后方可，并應(yīng)保證輪胎清潔，避免泥土等污染混凝土面層。

4 結(jié)語(yǔ)

本工程實(shí)際表明，道路施工中所用排水性瀝青混凝土抗剪性能不良，將出現(xiàn)表面集料脫落等病害，為此本工程主要采用改性劑摻量較大的70#基質(zhì)瀝青∶TPS改性劑=88∶12的改性方案，骨料改性過(guò)程中溫度控制是施工重難點(diǎn)所在，必須精心操作；排水性瀝青混合料具有較大的空隙率，且其空隙被粉塵等填塞后會(huì)影響路面結(jié)構(gòu)排水性能，故應(yīng)加強(qiáng)運(yùn)行維護(hù)，此外，排水性瀝青混合料中所使用的粒徑5～10mm的粗集料中約有10%通過(guò)4.75mm篩孔而成為溢料廢棄處理，存在較大的浪費(fèi)問(wèn)題?？梢?jiàn)，排水性瀝青混凝土路面雖具有較好的排水性能，但其混合料制備及施工、運(yùn)維等方面均要求較高，道路工程必須在全面可行性分析的基礎(chǔ)上權(quán)衡利弊，進(jìn)行最佳路面施工方案的選擇。