AC-25C粗型密級配瀝青混凝土工法應(yīng)用實(shí)踐

謝道權(quán)

(安徽省高等級公路工程監(jiān)理有限公司，安徽 合肥 230601)

1 材料要求及配合比設(shè)計

碎石各規(guī)格材料、瀝青、礦粉經(jīng)檢測符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范要求》。結(jié)合安徽省內(nèi)同類項(xiàng)目配合比設(shè)計經(jīng)驗(yàn)和現(xiàn)場材料特點(diǎn)，配合比級配依據(jù)JTG F40-2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》P26表5.3.2-2表，對混合料合成級配設(shè)計A和B兩種級配見表1。

A級配的特點(diǎn)是各篩孔通過率盡量靠近中值，因大料和細(xì)集料偏多，中料相對偏少；B級配特點(diǎn)是大料和細(xì)集料偏少中料偏多，4.75 mm以上篩孔通過率偏上限，4.75 mm及以下篩孔偏下限，S曲線較為明顯。

以上兩種級配在室內(nèi)按馬歇爾最大密度法確定最佳油石比均為4.0%。經(jīng)對A、B兩種級配成型試件試驗(yàn)馬氏指標(biāo)及動穩(wěn)定度均符合設(shè)計及瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范要求。結(jié)果見表2。

表1 AC-25C混合料礦料級配

表2 室內(nèi)混合料成型檢測值

2 設(shè)備配置及碾壓方案設(shè)計

瀝青混凝土拌和站(4 000型)意大利瑪來尼公司生產(chǎn)，2臺福格勒2 100型攤鋪機(jī)，3臺13 t BW203AD-4雙鋼輪壓路機(jī)德國生產(chǎn)，4臺30 t膠輪壓路機(jī)。以上設(shè)備經(jīng)檢驗(yàn)性能較好，能滿足瀝青路面施工需要。A方案：每臺攤鋪機(jī)后面依次是1臺13 t雙鋼輪壓路機(jī)，1臺30 t膠輪壓路機(jī)，1臺30 t膠輪壓路機(jī)，最后1臺13 t雙鋼輪全斷面碾壓收光。碾壓遍數(shù)：最前排1臺雙鋼輪壓路機(jī)前靜壓退震壓1遍、再振動碾壓1遍，后面兩臺膠輪壓路機(jī)各碾壓3遍，最后1臺雙鋼輪壓路機(jī)全段面收光碾壓1遍，總計9遍。B方案:每臺攤鋪機(jī)后面依次是1臺30 t膠輪壓路機(jī)，1臺13 t雙鋼輪壓路機(jī)，1臺30 t膠輪壓路機(jī)，最后1臺13 t雙鋼輪全斷面碾壓收光。碾壓遍數(shù)：最前排1臺膠輪壓路機(jī)碾壓2遍，中間1臺雙鋼輪壓路震動碾壓3遍，后排1臺膠輪壓路機(jī)碾壓3遍，最后1臺雙鋼輪壓路機(jī)全斷面收光碾壓1遍，總計9遍。A、B兩種碾壓方案原則上每個攤鋪機(jī)后3臺壓路機(jī)梯隊(duì)排列同進(jìn)同退碾壓方式，兩壓路機(jī)碾壓重疊寬度約1/3～1/2，碾壓段面長度60～80 m，碾壓速度，初壓2～3 km/h、復(fù)壓：3～5 km/h、終壓：4～6 km/h。

3 試驗(yàn)段施工

3.1 方案1:A級配和A碾壓方案組合施工

施工環(huán)境氣溫12～18 ℃、風(fēng)力3～4級、多云天氣。在路段K11+100～K11+320左幅路段施工試驗(yàn)段，主線寬度11.75 m。兩攤鋪機(jī)拼寬分別為5.5 m和6.25 m，中間搭接寬度約10 cm。兩機(jī)前后梯隊(duì)攤鋪間距5～10 m?；旌狭铣鰣鰷囟龋?60～165 ℃、攤鋪溫度：150～160 ℃、碾壓溫度：145～155 ℃、碾壓終了表面溫度：70～80 ℃。

按方案1施工完成后，在K8+160分別在距中分帶邊1 m處A1點(diǎn)(內(nèi)側(cè)攤鋪機(jī)邊部)6 m處A2點(diǎn)(兩攤鋪機(jī)搭接處)11 m處A3點(diǎn)(外側(cè)攤鋪邊部)分別取混合料室內(nèi)進(jìn)行燃燒后檢測油石比分別為3.73%、3.82%、3.78%，平均值為3.78%。經(jīng)燃燒后礦料篩分試驗(yàn)3次平均值各篩孔通過率如表3。

在K8+240分別在距中分帶邊3 m處B1點(diǎn)(內(nèi)側(cè)攤鋪機(jī)中部)9 m處B2點(diǎn)(外側(cè)攤鋪中部)分別取混合料室內(nèi)進(jìn)行燃燒后檢測油石比分別為4.33%、4.21%，平均值為4.27%。經(jīng)燃燒后礦料篩分試驗(yàn)2次平均值各篩孔通過率見表4。

通過在各點(diǎn)進(jìn)行取芯，進(jìn)行密度試驗(yàn)和現(xiàn)場滲水檢測結(jié)果見表5。

表3 現(xiàn)場取樣礦料篩分結(jié)果

表4 現(xiàn)場取樣礦料篩分結(jié)果

表5 方案1現(xiàn)場空隙率、滲水值

通過在拌和機(jī)后場取混合料成型進(jìn)行馬氏指標(biāo)試驗(yàn)，各項(xiàng)指標(biāo)均能符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》要求；兩攤鋪機(jī)邊部和中部分別取樣進(jìn)行油石比、礦料篩分、現(xiàn)場空隙率、滲水檢測結(jié)果表明：兩攤鋪機(jī)邊部礦料級配偏粗、油石比偏小、現(xiàn)場空隙(A1、A2、A3)率和滲水值偏大；在兩攤鋪機(jī)中部試驗(yàn)結(jié)果礦料級配偏細(xì)、油石比偏大、現(xiàn)場空隙(B1、B2)率和滲水值偏小。

3.2 方案2：B級配和A碾壓方案組合施工

施工環(huán)境氣溫12～18 ℃風(fēng)力3～4級、多云天氣，在K8+320～K8+540段長約220 m。在K8+400斷面距中分帶邊1 m處C1點(diǎn)(內(nèi)側(cè)攤鋪機(jī)邊部)6 m處C2點(diǎn)(兩攤鋪機(jī)搭接處)11 m處C3點(diǎn)(外側(cè)攤鋪邊部)分別取混合料室內(nèi)進(jìn)行燃燒后檢測油石比分別為3.92%、4.11%、4.02%，平均值為4.03%。經(jīng)燃燒后礦料篩分試驗(yàn)3次平均值各篩孔通過率見表6。

表6 現(xiàn)場取樣礦料篩分結(jié)果

按方案2施工完成后，在K8+480分別在距中分帶邊3 m處D1點(diǎn)(內(nèi)側(cè)攤鋪機(jī)中部)9 m處D2點(diǎn)(外側(cè)攤鋪中部)二處，分別取混合料在室內(nèi)進(jìn)行燃燒檢測和礦料篩分試驗(yàn)，檢測結(jié)果油石比分別為4.03%、3.80%，平均值為3.94%。礦料篩分試驗(yàn)2次平均值各篩孔通過率見表7。

通過布設(shè)各點(diǎn)進(jìn)行取芯，進(jìn)行密度試驗(yàn)和現(xiàn)場滲水檢測，檢測結(jié)果見表8。

方案1和方案2施工時，分別對A級配和B級配在拌和站取樣成型試件進(jìn)行馬氏及動穩(wěn)定度相關(guān)檢測試驗(yàn)，結(jié)果見表9。

表7 現(xiàn)場取樣礦料篩分結(jié)果

表8 方案2現(xiàn)場空隙率、滲水值

表9 室內(nèi)混合料成型檢測值

3.3 方案1和方案2試驗(yàn)段施工檢測結(jié)果分析

(1)A、B兩種級配在室內(nèi)配合比設(shè)計和試驗(yàn)段施工拌和站取樣成型試件，同條件試驗(yàn)結(jié)果各項(xiàng)指標(biāo)均能滿足瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范相關(guān)要求。A級配各篩孔通過率靠近規(guī)范設(shè)計級配中值，B級配是限制大料和細(xì)料的用量，通過試件驗(yàn)證結(jié)果B級配穩(wěn)定度和動穩(wěn)定度值優(yōu)于A級配。

(2)A級配通過以上定點(diǎn)試驗(yàn)檢測結(jié)果分析，攤鋪機(jī)的兩端粗集料偏多油石比偏小；而攤鋪機(jī)中部因細(xì)集料偏多油石比偏大；攤鋪機(jī)的兩端因粗集料離析內(nèi)部空隙率偏大，攤鋪機(jī)中部因細(xì)集料離析內(nèi)部空隙率偏小。B級配通過定點(diǎn)試驗(yàn)結(jié)果表明，攤鋪機(jī)的中、邊部礦料級配、油石比和內(nèi)部空隙率指標(biāo)相對偏差較小。所以B級配離散性要優(yōu)于A級配。

(3)因B級配中間骨料多細(xì)集料相對較少，瀝青熱混合料的和易性不及A級配，同條件碾壓工藝現(xiàn)場空隙率平均值6.1%，大于A級配平均值5.8%。通過綜合分析S曲線的AC-25C粗級配在溫度較低施工時，現(xiàn)場定點(diǎn)檢測級配、現(xiàn)場空隙率、滲水值等指標(biāo)的穩(wěn)定性，B級配優(yōu)于A級配，但B級配施工現(xiàn)場檢測平均空隙率6.1%雖然能滿足規(guī)范值3%～7%要求，但在低溫條件下，施工現(xiàn)場壓實(shí)控制還是有一定難度的。為了加強(qiáng)級配B施工中的碾壓效果，優(yōu)化碾壓組合設(shè)計方案3試驗(yàn)段施工。

3.4 方案3：B級配和B碾壓方式組織試驗(yàn)段施工

施工環(huán)境：氣溫8～14 ℃，風(fēng)力3～4級，多云天氣。試驗(yàn)段樁號K8+540～K8+770段230 m，出場料溫度、碾壓溫度、攤鋪溫度、攤鋪速度、攤鋪機(jī)各調(diào)整參數(shù)、碾壓溫度、壓路機(jī)速度同以上試驗(yàn)段施工同條件控制。通過己施工試驗(yàn)段對K8+620、K8+680、K8+740距中分帶邊部4 m和8 m處，每個斷面在兩個主車道上各取兩個芯樣依次編號為E1、E2、E3、E4、E5、E6進(jìn)行密度檢測結(jié)果見表10。

表10 方案3現(xiàn)場空隙率、滲水值

通過方案2與方案3試驗(yàn)結(jié)果比較，在同級配同條件下施工，通過碾壓方式的調(diào)整，方案2平均空隙率6.1%、滲水值平均值114 ml/min；方案3現(xiàn)場平均空隙率5.4%、滲水值平均值90 ml/min。方案3平均壓實(shí)度較方案2可以提高0.7%，滲水值也明顯小于方案2。

4 結(jié) 語

通過以上試驗(yàn)研究表明：AC-25C型粗級配(普通)瀝青混凝土配合比級配依據(jù)JTG F40-2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》表5.3.2-2設(shè)計時，用S型級配4.75 mm篩孔以上較大篩孔通過率偏上限2%～3%個點(diǎn)。4.75 mm和2.36 mm篩孔偏下限3%～5%個點(diǎn)，0.075 mm通率4.5%～5.0%,油石比4.0%。通過室內(nèi)檢測各項(xiàng)指標(biāo)均能滿足瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范要求。通過方案1和方案2試驗(yàn)段施工在同段面不同位置取樣，對級配、油石比和現(xiàn)場空隙率檢測結(jié)果比較，用AC-25C型B級配施工，現(xiàn)場級配的離散性優(yōu)于A級配。

通過方案2和方案3試驗(yàn)段施工，對現(xiàn)場空隙率和滲水值進(jìn)行檢測結(jié)果比較，在AC-25C粗級配瀝青路面低溫施工，除了嚴(yán)格控制混合料出場溫度、攤鋪溫度、碾壓溫度、碾壓遍數(shù)及碾壓時間外，壓路機(jī)的碾壓組合也很關(guān)鍵。相同施工條件下膠輪壓路機(jī)緊跟攤鋪機(jī)進(jìn)行初壓及復(fù)壓的優(yōu)點(diǎn)是不需要灑水，這對低溫施工時保證瀝青混合料高溫碾壓是有利的，膠輪壓路機(jī)先初復(fù)壓相對于雙鋼輪壓路先灑水初復(fù)壓可以增加瀝青混合料密實(shí)度約0.5%～1.0%。

本次對A和B兩種級配的試驗(yàn)研究，因現(xiàn)場工地試驗(yàn)室不具備瀝青混合料低溫彎曲試驗(yàn)檢測條件，所以沒有做對比試驗(yàn)。在配合比設(shè)計選定B級配后，經(jīng)對瀝青混合料外委低溫彎曲試驗(yàn)結(jié)果，符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》要求。

通過三次試驗(yàn)段和相關(guān)參數(shù)比較分析，確定方案3施工可以作為AC-25C粗型級配(普通)瀝青混合料下面層低溫施工質(zhì)量控制依據(jù)。在高溫季節(jié)施工時，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況和檢測參數(shù)可以對碾壓方式做進(jìn)一步優(yōu)化，以確保瀝青路面施工質(zhì)量控制效果更佳。