城市道路瀝青復(fù)合料面層攤鋪與壓實(shí)施工技術(shù)研究

毛興海,賴小潭

（贛州創(chuàng)新公路開發(fā)有限責(zé)任公司,江西 贛州 341000）

0 引言

瀝青路面具有面層平整、駕駛舒適、耐磨、噪聲低和養(yǎng)護(hù)便捷等優(yōu)勢，廣泛運(yùn)用于城市道路及高速公路中。某城市道路路面多處出現(xiàn)壅包、露底、開裂、凹坑、平石下沉等病害，為有效提高車輛行駛安全，決定對該路面采用瀝青復(fù)合料面層攤鋪技術(shù)。

1 案例工程

某城市主干道，總長1 630 m，紅線寬度50 m，機(jī)動車道寬21 m，兩側(cè)的非機(jī)動車道寬4 m。路面采取上下面層結(jié)構(gòu)設(shè)計。機(jī)動車道的上面層為AC-13中粒度瀝青混凝土，厚度為5 cm，下面層為AC-20中粒度瀝青混凝土，厚度為7 cm。非機(jī)動車道的上面層為AC-13中粒度瀝青混凝土，厚度為4 cm，下面層為AC-20中粒度瀝青混凝土，厚度為6 cm。

該工程前期完成了下面層的鋪裝，但由于多種原因，上面層鋪裝沒有及時跟進(jìn)便投入了交通運(yùn)營。期間雖然并未發(fā)生由基層強(qiáng)度弱而引發(fā)的坍塌現(xiàn)象，但路面已明顯出現(xiàn)各種病害，包括檢查井塌陷、排水井邊緣出現(xiàn)蝕損等。

路面發(fā)生病害固然有路段車流量大、超載車輛多等原因，但其上面層未適時攤鋪，導(dǎo)致雨水無法從側(cè)井中排出，對路面有明顯沖刷，也是重要原因之一。因此公路管理部門在該路段組織了加鋪瀝青上面層工程施工。

2 施工材料準(zhǔn)備

（2）瀝青復(fù)合料配合比。瀝青復(fù)合料的配合比直接影響瀝青路面的施工質(zhì)量，需合理設(shè)計配合比。首先，通過水洗法確定目標(biāo)配合比與礦料合成級配，在此基礎(chǔ)上開展生產(chǎn)配合比設(shè)計，再經(jīng)過馬歇爾試驗(yàn)，確定最優(yōu)瀝青含量。在生產(chǎn)配合比設(shè)計完成后，一般還需通過特定試驗(yàn)段的試拌和試驗(yàn)鋪裝進(jìn)行驗(yàn)證。如試拌和試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)不滿足質(zhì)量要求情況，則應(yīng)調(diào)整生產(chǎn)配合比或相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。

（3）瀝青復(fù)合料生產(chǎn)。根據(jù)施工方案要求，在規(guī)定工序時間開始瀝青復(fù)合料拌和生產(chǎn)。在瀝青復(fù)合料的拌和生產(chǎn)中，應(yīng)嚴(yán)格控制瀝青復(fù)合料的拌和溫度與出廠溫度。冒煙呈黃色，表示復(fù)合料溫度很高，如裝料困難則表示拌和溫度過低或?yàn)r青劑量低。裝料后，如果出現(xiàn)析漏現(xiàn)象，則表示復(fù)合料的瀝青劑量高或者濕度過高。在瀝青復(fù)合料的生產(chǎn)過程中，應(yīng)保證每工作日取樣2次，并進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)和殘留度測試，以確定油石比、骨料級配及各項(xiàng)指標(biāo)。

3 基礎(chǔ)層缺陷處理

測量瀝青下面層實(shí)際標(biāo)高。如低于設(shè)計標(biāo)高3 cm以上，則提前增鋪3 cm厚的瀝青材料。如果高于設(shè)計標(biāo)高3 cm以上，則高出部分采用銑床進(jìn)行銑刨。銑刨和未銑刨部分的高度差不能大于1 cm，否則攤鋪后有可能反射擴(kuò)展至面層。刨銑后的瀝青材料一定要清理干凈，并挖除松散部分的瀝青材料。對于豎向和橫向較多的裂隙，若不是由二灰石強(qiáng)度引發(fā)，應(yīng)先用瀝青給予熱灌縫處理，并在裂隙比較大、較密的部位鋪設(shè)土工柵格，以控制與延緩裂紋在表層的反射。土工柵格一定要展開并使用鐵釘進(jìn)行固定，避免攤鋪機(jī)經(jīng)過時發(fā)生皺褶，影響面層的壓實(shí)。

更換部分破碎平石，修復(fù)高程出現(xiàn)變化的平石，對平石下層遭受雨水沖刷的瀝青部分應(yīng)填滿瀝青并壓實(shí)。由于路面下面層鋪設(shè)的時間比較長，且已經(jīng)被污染，路面的瀝青膜已遭到車輪磨損，因此在攤鋪前一天要先把攤鋪面徹底清理干凈，然后用壓力水沖洗，確保攤鋪面干凈無積水，修補(bǔ)遺留的水泥砂漿殘留物也應(yīng)清理干凈。對已清理至符合要求的鋪裝面，噴灑0.3 kg/m2劑量的瀝青乳化劑，以增加新鋪裝層與下面層的黏結(jié)力[2]。

4 施工工藝控制

4.1 瀝青復(fù)合料運(yùn)輸

（1）運(yùn)輸車輛配置。在瀝青路面的施工設(shè)計中，應(yīng)合理規(guī)劃瀝青復(fù)合料的運(yùn)輸位置、運(yùn)輸時間、運(yùn)輸路線、運(yùn)輸車輛、施工條件、計劃攤鋪噸位等。此外，還要考慮項(xiàng)目所在地的交通限制時間和當(dāng)天的交通狀況，適時調(diào)節(jié)攪拌站的啟動時間，合理調(diào)配運(yùn)輸車輛。

（2）復(fù)合料裝載注意事項(xiàng)。嚴(yán)格控制運(yùn)輸車輛停在攤鋪機(jī)前方50 cm以上的距離，如與攤鋪機(jī)發(fā)生碰撞，則產(chǎn)生的較大沖擊力，將直接影響路面攤鋪平整度。嚴(yán)禁車輛在施工現(xiàn)場急剎車、急轉(zhuǎn)彎等，否則容易損傷路面透層及封層。應(yīng)安排專人對車輛進(jìn)行管理，車輛在現(xiàn)場行駛時，不得損壞檢查井、道牙石、平石等道路附屬設(shè)施，同時嚴(yán)禁運(yùn)輸車輛車廂內(nèi)存有泥土、石塊等雜物。車輛每次在運(yùn)輸復(fù)合料前后一定要清理干凈，并在車廂內(nèi)壁涂上一層薄隔離劑或防黏劑，以防止瀝青黏連。在裝載混合料時，車輛應(yīng)多次移動位置，平衡裝料，且遵循先前而后再中間的原則，以避免瀝青復(fù)合料發(fā)生離析[3]。

金礦物70.59%為自然金，29.41%為銀金礦。據(jù)區(qū)內(nèi)金礦物電子探針成分分析樣結(jié)果統(tǒng)計，金礦物自然金成色為908.2，銀金礦成色為749.7，平均859.4。自然金中Au/Ag為11.35∶1。成色較高的金礦物，反映成礦溫度為中偏高及較高的成礦深度，微觀觀察礦石可發(fā)現(xiàn)，金礦物絕大部分集中在一個成礦階段內(nèi)[13-15]，從均方差64.63和變化系數(shù)9.45來看，金礦物成色相差較小，反映出金礦物在生成時間上較接近，成礦階段較單一(表4、表5)。

4.2 瀝青復(fù)合料攤鋪

4.2.1 配置設(shè)備

在瀝青路面施工中，依據(jù)路面寬度確定攤鋪裝備。由于道路寬度變化大，裝備頻繁搬運(yùn)和拆拼，因此伸縮式攤鋪機(jī)廣泛用于城市道路瀝青路面攤鋪施工，該型裝備能夠大幅度縮短準(zhǔn)備時間，降低操作人員勞動強(qiáng)度。攤鋪碾壓裝備配置通常為：3 m以上車道，每條配備伸縮式攤鋪機(jī)1臺，10~13噸級壓路機(jī)2臺，30噸級輪胎壓路機(jī)1臺。

對于交叉口、轉(zhuǎn)彎處、各種檢查井、公交車站等非機(jī)動車道，由于路面彎曲，橫向坡度變化比較大，導(dǎo)致雙鋼壓路機(jī)碾壓不到位。如果以上區(qū)域都采用人工攤鋪，則平整度較差，且碾壓效果差，會造成早期損壞，因此應(yīng)配置使用2噸左右的行走壓路機(jī)或振動壓路機(jī)用于人工攤鋪的區(qū)域。

4.2.2 攤鋪準(zhǔn)備工作

預(yù)熱熨平板。攤鋪裝備需提前1 h預(yù)熱熨平板，保證平板作業(yè)溫度維持在100 ℃左右，這樣可有效避免因熨平板起步溫度過低而產(chǎn)生黏料或?qū)е聰備伮访骈_裂。若現(xiàn)場溫度較低或風(fēng)力較大，應(yīng)在熨平板上加裝擋風(fēng)措施，確保熨平板溫度盡快達(dá)到可作業(yè)溫度。

確定攤鋪基準(zhǔn)。城市瀝青路面施工的找平體系分為縱坡找平和橫坡找平。縱坡找平基準(zhǔn)面可采取平衡梁法、滑撬法和鋼絲纜法。對舊有平整度較好的路面，可采取接觸或者非接觸平衡梁進(jìn)行找平。如果找平基準(zhǔn)可靠，可采取滑撬法進(jìn)行找平。如果找平基準(zhǔn)不夠可靠，可采取鋼絲線法解決找平問題。

調(diào)節(jié)攤鋪機(jī)橫向坡度。在確定寬度以后，調(diào)節(jié)熨平板拱度。對于大型攤鋪機(jī)，一般有前后兩幅調(diào)拱機(jī)構(gòu)，而且前拱度高出后拱度。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，如果前拱太大，容易造成中間過緊，刮出毫痕或者縱方向撕裂條紋。如果前拱太小，會形成兩側(cè)緊中間松，刮出撕裂條紋或亮痕。

4.2.3 攤鋪參數(shù)調(diào)整

（1）攤鋪機(jī)螺旋分配器參數(shù)。攤鋪機(jī)螺旋分配器共有3個位置，可依據(jù)攤鋪厚度給予調(diào)整。高位可比攤鋪層的厚度高出15 cm，低位可比攤鋪的厚度低于8 cm，中位適宜4~15 cm攤鋪厚度作業(yè)需要。城市道路瀝青路面的厚度通常不超出10 mm，因此通常選中位。施工時安裝配料位傳感器，其傳感器應(yīng)對準(zhǔn)熨板的最外側(cè)瀝青材料，距離不小于80 cm。在熨板前料倉中，瀝青復(fù)合料是連續(xù)供應(yīng)的，因此必須盡可能降低布料器和刮板的關(guān)閉和啟動頻率。料倉內(nèi)復(fù)合料的高度以螺旋分配器高度的2/3為宜。

（2）攤鋪機(jī)振動、夯錘參數(shù)。攤鋪機(jī)雙搗振梁，以及攤鋪機(jī)的振動功能，可以增強(qiáng)預(yù)壓實(shí)度，降低壓路機(jī)的碾壓次數(shù)。一般來說，層薄和粒度小的礦料應(yīng)選擇短行程；相反，層厚和粒度大的礦料應(yīng)選擇長行程，按表1選擇合適的頻率和行程。

表1 攤鋪機(jī)夯振參數(shù)

（3）松鋪系數(shù)。攤鋪機(jī)的松鋪系數(shù)通?？赏ㄟ^工程經(jīng)驗(yàn)或試鋪取得。試松鋪系數(shù)計算方法有兩種，即密度法和厚度法。城市道路瀝青材料的種類變化較小，因此松鋪系數(shù)通常依據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定，然后依據(jù)壓實(shí)厚度適當(dāng)給予微調(diào)。

（4）攤鋪速率。為了保證連續(xù)攤鋪，一定要提前計算攤鋪速度，并由相關(guān)工作人員相互配合施工。攤鋪速率按下式計算：

式中，V——攤鋪機(jī)作業(yè)行進(jìn)速度（m/min）；W——攤鋪寬度（m）；D——鋪層厚度（m）；C——拌和設(shè)備的生產(chǎn)供料能力（t/h）；P——復(fù)合料鋪層壓實(shí)后的密度，通常取2.33 t/m3。案例工程中，D按0.05取值，W按11.5取值，C按取值200。經(jīng)計算，得到的攤鋪機(jī)作業(yè)行進(jìn)速度2.48 m/min。

因?yàn)殪倨桨宓臏囟鹊陀跒r青材料，且接縫處要進(jìn)行處理，因此攤鋪起步速率應(yīng)按低于1.5 m/min的標(biāo)準(zhǔn)。待攤鋪壓實(shí)正常以后，可緩慢提高攤鋪速率至計算速率。當(dāng)更換料車時應(yīng)降低車速，下一輛料車在倒料前不得停機(jī)。速率變化一定要緩慢調(diào)節(jié)。料車司機(jī)應(yīng)注意操作員所給出的操作信號，配合攤鋪機(jī)操作員提前停車，調(diào)節(jié)方向，控制車輛的移動。

4.3 瀝青復(fù)合料壓實(shí)

碾壓速率是影響路面攤鋪質(zhì)量的一個非常重要的影響因素。依據(jù)速率與壓實(shí)的關(guān)系，碾壓速率為1.5 m時，碾壓6次就能達(dá)98%，若速率超過6 m，碾壓10次以上也無法達(dá)到95%。因此碾壓一定要控制在勻速和低速狀態(tài)下操作。初壓、復(fù)壓、終壓要使用不同類型的壓路機(jī)。

對于碾壓頻次，在規(guī)范中沒有具體規(guī)定，只注重最終的壓實(shí)效果。碾壓通常每次錯輪不超過輪的1/2，依據(jù)表2選擇三個階段合適的碾壓次數(shù)。

表2 碾壓次數(shù)參數(shù)

為得到最優(yōu)的碾壓效果，碾壓時應(yīng)選擇合適的振頻與振幅。厚度大時采取高幅低頻，薄時應(yīng)采取高頻低幅，以獲得優(yōu)良的壓實(shí)效果。振頻主要對表層瀝青面的壓實(shí)質(zhì)量有影響，確定了碾壓速率和壓實(shí)層厚度后，還要選擇適當(dāng)?shù)恼耦l，要保證沖擊間距小于壓實(shí)層厚度，以免表面產(chǎn)生短波紋。振幅主要對瀝青路面的壓實(shí)深度有影響，厚度薄時選擇低幅，厚度大時選擇高幅，同時還要注意碾壓時溫度控制。

碾壓過程一般分初壓、復(fù)壓、終壓3個階段。壓路機(jī)的碾壓速率應(yīng)符合規(guī)定。初壓的目的是使復(fù)合料平整、穩(wěn)定。復(fù)壓目的是使復(fù)合料致實(shí)、穩(wěn)定和成型，該道工序決定復(fù)合料的密實(shí)度。終壓的目的是消除輪痕，最終構(gòu)成平整的壓實(shí)面，因此一定要嚴(yán)格操作。初壓是在復(fù)合料攤鋪后很高的溫度下開展，瀝青復(fù)合料不可低于120 ℃，不可發(fā)生推移、發(fā)裂。碾壓時驅(qū)動輪對著攤鋪機(jī)，碾壓方向和碾壓路線不可突然改變。用雙鋼壓路機(jī)或輪胎壓路機(jī)關(guān)閉振動碾壓2~4次，直至無輪跡，路面壓實(shí)成型的最后溫度滿足規(guī)范要求。

瀝青路面的初壓溫度與所應(yīng)用的瀝青有關(guān)，應(yīng)避免初壓溫度太高或過低。初壓溫度太高時，瀝青黏度低，瀝青材料易發(fā)生推移、錯位現(xiàn)象，還易出現(xiàn)裂縫；初壓溫度過低時，瀝青復(fù)合料黏度高，壓實(shí)困難，如果過度碾壓，會發(fā)生開裂。因此在實(shí)際工作中，應(yīng)依據(jù)所用瀝青黏度與溫度的影響關(guān)系，合理選擇初壓溫度。

4.4 復(fù)合料接縫處理

由于城市道路所在環(huán)境與其他高速公路工程相比存在一定差異，城市道路瀝青路面的施工縫往往遠(yuǎn)多于高速公路。接縫處理水平反映瀝青路面的施工技術(shù)水平，縱向接縫和橫向接縫影響道路的經(jīng)濟(jì)性和道路行駛的舒適性。

（1）縱接縫。兩臺攤鋪機(jī)并行攤鋪?zhàn)鳂I(yè)，兩條攤鋪帶的連接區(qū)域，要求存在5~10 cm的搭接，以保證接縫區(qū)域與其他區(qū)域保持厚度相同。搭接縫的寬度須前后一致，以保證寬幅路面鋪裝和變幅路面鋪裝銜接自然、平整美觀?？v接縫一般易于處理，并且連接強(qiáng)度也較好[4]。

（2）橫接縫。瀝青路面施工過程中，橫向接縫也是較為常見的接縫狀態(tài)，橫向接縫多為不同工作日攤鋪?zhàn)鳂I(yè)所形成的銜接工作縫，當(dāng)然也有因各種原因造成攤鋪?zhàn)鳂I(yè)中途斷鋪與再度起鋪所形成的銜接工作縫。溫度差異是橫向接縫的重要形成因素，兩次攤鋪的瀝青復(fù)合料存在溫度差異，也會形成橫向接縫。如果溫度過高，復(fù)合料容易被推移，溫度過低，易導(dǎo)致復(fù)合料壓實(shí)不充分，為路面早期損壞留下隱患。一般橫向接縫的碾壓溫度要比常規(guī)碾壓溫度低5~10 ℃。接縫方式處理：橫向接縫分為平接縫和斜接縫兩種形式。城市道路瀝青復(fù)合料路面的上層宜選擇采用平接縫，城市道路瀝青復(fù)合料路面的下層以及其他公路的路面各層，均可選擇采用斜接縫形式。搭接長度受結(jié)構(gòu)層厚度制約影響，通常多選擇0.4~0.8 m搭接。接縫應(yīng)清理干凈，并撒上少量瀝青。如果接縫復(fù)合料中的粗骨料粒度超過壓實(shí)層厚度時，應(yīng)清除并補(bǔ)充細(xì)料。對于斜接縫，應(yīng)注意搭接平整并充分壓實(shí)。

5 結(jié)語

綜上所述，城市道路瀝青面層在攤鋪與壓實(shí)過程中，應(yīng)科學(xué)確定復(fù)合料設(shè)計比，嚴(yán)格控制瀝青出廠溫度，同時對基礎(chǔ)層缺陷進(jìn)行處理，且加強(qiáng)復(fù)合料初壓、復(fù)壓、終壓施工質(zhì)量控制，有效保障工程后期使用壽命及行駛車輛的安全。