彩色路面施工關(guān)鍵技術(shù)研究

賀亮

（石家莊市公路服務(wù)保障中心養(yǎng)護(hù)管理中心，河北 石家莊 050000）

1 工程概況

某公路工程全線長74.12km，部分路段采用彩色路面施工工藝，以滿足美化道路景觀環(huán)境、規(guī)劃交通區(qū)間的功能需求。在彩色路面工程中，選取500m試驗(yàn)路段進(jìn)行鋪筑，寬為10m，路面結(jié)構(gòu)為AC-13型彩色路面混合料（4cm）+AC-20型瀝青混凝土（6cm）。彩色路面混合料中的顏料選用氧化鐵紅，下面對(duì)彩色路面關(guān)鍵施工技術(shù)進(jìn)行分析。

2 公路彩色路面施工關(guān)鍵技術(shù)

2.1 原材料選用

2.1.1 原材料技術(shù)指標(biāo)

（1）膠結(jié)料。技術(shù)指標(biāo)要求如下：針入度（25℃，5s，100g）為80～100（0.1mm）；針入度指數(shù)PI范圍為-1.5～+1.0；軟化點(diǎn)大于50℃；延度（15℃）大于150cm；運(yùn)動(dòng)黏度（135℃）小于160Pa·s；彈性恢復(fù)（25℃）大于60%；閃點(diǎn)大于230℃；TFOT后殘留物的質(zhì)量變化小于±1.0%，針入度比（25℃）大于55%，延度（5cm/min，5℃）大于25cm，顏色未發(fā)生明顯變化。

（2）粗集料。技術(shù)指標(biāo)要求如下：壓碎值小于30%；洛杉磯磨耗損失小于35%；針片狀顆粒含量小于15%；吸水率小于3.0%；表觀相對(duì)密度大于2.45；堅(jiān)固性小于12%；小于0.075mm含量不超過1.0%；磨光值大于38PSV；與膠結(jié)料黏附性超過4級(jí)。

（3）細(xì)集料。細(xì)集料選用機(jī)制砂，即粗集料生產(chǎn)加工而成。技術(shù)指標(biāo)要求如下：表觀相對(duì)密度大于2.45；含泥量小于5%；堅(jiān)固性小于12%；亞甲藍(lán)值小于25g/kg；砂當(dāng)量大于50%；棱角性大于30s。

（4）填料。技術(shù)指標(biāo)要求如下：表觀密度大于2.45g/cm3；含水量小于1.0%；塑性指數(shù)小于4；親水系數(shù)小于1.0；小于0.6mm、小于0.15mm、小于0.075mm的粒度范圍分別為100%、90%～100%、75%～100%；外觀無團(tuán)粒結(jié)塊現(xiàn)象。

（5）顏料。選用價(jià)格相對(duì)較低的氧化鐵紅作為顏料，技術(shù)指標(biāo)要求如下：水溶物含量不超過1.0%；相對(duì)著色率在98～102之間；吸油量不超過22%；耐光性不小于7級(jí)；篩余量（0.045mm篩孔）不超過0.1%；鐵含量大于95%；色差小于1.0%；105℃揮發(fā)物小于1.0%；水懸浮液pH值在5～7之間；1000℃熱損失小于4.0%。

2.1.2 膠結(jié)材料制備

膠結(jié)料是彩色路面混合料的關(guān)鍵材料，直接影響混合料的路用性能[1]。本工程膠結(jié)料由以下成分組成：

（1）基料油?；嫌途邆淞己玫南嗳菪?、黏附性、抗老化性，能夠與高分子聚合物相容，削弱橡膠烴分子間的作用力，其功能相當(dāng)于軟化劑[2]?；嫌蛢r(jià)格低、來源充足，適用于本工程膠結(jié)料制備。

（2）改性劑。選用高分子聚合物SBS（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物）、SBR（丁苯橡膠），SBS能夠改善膠結(jié)料軟化點(diǎn)，SBR能夠明顯提高膠結(jié)料抗疲勞性能。將兩種高分子聚合物按照一定比例復(fù)合使用，增強(qiáng)膠結(jié)料黏附性。

（3）增黏劑。選用C5、C9石油樹脂作為增黏劑，將兩種增黏劑復(fù)合使用，增加膠結(jié)料對(duì)石料表面的黏合力。

（4）著色劑。本工程選用價(jià)格相對(duì)較低的無機(jī)顏料氧化鐵紅作為著色劑，氧化鐵紅的附著力強(qiáng)、比熱容較好、穩(wěn)定性強(qiáng)，貨源充足。

（5）增塑劑。選擇DOP合成植物酯作為增塑劑，具備相容性好、增塑效率高、無毒、不易氧化等特性，將其加入膠結(jié)料中能夠削弱高分子聚合物鏈?zhǔn)街械慕Y(jié)晶效果。

（6）制備工藝流程。按照基料油→C5與C9石油樹脂→SBS→DOP→SBR的順序依次熔化、溶解、攪拌，制成無色膠結(jié)料[3]。

2.1.3 混合料配合比

本工程彩色路面混合料生產(chǎn)配合比為：膠結(jié)料5.08%，礦料（10-15mm）30%、礦料（5～10mm）26%，礦料（0～5mm）28%，中砂5%，礦粉和色粉共5.92%。

2.2 施工工藝

試驗(yàn)路段施工工藝流程為：清理原路面→測(cè)量標(biāo)高→灑布黏層→準(zhǔn)備機(jī)械、材料→混合料拌和→混合料運(yùn)輸→混合料攤鋪→混合料碾壓→施工縫處理→質(zhì)量檢測(cè)→現(xiàn)場(chǎng)清理→開放交通[4]。

2.2.1 施工準(zhǔn)備

（1）全面檢測(cè)運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)的原材料，不得使用未通過檢測(cè)的材料；全面檢查到場(chǎng)的施工機(jī)械設(shè)備，要求所有機(jī)械設(shè)備處于良好的技術(shù)狀態(tài)。

（2）膠結(jié)料裝入瀝青罐內(nèi)存儲(chǔ)，運(yùn)至混合料生產(chǎn)場(chǎng)地，以備拌和。

（3）清理AC-20型瀝青混凝土面層，去除雜質(zhì)，對(duì)面層干燥處理；根據(jù)路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)灑布黏層油，控制灑布量。

2.2.2 混合料拌和

（1）配置專用的混合料拌和設(shè)備，在拌和前全面清洗拌和機(jī)械，確保攪拌倉、瀝青輸送管道、瀝青噴嘴、瀝青罐清潔，根據(jù)混合料拌和質(zhì)量要求，重新設(shè)置輸油管道、瀝青泵、計(jì)量泵[5]。

（2）校核拌和機(jī)械的計(jì)量稱重和上料裝置，精準(zhǔn)控制加料重量。本工程混合料拌和時(shí)長比普通瀝青混合料的拌和時(shí)間多出15s，保證混合料著色均勻，膠結(jié)料性能穩(wěn)定。

（3）加入各種礦料加熱至160～170℃，再加入常溫色粉和溫度為145～155℃的膠結(jié)料一起拌和，混合料拌和出料溫度控制在150～165℃，當(dāng)拌和中的混合料溫度達(dá)到185℃以上時(shí)，作廢料處理。

2.2.3 混合料運(yùn)輸

選用大噸位運(yùn)料車，在車廂內(nèi)側(cè)板、底板涂抹防黏劑，防黏劑選用淺色食用油，避免影響彩色混合料的顏色均勻性；運(yùn)輸中，在車廂上覆蓋遮擋物，用于保溫、遮光。

2.2.4 攤鋪

（1）本工程采用雙機(jī)聯(lián)鋪?zhàn)鳂I(yè)方式，在攤鋪前清理攤鋪機(jī)，去除黏附在螺旋布料器和攤鋪槽上的黑色瀝青，避免對(duì)彩色混合料造成污染；調(diào)整攤鋪機(jī)各項(xiàng)工作參數(shù)，以滿足攤鋪質(zhì)量控制要求。

（2）混合料攤鋪保持均勻行進(jìn)，速度控制在2～5m/min，如無特殊情況不允許中止攤鋪，保證攤鋪?zhàn)鳂I(yè)的連續(xù)性?；旌狭蠑備仠乜夭坏眯∮?40℃。

（3）在攤鋪過程中隨時(shí)檢測(cè)混合料溫度、松鋪系數(shù)、攤鋪寬度、橫坡等技術(shù)指標(biāo)，分配專人處理雙機(jī)聯(lián)鋪中出現(xiàn)的局部離析現(xiàn)象，對(duì)離析部位換填混合料。

（4）本工程分布較多的狹小作業(yè)面和平曲線較小的匝道，采用人工攤鋪方式處理機(jī)械無法攤鋪的局部區(qū)域，嚴(yán)格控制人工攤鋪平整度，不得出現(xiàn)混合料離析問題[6]。

2.2.5 碾壓

（1）混合料碾壓采用11t雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)和26t輪胎壓路機(jī)，雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)要具備良好的技術(shù)性能，激振力不小于130kN，精線荷載不小于285N/cm，無級(jí)變速范圍為0～12km/h；輪胎壓路機(jī)要具備全液壓操縱功能，接地比壓大于420kPa，可調(diào)速度范圍為0～20km/h。在施工前檢查施工機(jī)械設(shè)備是否處于最佳技術(shù)狀態(tài)，保持械設(shè)備清潔，避免造成路面污染。

（2）初壓采用雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)，前進(jìn)為靜壓，后退為高頻低幅振壓，初壓速度為2～3km/h，初壓溫度不得低于135℃；復(fù)壓交替使用輪胎壓路機(jī)和雙鋼輪壓路機(jī)，復(fù)壓速度為3～5km/h；終壓采用雙鋼輪壓路機(jī)靜壓，終壓速度為3～6km/h，碾壓終了的表面溫度不得低于90℃[7]。

（3）在碾壓施工中，從起壓點(diǎn)開始，每前進(jìn)、后退一次為一遍，后行駛的壓路機(jī)要與前行駛壓路機(jī)保持二分之一的輪跡重疊；雙鋼輪壓路機(jī)碾壓施工中要向鋼輪噴入少量霧狀水，避免混合料黏粘到鋼輪上。

（4）壓實(shí)作業(yè)連續(xù)不間斷，當(dāng)某一壓實(shí)機(jī)械出現(xiàn)故障時(shí)，要及時(shí)清退出場(chǎng)，并替補(bǔ)與此型號(hào)一致的壓實(shí)機(jī)械；壓實(shí)后的路面加強(qiáng)保護(hù)，禁止任何機(jī)械設(shè)備滯留到路面上，不允許路面受到油料污染。

2.3 施工質(zhì)量控制

2.3.1 原材料抽樣檢驗(yàn)

原材料質(zhì)量是影響彩色路面施工質(zhì)量的關(guān)鍵因素，本工程對(duì)原材料管理執(zhí)行嚴(yán)格的抽樣檢驗(yàn)制度，一旦發(fā)現(xiàn)不合格材料立即清退。各類原材料的檢查項(xiàng)目和檢查頻率如下：

（1）粗集料。采用目測(cè)法，檢查每車粗集料外觀；按照T0312試驗(yàn)規(guī)程，每3d檢測(cè)一次粗集料針片狀顆粒含量；按照T0302試驗(yàn)規(guī)程，每天檢測(cè)一次粗集料顆粒組成；按照T0316試驗(yàn)規(guī)程，每批次粗集料檢測(cè)一次壓碎值；按照T0321試驗(yàn)規(guī)程，每批次粗集料檢測(cè)一次磨光值；按照T0317試驗(yàn)規(guī)程，每批次粗集料檢測(cè)一次洛杉磯磨耗值；按照T0305試驗(yàn)規(guī)程，每天檢測(cè)一次粗集料含水率。

（2）細(xì)集料。按照T0312試驗(yàn)規(guī)程，每天檢測(cè)一次細(xì)集料顆粒組成[8]；按照T0334試驗(yàn)規(guī)程，每3d檢測(cè)一次細(xì)集料砂當(dāng)量；按照T0332試驗(yàn)規(guī)程，每天檢測(cè)一次細(xì)集料含水率；按照T0331試驗(yàn)規(guī)程，每批次細(xì)集料檢測(cè)一次松方單位重。

（3）礦粉。采用目測(cè)法，檢查每批次礦粉的外觀；按照T0351試驗(yàn)規(guī)程，每批礦粉檢測(cè)一次小于0.075mm的含量；按照T0103試驗(yàn)規(guī)程，每天檢測(cè)一次礦粉含水率。

（4）膠結(jié)料。按照T0604試驗(yàn)規(guī)程，每3d檢測(cè)一次膠結(jié)料針入度；按照T0606試驗(yàn)規(guī)程，每3d檢測(cè)一次膠結(jié)料軟化點(diǎn)；按照T0605試驗(yàn)規(guī)程，每3d檢測(cè)一次膠結(jié)料延度。

（5）顏料。采用目測(cè)法，檢查每批顏料的外觀；按照T5211.19試驗(yàn)規(guī)程，每批次顏料檢測(cè)一次著色率；按照T1710試驗(yàn)規(guī)程，每批次顏料檢測(cè)一次耐光性。

2.3.2 混合料質(zhì)量檢查

在彩色路面混合料拌和中，按照生產(chǎn)配合比和拌和工藝流程控制混合料質(zhì)量，加強(qiáng)混合料試驗(yàn)檢測(cè)，確?；旌狭戏霞夹g(shù)性能要求。檢查項(xiàng)目和檢查頻率如下：

（1）外觀。采用目測(cè)法檢測(cè)每盤混合料外觀，要求拌和均勻。

（2）拌和溫度。采用傳感器逐盤檢測(cè)加熱溫度，逐車檢測(cè)出廠溫度。

（3）礦料級(jí)配。采用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，逐盤在線檢測(cè)0.075mm、不大于2.36mm、不小于4.75mm礦料用量，允許偏差分別控制在±2%、±5%、±6%；采用總量檢測(cè)方法，逐盤檢測(cè)0.075mm、不大于2.36mm、不小于4.75mm礦料用量，允許偏差分別控制在±1%、±2%、±2%；采用T0725抽提篩分方法，每天檢測(cè)1次0.075mm、不大于2.36mm、不小于4.75mm礦料用量，允許偏差分別控制在±2%、±5%、±6%

（4）膠結(jié)料用量。采用計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，逐盤在線檢測(cè)膠結(jié)料用量，允許偏差范圍為±0.3%；采用總量檢測(cè)法，逐盤檢測(cè)膠結(jié)料用量，允許偏差范圍為±0.1%；按照T0722、T0721試驗(yàn)規(guī)程，每天檢測(cè)一次膠結(jié)料用量，允許偏差范圍為±0.3%。

（5）試驗(yàn)檢測(cè)。按照T0702、T0709試驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，每天檢測(cè)一次；按照T0702、T0709試驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行浸水馬歇爾試驗(yàn)，每當(dāng)配合比發(fā)生變化時(shí)檢測(cè)一次；按照T0719試驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行車轍試驗(yàn)，每當(dāng)配合比發(fā)生變化時(shí)檢測(cè)一次。

2.3.3 工程質(zhì)量控制

在彩色路面施工過程中，要加強(qiáng)路面各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)控制，其檢測(cè)內(nèi)容和檢測(cè)頻率如下：

（1）溫度。在攤鋪施工中，按照T0981規(guī)定逐車檢驗(yàn)混合料溫度；在碾壓施工中，采用溫度計(jì)隨時(shí)檢測(cè)面層問題。

（2）厚度。按照T0912規(guī)程，隨時(shí)檢測(cè)路面厚度，采用雷達(dá)無損檢測(cè)技術(shù)，總結(jié)總量檢驗(yàn)結(jié)果，要求實(shí)測(cè)值允許偏差不得超出設(shè)計(jì)值的5%。

（3）壓實(shí)度。在施工中，按照T0924、T0922規(guī)程，每2000㎡檢測(cè)4處，采用無損檢測(cè)儀器進(jìn)行檢測(cè)；在施工后，采用取芯檢測(cè)法檢測(cè)壓實(shí)度，壓實(shí)度不小于96%。

（4）平整度。在施工過程中，用3m直尺隨時(shí)測(cè)量接縫處單點(diǎn)；在施工后，采用連續(xù)式平整度檢測(cè)儀連續(xù)測(cè)定平整度，最大允許偏差不得超過2.5m/km。

（5）斷面尺寸。按照T0911規(guī)程，檢測(cè)每個(gè)斷面寬度、縱斷面高程、橫坡度，要求寬度不小于設(shè)計(jì)值，高程允許偏差范圍為±10mm，橫坡度允許偏差范圍為±0.3%。

（6）滲水系數(shù)。按照T0971規(guī)程，每千米布設(shè)5個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，要求滲水系數(shù)平均值不允許超過150mL/min。

（7）抗滑性。按照T0924規(guī)程檢測(cè)構(gòu)造深度，每200m檢測(cè)一次，實(shí)測(cè)值不小于設(shè)計(jì)值。采用擺式儀連續(xù)檢測(cè)摩擦系數(shù)，實(shí)測(cè)值應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

3 結(jié)語

彩色路面施工技術(shù)是未來城市道路交通建設(shè)的重要技術(shù)之一，具備良好的路用性能和美觀性。在彩色路面施工中，應(yīng)制備符合技術(shù)指標(biāo)要求的膠結(jié)料，加強(qiáng)原材料質(zhì)量控制，提高彩色混合料整體性能，并規(guī)范混合料攤鋪、碾壓作業(yè)，進(jìn)而確保彩色路面施工質(zhì)量達(dá)到驗(yàn)收要求，提高城市道路建設(shè)的綜合效益。