合安高速改擴(kuò)建工程AM-25柔性基層試驗段鋪筑研究

楊 銳,黃秋樂,卓建平,葉 生

（1.安徽交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院土木工程系,安徽 合肥 230000; 2.安徽省交通規(guī)劃設(shè)計研究總院股份有限公司,安徽 合肥 230000）

0 引言

在工程大規(guī)模施工前，通常要先鋪筑試驗段。通過鋪筑試驗段可以確定施工期間人員配置、機(jī)械、設(shè)備的最佳組合方式及協(xié)調(diào)性[1]；確定拌和時間、拌和溫度、拌和計量系統(tǒng)的準(zhǔn)確性；確定松鋪系數(shù)、攤鋪溫度、攤鋪速度等工藝、壓實方案等[2]。

在完全滿足施工質(zhì)量要求的情況下，試驗段所取得的技術(shù)參數(shù)可以作為開展大規(guī)模施工的依據(jù)[3]。

1 項目概況

京臺國家高速公路安徽省方興大道至馬堰段改擴(kuò)建工程起自合肥濱湖新區(qū)京臺國家高速公路方興大道互通式立交，接已改擴(kuò)建完成的京臺國家高速公路小西沖至方興大道段，全長約51 km。

該項目施工單位根據(jù)施工人員、設(shè)備和基層工作面準(zhǔn)備情況及瀝青柔性基層（AM-25）首件制準(zhǔn)備會確定的施工方案，在所有施工條件具備情況下，進(jìn)行了瀝青柔性基層AM-25 試驗段施工鋪筑工作。試驗段樁號為左幅K1083+130～K1083+480，采用AM-25 瀝青柔性基層，厚8 cm、寬10.93 m。

2 試驗段鋪筑

2.1 原材料及配合比

該次試驗段所用原材料均為經(jīng)中心試驗室及駐地辦檢測的合格產(chǎn)品，配合比采用實驗確定的最佳生產(chǎn)配合比。生產(chǎn)過程中全程監(jiān)控，確保混合料生產(chǎn)質(zhì)量的穩(wěn)定性。

2.1.1 瀝青

該項目AM-25 瀝青混凝土采用河南普天交通科技有限公司的基質(zhì)瀝青，針入度等指標(biāo)見表1，其余指標(biāo)均滿足設(shè)計要求[4]。

表1 基質(zhì)瀝青質(zhì)量檢測結(jié)果及技術(shù)要求表

2.1.2 粗集料粗集料采用自加工方式生產(chǎn)石灰?guī)r，表面粗糙，形狀接近立方體。試驗指標(biāo)見表2，均滿足要求。

表2 粗集料試驗指標(biāo)

2.1.3 細(xì)集料

細(xì)集料采用項目自加工方式生產(chǎn)的機(jī)制砂，砂當(dāng)量等指標(biāo)見表3，顆粒級配及各項技術(shù)指標(biāo)均滿足招標(biāo)文件要求。

表3 細(xì)集料試驗指標(biāo)

2.1.4 填料

填料采用青陽縣佳德環(huán)保材料有限公司生產(chǎn)的礦粉，經(jīng)試驗室檢測塑性指數(shù)4.0%，親水系數(shù)0.8，表觀相對密度2.706，其余各項技術(shù)指標(biāo)均滿足招標(biāo)文件要求。

2.1.5 配合比

目標(biāo)配合比采用實驗后優(yōu)化的AM-25 瀝青碎石目標(biāo)配合比，1#（19～26.5 mm）∶2#（9.5～19 mm）∶3#（4.75～9.5 mm）∶4#（2.36～4.75 mm）∶5#（0～2.36 mm）：礦粉∶RAP（15～30）∶RAP（5～15）=40%∶12%∶9%∶4%∶4%∶1%∶10%∶20%，選取的油石比為3.4%。

在目標(biāo)配合比的基礎(chǔ)上，通過試驗室室內(nèi)試驗與拌和站取樣試驗，綜合確定AM-25 生產(chǎn)配合比為1# 倉（22～31 mm）∶2#倉（16～22 mm）∶3#倉（11～16 mm）∶4#倉（6～11 mm）∶5#倉（3～6 mm）∶6#倉（0～3 mm）∶RAP（15～30） ∶ RAP（5～15）∶礦粉=38%∶8%∶8%∶7%∶4%∶4%∶10%∶20%∶1%，油石比為3.4%。

2.2 瀝青混合料拌和與運輸

2.2.1 瀝青混合料拌和

開盤后，未加瀝青前進(jìn)行白料的溫度檢測，檢測溫度符合要求后加入瀝青拌和，并對第一盤瀝青混合料進(jìn)行溫度和外觀的檢測，檢測合格后進(jìn)行料車的裝運工作。

混合料拌和應(yīng)控制好溫度，每車都要檢測。瀝青加熱溫度控制在160～165 ℃，礦料加熱溫度控制在175～185 ℃，出廠溫度控制在145～170 ℃，低于145 ℃或高于195 ℃應(yīng)廢棄。通過試拌確定拌和時間，每鍋至少45 s。

瀝青混合料質(zhì)量由質(zhì)量檢驗員把關(guān)，除了溫度檢測，還應(yīng)檢驗混合料外觀、重量等，同時按要求對混合料進(jìn)行取樣試驗。

2.2.2 瀝青混合料運輸

該次試驗段運輸車輛采用13 輛載重40 t 以上的自卸車。施工過程中未出現(xiàn)停工等料情況。運輸車輛在施工前由后場負(fù)責(zé)人進(jìn)行車廂檢查，確保車廂內(nèi)徹底清理干凈。車廂底板和側(cè)板應(yīng)均勻噴涂一層隔離劑以防止瀝青與車廂板黏連。

為保溫、防塵土污染，在運料車上覆蓋帆布，車廂側(cè)面也采用帆布包覆，以防表面溫度散失過快，帆布的大小能確保覆蓋整車混合料。為減少粗細(xì)集料離析現(xiàn)象，運料車裝料時應(yīng)前、后、中移動。

運料車到前場后，卸料前揭開帆布檢查溫度和外觀。運輸車輛從拌和站出發(fā)到施工現(xiàn)場運距約為18 km，運輸時間最短為35 min。經(jīng)檢測，平均到場溫度為165～175 ℃，由于保溫措施良好，行車途中溫度損失不大，平均損失為2～3 ℃。

車輛運輸在上跨橋轉(zhuǎn)入施工現(xiàn)場處設(shè)置專人進(jìn)行交通指揮，保證交通安全。

2.3 瀝青混合料攤鋪

攤鋪機(jī)根據(jù)現(xiàn)場情況，采取一臺攤鋪機(jī)，拼寬10.93 m 進(jìn)行攤鋪。嚴(yán)格按照施工方案進(jìn)行施工[5]。

（1）攤鋪時松鋪系數(shù)參考以往同類型施工經(jīng)驗暫按1.23 進(jìn)行控制，松鋪系數(shù)按壓實段測量20 個斷面，每個斷面測3 個點進(jìn)行布設(shè)。

（2）攤鋪機(jī)在攤鋪前檢查攤鋪機(jī)各部分運轉(zhuǎn)情況，而且以后施工中每天開工前堅持重復(fù)此項工作。前場技術(shù)人員對混合料進(jìn)行溫度的測溫工作，符合規(guī)范要求方能進(jìn)行攤鋪施工。

（3）混合料表面應(yīng)略高于螺旋布料器的2/3，避免攤鋪層離析。應(yīng)設(shè)專人負(fù)責(zé)鏟除局部粗集料“窩”，以減少離析。積極采取相應(yīng)措施，不得頻繁攏料，攏料頻率不高于3 車/次?；旌狭显谛读线^程中適當(dāng)速度頂升，減少混合料卸料離析現(xiàn)象。攤鋪機(jī)收斗次數(shù)要進(jìn)行嚴(yán)格限制，避免收斗離析。

（4）攤鋪速度應(yīng)與供料速度保持平衡，連續(xù)、穩(wěn)定、均勻地攤鋪。攤鋪過程中由于種種原因停機(jī)超過1 h，必須做施工縫處理。

2.4 瀝青混合料碾壓

瀝青混合料的壓實是保證瀝青層質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)。碾壓設(shè)置分區(qū)，分初壓區(qū)（穩(wěn)壓區(qū)）、復(fù)壓區(qū)、終壓區(qū)，并用標(biāo)志牌標(biāo)識清楚，以便壓路機(jī)操作手容易辨識。機(jī)械按順序停放就位，下墊設(shè)土工布，保證碾壓設(shè)備與工作面的接觸面干凈，機(jī)械設(shè)備按順序依次停好。將壓路機(jī)進(jìn)行編號，明確每臺壓路機(jī)的施工范圍和碾壓先后順序。

該次試驗段碾壓溫度為：初壓溫度控制在155 ℃以上，復(fù)壓溫度控制在130～150 ℃，終壓溫度控制在80～125 ℃。根據(jù)施工方案，采取兩種碾壓方案，前150 m 采取碾壓方案一（見表4），后200 m 采取碾壓方案二（見表5）。

表4 機(jī)械組合和壓實工藝（壓實方案一）表

表5 機(jī)械組合和壓實工藝（壓實方案二）表

2.4.1 前150 m 碾壓方案

初壓：攤鋪15 m 后，壓路機(jī)開始碾壓，雙鋼輪1 號機(jī)緊跟攤鋪機(jī)從中間位置向路緣帶采取去靜回振（高頻、低幅）的方式碾壓一遍，重疊1/3 輪寬，速度2～3 km/h；雙鋼輪2 號機(jī)和1 號機(jī)碾壓方式一樣，兩臺壓路機(jī)碾壓區(qū)域中間連接部位要形成重疊碾壓，避免出現(xiàn)漏壓現(xiàn)象[6]。

復(fù)壓：復(fù)壓采用四臺輪胎壓路機(jī)進(jìn)行，其中雙鋼輪后跟隨兩臺輪胎壓路機(jī)，后兩臺壓路機(jī)緊隨，形成階梯碾壓，每臺壓路機(jī)壓實不少于2 遍，碾壓速度3～5 km/h，疊輪1/3。

終壓：采用1 臺雙鋼輪壓路機(jī)，速度3～6 km/h。待溫度降至125 ℃以下后，靜壓兩遍收光，直至消除輪跡。

2.4.2 后200 m 碾壓方案

初壓：采用兩臺輪胎壓路機(jī)緊跟碾壓，碾壓速度2～3 km/h，重疊1/3 輪寬。

復(fù)壓：采用兩臺雙鋼輪壓路機(jī)去靜回振2 遍，而后2 臺輪胎壓路機(jī)緊跟碾壓各2 遍，形成階梯碾壓。碾壓速度3～5 km/h，重疊1/3 輪寬。

終壓：采用1臺雙鋼輪壓路機(jī)靜壓2遍，直至消除輪跡。

3 檢測結(jié)果及分析

（1）第一種碾壓方案：壓實度共檢測2 點，壓實度平均為98.9%，滿足要求。第二種碾壓方案：壓實度共檢測2 點，壓實度平均為99.4%，滿足要求。考慮到膠輪壓路機(jī)在第一遍碾壓時，輪胎容易粘沾瀝青混合料，易造成路面表面不均勻，影響路面平整度，故決定采用第一種碾壓方案開展以后的規(guī)模施工。壓實試驗檢測結(jié)果見表6。

表6 壓實試驗檢測結(jié)果匯總表

（2）每斷面（20 m）檢測3 個點的攤鋪前下承層標(biāo)高、松鋪高程及碾壓后高程，共有57 個測點，算出松鋪系數(shù)為1.23。

（3）厚度檢測面層共取芯4 個，平均厚度8.0 cm，滿足規(guī)范及設(shè)計圖紙要求。

（4）柔性基層AM-25 瀝青混合料馬歇爾試驗結(jié)果見表7，試驗結(jié)果滿足設(shè)計規(guī)范要求。

表7 馬歇爾試驗結(jié)果

（5）熱料篩分：施工后取熱料篩分，合成后級配滿足規(guī)范要求。

（6）經(jīng)取芯觀測，芯樣較密實、無孔洞，瀝青與水穩(wěn)黏結(jié)較好。

4 結(jié)語

（1）建議施工采用的AM-25 生產(chǎn)配合比：目標(biāo)配合比采用1#（19～26.5 mm）∶2#（9.5～19 mm）∶3#（4.75～9.5 mm）∶4#（2.36～4.75 mm）∶5#（0～2.36 mm）∶礦粉∶RAP（15～30）∶ RAP（5～15）=40%∶12%∶9%∶4%∶4%∶1%∶10%∶20%，選取的油石比為3.4%。

生產(chǎn)配合比采用1#倉（22～31 mm）∶2#倉（16～22 mm）∶3#倉（11～16 mm）∶4#倉（6～11 mm）∶5#倉（3～6 mm）∶6#倉（0～3 mm）∶RAP（15～30）∶RAP（5～15）∶礦粉=38%∶8%∶8%∶7%∶4%∶4%∶10%∶20%∶1%，油石比為3.4%。

（2）建議施工產(chǎn)量及作業(yè)長度：根據(jù)試驗段施工確定，拌和站產(chǎn)量確定為280 t/h，攤鋪機(jī)速度1.5 m/h，工作長度不宜大于2.5 km。

（3）其他施工建議：①要求現(xiàn)場施工人員進(jìn)行分工、分區(qū)作業(yè)，固定卸料、攤鋪、碾壓區(qū)域的施工人員，責(zé)任到人，避免出現(xiàn)人員混亂的情況發(fā)生；②對運輸車輛進(jìn)行全面檢查，未做測溫孔的車輛要求增加測溫孔，便于溫度測量；③施工時交底攤鋪機(jī)操作手，要按施工方案嚴(yán)格執(zhí)行，嚴(yán)禁私自進(jìn)行收斗操作；④橡膠瀝青應(yīng)力吸收層碾壓時，安排膠輪機(jī)第一時間緊跟灑布車進(jìn)行碎石碾壓，確保碎石碾壓的及時性。