瀝青路面下面層試驗段施工技術(shù)分析

孫湘俊，王 安，孫瀟瀟

(1.廣州市市政工程設(shè)計研究院，廣東廣州 510000; 2.長沙理工大學，湖南長沙 410076)

寧道高速(寧遠至道縣)是國家高速公路網(wǎng)規(guī)劃“7918網(wǎng)”中的廈門至成都國家高速公路湖南省段的重要組成部分，全長約91 km。路面結(jié)構(gòu)形式為:20 cm水泥穩(wěn)定碎石底基層+36 cm水泥穩(wěn)定碎石基層+8 cm瀝青混凝土下面層+6 cm瀝青混凝土中面層+4 cm瀝青混凝土上面層。面層作為結(jié)構(gòu)功能層，它的施工工藝水平直接影響到路面路用性能的好壞，因此，大面積施工前進行試驗路的修筑，總結(jié)施工工藝和方法，是十分有必要的。

1 原材料

1.1 瀝青

瀝青下面層采用優(yōu)質(zhì)道路石油瀝青，標號50號，技術(shù)要求見表1。

表1 道路石油瀝青A－50技術(shù)要求

1.2 粗集料

宜采用 26.5 ～ 19 mm、19 ～ 9.5 mm、9.5 ～4.75 mm、4.75 ～2.36 mm 四檔規(guī)格粗集料，采用石質(zhì)堅硬、清潔、不含風化顆粒、近立方體顆粒的碎石，粒徑大于2.36 mm。下面層采用石灰?guī)r等堿性石料，選用反擊式破碎機軋制的碎石，嚴格控制細長扁平顆粒含量，以確保粗集料的質(zhì)量。粗集料質(zhì)量技術(shù)要求見表2。

1.3 細集料

規(guī)格為0～2.36 mm，采用堅硬、潔凈、干燥、無風化、無雜質(zhì)并有適當級配的人工軋制的米砂，石質(zhì)為石灰?guī)r，不能采用山場的下腳料。細集料質(zhì)量技術(shù)要求見表3。

1.4 填料

采用石灰?guī)r堿性石料經(jīng)磨細得到的礦粉。礦粉必須干燥、清潔，礦粉質(zhì)量技術(shù)要求見表4，進場填料按每批次進行檢驗。拌和機回收的粉料不能用于拌制瀝青混合料，以確保瀝青面層的質(zhì)量。

表2 瀝青下面層用粗集料質(zhì)量技術(shù)要求

表3 瀝青下面層細集料規(guī)格

表4 瀝青面層用礦粉質(zhì)量技術(shù)要求

2 目標配合比和生產(chǎn)配合比驗證

2.1 室內(nèi)目標配合比

本試驗段瀝青混凝土下面層瀝青為A級50#道路石油瀝青;粗集料為后頭寨石料廠生產(chǎn)的石灰?guī)r碎石;機制砂為寧道31標自己生產(chǎn)，礦粉為廣西興安山泉礦粉廠生產(chǎn)。提供的目標配合比為19～26.5 mm 碎石∶9.5 ～19 mm 碎石∶4.75 ～9.5 mm碎石∶2.36～4.75 mm碎石∶機制砂∶礦粉 =22%∶27%∶18%∶9%∶20%∶4%。以確定的摻配比例、油石比 3.6%、4.1%、4.6%、5.1%分別成型馬歇爾試件檢測物理指標，確定最佳油石比為4.1%。見表5。

表5 AC—25C瀝青混凝土礦料合成級配表

2.2 拌和樓生產(chǎn)配合比調(diào)試

瀝青混凝土采用一臺PMT360型間隙式瀝青拌和樓拌和，配備6個冷料倉，6#冷料倉未使用，其他5個冷料倉按順序容納 5#料、4#料、3#料、2#料、1#料;以目標配合比的比例進料，冷料倉的出料口為固定尺寸，僅用變量電機帶動小皮帶轉(zhuǎn)速調(diào)整冷料進料比例，使各冷料按設(shè)計比例進入烘干筒進行烘干。

冷料調(diào)整正確后，經(jīng)加熱烘干提升進入熱料倉進行二次篩分，經(jīng)試驗室水洗法篩分確定PMT360型各熱料倉的比例為:5#倉∶4#倉∶3#倉∶2#倉∶1#倉∶礦粉=19 ∶26.5 ∶17 ∶7 ∶28 ∶2.5，該合成級配接近目標級配。

見表6、表7。

表6 PMT360拌和站瀝青混凝土礦料合成級配表

表7 熱料倉的密度結(jié)果匯總

2.3 生產(chǎn)配合比驗證

按最佳油石比4.1%進行試拌，各項指標均滿足施工技術(shù)規(guī)范要求。見表8。

3 試驗路的施工

3.1 施工前的準備

1)檢查下封層的完整性與基層表面的粘結(jié)性。對局部基層外露和下封層兩側(cè)寬度不足部分按下封層施工要求進行補鋪;對已成型的下封層，用硬物刺破后應與基層表面相粘結(jié)，以不能整層被撕開為合格。

表8 PMT360試拌瀝青混合料馬歇爾試驗結(jié)果

2)對下封層表面浮動礦料應掃至路面以外，表面雜物亦清掃干凈?；覊m應提前沖洗，風吹干凈。

3)路面基層沉降檢查。下封層完成后，基層頂面沉降速率連續(xù)兩個月內(nèi)小于3 mm/月，才可鋪筑下面層。

4)在已施工的基層上進行高層測量及中樁恢復工作，在邊線外側(cè)0.5 m及中線附近處每隔10 m釘立鋼釬樁，根據(jù)設(shè)計高程，架設(shè)鋼絲線，并取得監(jiān)理工程師的認可。

5)松鋪系數(shù)觀測點的布置及觀測。

松鋪系數(shù)采用對某定點的松鋪前的厚度除以壓實后的厚度的方法來確定。試驗段施工系數(shù)暫采用1.2。

3.2 瀝青混合料的拌和

本次試鋪采用一臺PMT360型間隙式拌和樓進行瀝青混合料的拌和。本次試鋪混合料的出料速度平均為180 t/h;瀝青加熱溫度160℃，礦料溫度170℃ ～190℃;拌和時間根據(jù)試拌確定為55 s(干拌時間8 s，濕拌時間27 s);試鋪段經(jīng)總量校核拌和樓各熱料倉用量為:5#熱料倉∶4#熱料倉∶3#熱料倉∶2#熱料倉∶1#熱料倉∶礦粉 =19.0 ∶26.5 ∶17.0 ∶7.0 ∶28.0 ∶2.5，瀝青用量為 4.1%，符合設(shè)計要求。瀝青混合料的出廠溫度均在150℃～165℃之間。

3.3 瀝青混合料的現(xiàn)場攤鋪

3.3.1 攤鋪機作業(yè)情況及找平方式

本次試鋪段瀝青混凝土下面層采用2臺ABG8820攤鋪機全幅鋪筑，2臺攤鋪機相距10～30 m，靠近路肩側(cè)的主機在前，攤鋪機拼寬6.0 m，采用非觸點式走平衡梁;靠近中分帶的副機在后，攤鋪機拼寬5.25 m，中間在攤鋪好的層面上走“雪撬”，左側(cè)采用非觸點式走平衡梁，2臺攤鋪機攤鋪層的縱向接縫采用斜接縫。

3.3.2 料車卸料方式

蓋有蓬布的運輸車輛運量大于攤鋪速度，在攤鋪機前有3輛左右運輸車輛時可以開始攤鋪，攤鋪機前有專人指揮倒車，車輛在離攤鋪機10～30 cm處停住，避免撞擊攤鋪機，卸料過程上運料車掛空檔，依靠攤鋪機推動前進，倒料時，起頂不要一次起的過高，待攤鋪機受料斗料滿后，緩慢均勻地向攤鋪機的料斗內(nèi)卸料，避免卸料時有混合料溢出。

3.3.3 攤鋪溫度

在運料車到達攤鋪現(xiàn)場時，有專人用水銀溫度計測量并記錄每輛料車混合料的到場溫度和攤鋪溫度，根據(jù)測量結(jié)果，到場溫度均在150℃ ～158℃之間，攤鋪溫度均在143℃ ～148℃之間。

3.3.4 攤鋪速度及初步振搗夯實方法

本次試鋪中，攤鋪機選擇攤鋪速度為2～3 m/min，做到緩慢均勻，不間斷地攤鋪，攤鋪機就位后，用液化氣先預熱50～60 min，使熨平板溫度達到100℃以上;開始攤鋪后，有專人檢查厚度及平整度，為使振夯頻率與振幅相配套，使攤鋪面層有足夠的初始強度，確定夯錘5級。

3.3.5 消除鋪面離析的技術(shù)

1)做好攤鋪機熨平板的預熱，達到一定溫度后再開始攤鋪，并在熨平板底抹色拉油，使熨平板底不毛糙。

2)攤鋪機調(diào)整到最佳工作狀態(tài)，調(diào)好螺旋布料器兩端的自動料位器，使料門開度、鏈板送料器的速度和螺旋布料器的轉(zhuǎn)速相匹配，螺旋布料器內(nèi)混合料表面略高于螺旋布料器2/3為度，使熨平板的擋板前混合料的高度在全寬范圍內(nèi)保持一致，避免攤鋪層出現(xiàn)離析現(xiàn)象。

3)在攤鋪過程中保持勻速前進，盡量減少收斗次數(shù)，縮短收斗時間，避免攤鋪收斗離析現(xiàn)象。

3.4 試驗路現(xiàn)場壓實

本次試鋪過程上采用的壓實方案(表9)為:

1)k266+400～k266+682段采用碾壓方案:初壓采用2臺DD118HF型壓路機并排按照兩臺攤鋪機攤鋪寬度緊跟攤鋪機由路面橫斷面低處向橫斷面高處進行碾壓，碾壓遍數(shù)為3遍，前進靜壓，后退振動，速度為2～3 km/h;復壓采用2臺膠輪壓路機按照兩臺攤鋪機攤鋪寬度緊跟雙鋼輪進行碾壓，碾壓遍數(shù)均為3遍，速度為3～5 km/h，錯輪30～50 cm碾壓;終壓采用1臺SW850型壓路機振壓1遍，靜壓1遍，速度為3～6 km/h。碾壓時做到慢起步、緩剎車，攤鋪機接縫處及兩側(cè)多碾壓1遍，保證路面壓實度。

2)初壓溫度均在135℃以上，復壓溫度均在102℃以上，碾壓終了溫度均不低于79℃。

表9 瀝青混合料壓實方案表

4 試驗路的檢測

本次試鋪段采用隨機抽檢的方式進行，項目部工地試驗室對試鋪段鉆芯取樣，分別鉆取6個芯樣，芯樣壓實度、空隙率如表10。

從試驗結(jié)果看，壓實度代表值98.17%。

表10 路面芯樣壓實度試驗結(jié)果

路面平整度試驗結(jié)果檢測顯示，本次試鋪段平整度平均值為1.11 mm，滿足規(guī)范要求。

5 施工中要注意的問題

5.1 拌和站的問題

1)從試驗路情況可以看到，在雙鋼輪壓路機上來壓第一遍的時候，表面的集料就開始發(fā)白的嚴重，說明集料和瀝青沒有很好的粘附在一起，也就說明在拌和站除塵和拌和存在問題。這個情況也是反映了集料本身含粉塵較多。

2)熱料倉的集料級配和室內(nèi)試驗的集料級配比例差別較大，從現(xiàn)場來看，超粒徑的，級配偏細的都有，這些問題都是從拌和站出來的問題，可以看到出現(xiàn)這些問題的拌和站吐料情況比較嚴重。

3)拌和站的出廠溫度控制不嚴。在拌和站出場溫度下面層50#瀝青要求是150℃ ～170℃，瀝青的加熱溫度是160℃ ～170℃，集料的加熱溫度比瀝青的加熱溫度還要高5℃ ～10℃，溫度控制不嚴，從現(xiàn)場鉆芯的情況看，就會出現(xiàn)孔隙率較大，碎石被壓碎的情況。

5.2 現(xiàn)場攤鋪

1)施工工序問題，這個問題主要是壓路機的配備和配合問題。應該根據(jù)自己的壓路機的噸位情況合理安排壓路機的作業(yè)，以及根據(jù)AC級配的特點，合理安排鋼輪壓路機和膠輪壓路機的作業(yè)次數(shù)。

2)離析情況較為嚴重。解決這一問題，應做好攤鋪機熨平板的預熱，達到一定溫度后再開始攤鋪;攤鋪機調(diào)整到最佳工作狀態(tài)，調(diào)好螺旋布料器兩端的自動料位器，使料門開度、鏈板送料器的速度和螺旋布料器的轉(zhuǎn)速相匹配，使熨平板的擋板前混合料的高度在全寬范圍內(nèi)保持一致;還有在攤鋪過程中保持勻速前進，盡量減少收斗次數(shù)，縮短收斗時間。

6 結(jié)語

通過對湖南省寧道高速公路31標瀝青路面下面層試驗路進行施工技術(shù)分析，總結(jié)了現(xiàn)場施工關(guān)鍵指標的控制和施工工藝的組織，證明試驗路的施工是成功的，它驗證了瀝青混合料目標配合比和生產(chǎn)配合比的可行性、現(xiàn)場施工組織、施工方法、技術(shù)管理及質(zhì)量控制方法的合理性。通過實驗路段的施工，獲得了瀝青下面層的松鋪系數(shù)、攤鋪速度、碾壓組合與壓實度的關(guān)系等重要數(shù)據(jù)，為后續(xù)大面積施工提供了參考。

［1］JTG F40－2004，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范［S］.

［2］JTG 036－1998，公路改性瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范［S］.

［3］JTG 059－1995，公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程［S］.

［4］長沙理工大學，同濟大學.重載交通長壽命瀝青路面關(guān)鍵技術(shù)研究分報告六－重載交通長壽命瀝青路面設(shè)計與施工技術(shù)指南［Z］.2008.