瀝青路面施工關(guān)鍵工藝研究

摘 要：本文研究了瀝青路面施工時(shí)各工藝的關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)，簡(jiǎn)要介紹瀝青路面的施工工藝與流程：施工準(zhǔn)備、混合料拌合、混合料運(yùn)輸、攤鋪、碾壓、養(yǎng)護(hù)6個(gè)階段。在級(jí)配與瀝青含量試驗(yàn)滿足要求的前提下進(jìn)行油石比試驗(yàn)，確定最佳油石比OAC約為4.5%，并對(duì)其運(yùn)輸與拌合過(guò)程的控制要點(diǎn)進(jìn)行說(shuō)明。在瀝青混合料壓實(shí)過(guò)程中，確定壓路機(jī)碾壓次數(shù)，并探究瀝青路面沿輪寬度方向的壓實(shí)度情況，試驗(yàn)結(jié)果表明，沿輪寬方向的瀝青面層壓實(shí)度降低，因此須對(duì)原碾壓路徑進(jìn)行搭接壓實(shí)。

關(guān)鍵詞：瀝青路面；油石比；攤鋪速度；壓實(shí)度

中圖分類號(hào)：U 41" " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

瀝青路面較水泥混凝土路面具有路面平整程度高、駕車舒適性強(qiáng)、養(yǎng)護(hù)與維修方便等優(yōu)點(diǎn)，因此在我國(guó)各等級(jí)的公路中廣泛應(yīng)用。但瀝青路面的施工質(zhì)量影響因素較多，施工質(zhì)量也良莠不齊，部分路面在交付使用不到3年就出現(xiàn)裂縫、松散、車轍、擁包等各類問(wèn)題[1]。

從瀝青路面的破損演變分析結(jié)果可知，早期病害是以隨機(jī)、局部形式出現(xiàn)，逐漸演變?yōu)榇竺娣e損壞，這些破壞形式均與瀝青路面的施工過(guò)程有高度的相關(guān)性，因此，本文以國(guó)道G240線臺(tái)山大江至那金段改擴(kuò)建工程為背景，研究瀝青路面的關(guān)鍵施工工藝，從原材料、拌合、運(yùn)輸、攤鋪等方面進(jìn)行綜合分析，全方位提高瀝青路面施工質(zhì)量。

1 施工工藝與流程

瀝青混凝土施工主要涉及材料混合、運(yùn)輸、鋪設(shè)和壓實(shí)等步驟[2]。選擇適當(dāng)?shù)墓橇希òú煌降纳啊⑺槭褪嫉龋?，并將這些骨料與液態(tài)瀝青混合。瀝青可以起到粘結(jié)的作用，能夠?qū)⒐橇险辰Y(jié)在一起，形成整體。將混合好的瀝青混凝土運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)。在鋪設(shè)前，對(duì)基層進(jìn)行清理和預(yù)處理，再使用攤鋪設(shè)備將瀝青混凝土均勻鋪設(shè)在基層上。在鋪設(shè)完成后，需要壓實(shí)瀝青混凝土層。壓實(shí)分為初壓、復(fù)壓和終壓3個(gè)階段，保證瀝青混凝土表面平整、光滑。同時(shí)瀝青混凝土需要在適當(dāng)?shù)臏囟认逻M(jìn)行施工，保證其黏結(jié)性和壓實(shí)效果。施工工藝流程如圖1所示。

2 關(guān)鍵施工工藝點(diǎn)研究

2.1 油石比試驗(yàn)

瀝青混合料配合比中的油石比是保證施工質(zhì)量的重要控制因素，油石比偏大或偏小均會(huì)使路面出現(xiàn)不同程度的病害問(wèn)題[3]。油石比試驗(yàn)分3步完成：制作對(duì)比樣本、進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)、確定最佳油石比。在制作對(duì)比樣本之前，應(yīng)先對(duì)骨料的級(jí)配與瀝青含量進(jìn)行試驗(yàn)，根據(jù)實(shí)際要求進(jìn)行調(diào)整。本試驗(yàn)是在級(jí)配與瀝青含量試驗(yàn)滿足要求前提下進(jìn)行油石比試驗(yàn)，選取5組試驗(yàn)樣本，其試驗(yàn)與結(jié)果見(jiàn)表1，密度、穩(wěn)定度、流值、VV、VMA、VFA變化趨勢(shì)如圖2所示。

最大理論密度出現(xiàn)在油石比a1為5.1%時(shí)，最大穩(wěn)定度出現(xiàn)在油石比a2為4.68%時(shí)，孔隙率（VV）按規(guī)范取中值，油石比a3為4.25%，瀝青飽和度（VFA）取中值，油石比a4為4.3%。OACmin（VFA最小取值對(duì)應(yīng)油石比）為4.1%，OACmax為4.7%，OAC（最佳油石比）計(jì)算過(guò)程如公式（1）～公式（3）所示。

OAC1=a1+a2+a3+a4/4 （1）

OAC2=OACmin+OACmax/2 （2）

OAC=OAC1+OAC2/2 （3）

聯(lián)立公式（1）～公式（3），OAC約為4.5%。在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)溫度與運(yùn)輸情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

2.2 瀝青混合料的拌合與運(yùn)輸

瀝青混合料在生產(chǎn)拌合過(guò)程中，集料來(lái)自備料的料倉(cāng)。但處于不同位置的集料物理性能有所不同，因此確定生產(chǎn)配合比時(shí)應(yīng)按實(shí)際情況進(jìn)行調(diào)整，避免混合料的性能產(chǎn)生異常，減少瀝青離析等現(xiàn)象發(fā)生[4]。

拌合站的冷料備料倉(cāng)間的擋板要有一定高度，避免相鄰料倉(cāng)間出現(xiàn)混料的情況。其底部開(kāi)口形狀要使用矩形，并利用振動(dòng)器進(jìn)行輔助，避免料倉(cāng)堵塞與各粒徑骨料出現(xiàn)分層情況。

拌合完成后由運(yùn)料車運(yùn)輸瀝青混合料。運(yùn)料車在每次運(yùn)輸前后均須對(duì)車廂進(jìn)行打掃，同時(shí)，為防止瀝青與車廂板發(fā)生粘連，應(yīng)在四周涂抹一層隔離劑。裝料時(shí)，運(yùn)料車應(yīng)按要求前后移動(dòng)3次以上，按前-后-中（1-2-3）的方式均勻循環(huán)裝料，不能出現(xiàn)中間高于兩邊的情況，如圖3所示，避免混合料出現(xiàn)離析現(xiàn)象。

2.3 瀝青混合料攤鋪

用攤鋪機(jī)攤鋪瀝青混合料，在攤鋪前應(yīng)確定攤鋪機(jī)的運(yùn)行參數(shù)[5]。合適的夯錘與振動(dòng)參數(shù)可以提高瀝青混合料的預(yù)壓密實(shí)度，減少壓路機(jī)需要壓實(shí)的遍數(shù)，提高施工效率，可根據(jù)表2選擇參數(shù)。同時(shí)應(yīng)注意攤鋪機(jī)料倉(cāng)里的混合料高度宜在螺旋布料器高度的2/3左右，避免瀝青混合料溢出或不足導(dǎo)致出現(xiàn)空鋪情況。

應(yīng)按實(shí)際的工程情況確定攤鋪機(jī)的攤鋪速度，從而達(dá)到連續(xù)攤鋪的要求，計(jì)算過(guò)程如公式（4）所示。

（4）

式中：V為攤鋪機(jī)的運(yùn)行速度，m/min；C為瀝青料的供給能力，t/h；W為鋪筑路面的設(shè)計(jì)寬度，m；D為鋪筑路面的設(shè)計(jì)厚度，m；P為瀝青料壓實(shí)后的密度，取值為2.33t/m3。

當(dāng)攤鋪機(jī)起步時(shí)，運(yùn)行速度應(yīng)低于1.5m/min，此時(shí)的瀝青混合料溫度高于熨平板溫度，并且需要處理上一路段的接縫。在運(yùn)行正常后可按計(jì)算速度攤鋪，并且補(bǔ)充瀝青料時(shí)也應(yīng)適當(dāng)降低速度，達(dá)到不停機(jī)持續(xù)攤鋪的要求。攤鋪時(shí)應(yīng)有專業(yè)的操作機(jī)手進(jìn)行攤鋪機(jī)參數(shù)控制與方向控制。

2.4 瀝青混合料壓實(shí)

在壓實(shí)過(guò)程中，壓路機(jī)的碾壓速度是保證壓實(shí)質(zhì)量的重要因素[6]，當(dāng)速度為1.5m/s時(shí)，碾壓6次后壓實(shí)度即可達(dá)到98%，而速度大于6m/s時(shí)，碾壓次數(shù)大于10次，壓實(shí)度也低于95%。因此，應(yīng)采用勻速、低速的方式進(jìn)行碾壓。碾壓分為初壓、復(fù)壓和終壓，對(duì)碾壓次數(shù)無(wú)強(qiáng)制要求，次數(shù)選取見(jiàn)表3。

表3 壓路機(jī)碾壓次數(shù)選?。▎挝唬捍危?/p>

壓路機(jī)類型 初壓 復(fù)壓 終壓

適宜 最大 適宜 最大 適宜 最大

雙鋼輪壓路機(jī) 2～3 4 3～5 5 3～5 5

膠輪壓路機(jī) 2～3 4 3～5 5 3～5 5

雙鋼壓路機(jī) 2～3 3 3～5 5 3～5 5

在碾壓過(guò)程中，在壓路機(jī)沿輪寬度方向上施加的力有明顯變化。越接近輪邊的位置，由于瀝青料被擠壓推移導(dǎo)致壓實(shí)不充分，因此在沿輪寬度方向上存在一定程度的碾壓離析。本文為探究瀝青路面沿輪寬度方向的壓實(shí)度情況，使用密度測(cè)量?jī)x對(duì)雙鋼輪壓路機(jī)一次碾壓后，其輪寬范圍內(nèi)的瀝青料密度進(jìn)行檢測(cè)，其中，按瀝青面層深度由上到下每隔2cm分為一個(gè)截面，共4個(gè)截面。檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表4。

由表4可以看出，鋼輪寬度為2m，在碾壓范圍內(nèi)位于鋼輪中心點(diǎn)的瀝青混合料壓實(shí)度最高，可達(dá)到94%。力傳導(dǎo)途徑較好，并且力傳導(dǎo)至下承層后，該層已壓實(shí)，會(huì)產(chǎn)生向上的反力，因此上下方向的力可以壓實(shí)瀝青面層。當(dāng)測(cè)點(diǎn)離鋼輪中心點(diǎn)距離在0.8m以上時(shí)，壓實(shí)度降低幅度明顯，此時(shí)向上的反力降低，壓實(shí)度也明顯下降。

由于瀝青面層壓實(shí)度在沿輪寬方向存在降低的情況，因此需要對(duì)原碾壓路徑進(jìn)行搭接壓實(shí)，當(dāng)碾壓時(shí)，每次錯(cuò)輪寬度應(yīng)小于1/2輪寬，并控制碾壓的溫度。

2.5 接縫處理要點(diǎn)

瀝青面層的接縫分為縱向接縫與橫向接縫?？v向接縫是沿道路縱向形成的接縫，有熱接縫與冷接縫兩種。在施工過(guò)程中，要保證新鋪設(shè)的瀝青混合料的溫度適宜，以便與已鋪設(shè)的路面黏結(jié)。對(duì)冷接縫來(lái)說(shuō)，應(yīng)在已鋪設(shè)的路面上設(shè)置擋板，保證碾壓時(shí)能壓實(shí)邊部并使接封面垂直。應(yīng)清除接縫處的雜物和殘留的舊瀝青，保證新瀝青混合料能夠與舊路面良好黏結(jié)，并在切割后的垂直面上涂黏結(jié)瀝青，保證質(zhì)量。

橫向接縫是與道路垂直，縱向形成的接縫，通常在每天的工作縫或中斷施工后再繼續(xù)攤鋪時(shí)形成。應(yīng)將橫向接縫的位置選擇在攤鋪機(jī)換行或停機(jī)處，避免設(shè)置在彎道或坡道等復(fù)雜路段。當(dāng)施工時(shí)，橫縫碾壓溫度一般要比正常碾壓溫度低5℃～10℃。溫度過(guò)高可能會(huì)導(dǎo)致混合料推移，溫度過(guò)低則可能影響橫縫的壓實(shí)度。對(duì)橫向接縫來(lái)說(shuō)，可采用平接或斜接的方式。在高等級(jí)公路中，上層的橫向接縫通常采用垂直的平頭縫，即平接。而其他等級(jí)公路則可以采用斜接的方式。斜接縫的搭接長(zhǎng)度與厚度有關(guān)，宜為0.4～0.8m。

3 結(jié)論

本文對(duì)瀝青路面施工的關(guān)鍵工藝進(jìn)行研究，由研究結(jié)果可得出以下結(jié)論。1）在級(jí)配與瀝青含量試驗(yàn)滿足要求的前提下，最佳油石比約為4.5%。在實(shí)際生產(chǎn)中，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)溫度與運(yùn)輸情況進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。2）在碾壓范圍內(nèi)，位于鋼輪中心點(diǎn)的瀝青混合料壓實(shí)度最高，可達(dá)到94%。當(dāng)測(cè)點(diǎn)離鋼輪中心點(diǎn)距離在0.8m以上時(shí)，壓實(shí)度降低幅度明顯，此時(shí)向上的反力減少，壓實(shí)度也明顯降低。3）由于瀝青面層壓實(shí)度在沿輪寬方向降低，因此需要對(duì)原碾壓路徑進(jìn)行搭接壓實(shí)，當(dāng)碾壓時(shí)，每次錯(cuò)輪寬度應(yīng)小于1/2輪寬，并保證碾壓的溫度適宜。

參考文獻(xiàn)

[1]喬潤(rùn)斌.公路工程瀝青路面施工技術(shù)及質(zhì)量控制要點(diǎn)研究[J].交通世界，2023（26）：85-87，91.

[2]李少博，喬英建，李瑞，等.道路工程瀝青路面施工技術(shù)與質(zhì)量控制[J].運(yùn)輸經(jīng)理世界，2023（25）：22-24.

[3]唐建華.公路瀝青路面施工質(zhì)量控制影響因素的分析與評(píng)價(jià)[D].蘭州：蘭州理工大學(xué)，2021.

[4]殷長(zhǎng)燕.瀝青路面施工中的離析及其控制技術(shù)研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2016.

[5]高建綱.城市瀝青路面施工質(zhì)量控制研究[D].西安：長(zhǎng)安大學(xué)，2015.

[6]夏浩軍，裘海云.高速公路瀝青路面施工中的離析及解決方法[J].江西建材，2014（7）：162.