沥青混凝土路面上面层配合比设计与施工控制

【摘要】要提高沥清混凝土路面的工程质量, 上面层的施工质量必须保证。笔者结合多年的工作经验总结了沥青混凝土路面上面层的具体配合比设计和施工质量控制技术。

【关键词】高速公路沥青混凝土路面上面层施工控制

　　公路工程由于行车密度大、车速快，并且随着车辆轴载明显增加以及重车比例增大，给沥青路面带来了明显的早期损坏。这也对沥青路面的级配情况、抗滑性、平整度、密实性等提出了更高的要求。其中上面层是影响路面质量最直接的因素，也是最主要的因素，要提高路面的工程质量，上面层的施工质量必须保证。笔者结合多年的工作经验总结了高速公路沥青混凝土路面上面层的具体配合比设计和施工质量控制技术。

1 沥青混凝土上面层配合比设计

　　沥青混凝土路面上面层配合比的设计过程包括目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段和生产配合比验证阶段。

1.1 目标配合比设计

　　（1）材料的选择。①沥青：修筑高速公路路面的沥青，在高温时要具有较低的感温性，低温时又具有较好的形变能力，所以选择沥青时应尽量选择溶- 凝胶型结构的环烷基稠油直馏沥青。其中沥青质的含量为15%～25%，针入度指数在-2～+2 之间，PVN值宜在0～0.5 之间。②集料：首先是骨料最大粒径的确定。级配中的粗集料粒径大小与沥青混合料的抗疲劳强度和抗车辙能力有密切的关系。从国内外相关科研资料表明，当沥青混合料厚h 与最大粒径D 的比值接近2 时，表面层的抗滑性、路面抗车辙能力、耐久性有明显的提高，同时可以减少路面平整度的衰减；其次是判断集料的酸碱性。由于沥青含有沥青酸显酸性，为了使集料与沥青有较好的结合能力，所以在选择时应该不考虑酸性的集料。③填料：沥青混凝土用的填料宜采用石灰岩或岩浆中的强基性岩石（ 憎水性石料），经磨细得到的矿粉。矿粉要求干燥、洁净的。当采用水泥、石灰、粉煤灰作填料时，其用量不宜超过矿粉总量的2%。碎石严禁尺寸有重叠现象，避免拌和出现溢料和待料现象，尽量控制超大粒径的含量，应不大于3%，超最小粒径含量不大于7%。

　　（2）矿质混合料比例的确定。首先进行组成材料的原始数据的测定，然后计算组成材料配合比，最后为调整配合比。计算得的合成级配应根据下列要求作必要的配合比调整：①通常情况下，合成级配曲线宜尽量接近设计级配中限尤其应使0.075mm、2.36mm 和4.75mm 筛孔的通过量尽量接近设计级配范围的中限。②对于重交通的高速公路面层，宜偏向级配范围的下限。③合成级配曲线应接近连续的或合理的间断级配。

　　（3）最佳油石比的确定。根据沥青混合料的强度理论，沥青用量少时，沥青不足形成薄膜粘结矿料颗粒，抗剪强度不高，沥青用量过多时，起润滑作用的自由沥青增加，使内摩阻力降低，粘结力下降，强度减小。目前，国内沥青油石比由室内常规马歇尔试验确定，即由沥青混合料密实度、稳定度、孔隙率等指标初步确定油石比，与规范的取值要求进行比较取值。笔者主张在沥青混合料中除了要进行常规的马歇尔试验外，其中最重要的是应选用动稳定度试验，才能客观全面地反映实际。

1.2 生产配合比设计

　　（1）冷料的调试。冷料的调试主要根据目标配合比的矿料比例。根据沥青混凝土拌和的产量Q，确定每分钟矿料的进料数量。室内冷料的流量是通过相应的度盘控制。将每个冷料对应的度盘旋至两个不同的刻度上，称量每个流量，根据所计算的流量即可内插求得对应的度盘数值。

　　（2）生产配合比的调试。分别取二级筛分后进入热料仓的材料进行筛分，确定各热料仓的矿料比例，供拌和站使用，按最佳油石比±0.3%进行马歇尔试验和动稳定度试验，进一步确定生产配合比中的最佳油石比。

1.3 生产配合比验证

　　（1）一个配合比能否真正运用到施工中去，这要通过试验段来验证，通过铺筑试验段可以确定摊铺机的摊铺温度，摊铺速度、振级、压路机的碾压工作，以及确定松铺系数等。

　　（2）在铺筑试验段的过程中，在拌和站取样进行马歇尔试验和抽提试验，抽提后的矿料进行筛分试验，试验结果应符合规范要求。

　　（3）在试验路段碾压成型12 小时后，对摊铺的沥青面层进行钻芯取样，以检测其厚度及压实度。

2 沥青混凝土上面层的施工质量控制

　　在沥青混凝土路面正式施工时，先进行试验段施工。通过沥青路面试验段施工应达到以下几个目的：验证目标、生产配合比；通过试验段确定最佳人员组织；通过试验确定最佳机械组合；通过试验段对沥青混合料面层施工的经济效益评估。根据试验段确定各项数据，指导正式施工，在施工过程中，应掌握如下原则：

2.1 沥青混合料的拌和

　　（1）高速公路沥青混凝土上面表层施工，其拌和站总量必须在160T/h以上，拌和站应具有自动记录功能。

　　（2）拌和厂必须配备合格的试验室和熟悉沥青混合料的试验、生产工艺、质量指标的试验人员，并能及时提供给监理工程师满意的试验资料。

　　（3）沥青加热温度及沥青混凝土的拌和温度、拌和时间、施工温度等应满足相关技术规范要求。

2.2 沥青混合料的运输

　　（1）运输车辆必须是15T 以上的自卸翻斗车，车况良好，车内必须清洁。

　　（2）装料时应前后移动，避免混合料离析。

　　（3）运送沥青混合料的汽车应覆盖，防止受到风吹、日晒、雨淋、污染等。运料汽车在摊铺机前10cm～30cm处停放，禁止碰撞摊铺机。

2.3 沥青混合料的摊铺

　　（1）下承层的准备：沥青面层摊铺前必须对中面层清扫或冲洗，表面要保证干净、清洁，无杂物及污染，然后喷洒粘层油，粘层油喷油量一定要准确、均匀，如果过多，将会影响上面层的油石比。

　　（2）摊铺机采用进口先进的摊铺机，如ABG423，表面层必须全幅摊铺，同时应用浮动基准梁控制摊铺厚度和平整度。

　　（3）摊铺机的准备：按相关施工技术规范要求进行。

2.4 沥青混合料的压实成型及压实度的要求

　　（1）作为沥青混凝土上面层，压实设备应配有2 台双光轮振动压路机（ 要求静压11t 以上），INGERSOLL-RAND、DD-110（ 或同类型压路机），2 台16T 以上轮胎压路机，1 台6-8T 以钢轮双振动压路机。

　　（2）沥青混凝土表面层的碾压宜符合初压、复压要求。

　　（3）初压应在摊铺后较高温度下进行，并不得产生推移，开裂，压实温度应根据沥青粘度，压路机类型、气温、铺筑层厚度，混合料类型经试压确定。

　　（4）压路机不应突然改变路线、加速、急刹车、中途停机等。同时压路机不能在同一断面上回程碾压，每次回程应前后错开不小于1m 距离的阶梯状。

　　（5）压实度要求：作为高速公路沥青混凝土上面层压实度是一个十分关键并重要的指标，如果压实达不到要求，则孔隙率增大，平整度衰减加速，路面耐久性降低。对压实度的要求应遵循孔隙率控制在3%～6%之间，因此压实度一般要求在98%以上。

2.5 横缝处理

　　（1）横向接缝处理不好会严重影响面层平整度和行车舒适性，所以应认真对待。

　　（2）摊铺前，先用6 米直尺检查，平整度超过3mm 的部分应切去。接头处清理干净，再涂上粘层沥青，待基本干后摊铺机就位。

　　（3）熨平板开始预热后，测量原油面厚度，用虚铺系数计算出虚铺厚度，测量应准确；熨平板预热15~20min，使接缝处原路面温度达到65℃以上，再以2m/min 的速度慢速摊铺。

　　（4）碾压用DD-110 振动压路机进行，碾前将原路面上堆20cm 宽混合料对原路面进行预热5~10min，然后将横向接缝碾压，每15cm 间隔逐步错轮重叠压实两米宽度。

3 结束语

　　总之，沥青路面在世界各国采用近百年，从科研设计到施工均有一套完事的理论作为指导。然而，由于各地气候条件、施工手段、原材料各异，使这一科学具有复杂和多变性，笔者根据近年来对国内一些工程的考虑，同时结合自己的一部分实践经验，提出了上述关键点，诣在和同仁们共同探讨，以达到提高之目的。