AC13上面层配合比设计及施工质量控制

韩峰

摘要：简要介绍汤屯高速公路AC13上面层的配合比设计及现场施工控制手段，阐述配合比及现场施工关键控制要点。

关键词：上面层；配合比；施工质量控制

汤口至屯溪高速公路既是国家重点干线天津至汕尾公路、杭州至兰州公路的重要组成部分，又是安徽省公路主骨架的“一纵”，也是连接“两山一湖（黄山、九华山、太平湖）”旅游的交通要道及“黄山~衢州~南平”与“黄山~千岛湖~武夷山”大旅游线路的重要组成部分。

本工程设计采用6cm AC201型沥青砼下面层，6cm AC201型沥青砼中面层，4cmAC13沥青砼上面层（其中、上面层采用SBS改性沥青）。现对AC-13上面层的配合比设计及现场施工控制进行介绍。

1、设计过程

1.1、原材料

要保证路面施工质量，必须选料精良。应采用招标采购的方式统一料源，收料时加强检测，保证原材料质量。原材料堆放场地采用水泥混凝土硬化，防止泥土对材料污染，不同材料间用砖墙隔离。各种材料应控制如下：

沥青：选用合适的重交通沥青按照沥青混凝土路用性能的要求进行改性处理，通常掺入SBS进行沥青改性，掺量为沥青的4%—5%。对改性沥青实行车车检测，检测合格后方可接收，并双方共同留样存档。

1.4、最佳油石比的确定

油石比与各项指标的关系曲线图

图2 油石比与毛体积密度关系曲线

图3 油石比与空隙率关系曲线

图4 油石比与饱和度VFA关系曲线

图5油石比与稳定度关系曲线

图6 油石比与流值关系曲线

确定最佳油石比

①由上图中曲线及沥青混合料技术标准可知，密度没有出现峰值，因此取相应于目标空隙率4.0%的油石比5.00％为OAC1，即最佳沥青用量的初始值OAC1=5.00%。

②由图中曲线可知，各项指标均符合沥青混合料技术标准的油石比范围为：4.80％～4.95％，即OACmin＝4.80％，OACmax＝4.95％则中值OAC2=（OACmin＋OACmax）/2＝（4.80％＋4.95％）/2＝4.87％。

③取OAC1 和OAC2的中值为最佳油石比，即定最佳油石比OAC=（OAC1＋OAC2）/2＝（5.00％＋4.87％）/2＝4.9％。

1.5、混合料的水稳定性试验、高温稳定性试验及低温抗裂性试验

进行最佳油石比下的浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验来检验设计沥青混合料的水稳定性能；车辙试验（60℃）检验沥青混合料的高温稳定性能；小梁弯曲试验(-10℃)检验沥青混合料的低温性能；试验结果见表3～表6。

1.6、设计结果

按照设计级配及最佳油石比，进行了浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验、车辙试验及-10℃小梁弯曲试验，由试验结果知，该级配抗水害性能及高、低温性能良好。

2、施工质量控制

2.1、拌和站控制

沥青拌和站为AMP-4000C型，选用四个热料仓，热料仓振动筛的倾斜角度为14°，振幅为8-12mm,拌和能力为320吨/小时，在使用前由计量部门对自动称量部分进行了认真标定，确保计量准确，生产过程由计算机自动控制并配有良好的打印装置。在使用中勤维护、保养，保证设备运行稳定，完好率高。拌和场必须配备足够试验设备，满足混合料检测要求。混合料拌合时间干拌时间不少于5秒，湿拌时间不少于40秒，确保混合料拌和均匀一致，无花白料，无结团成块或粗料分离现象，改性沥青加热温度控制在160℃-170℃，集料加热温度控制在190℃-205℃，混和料出厂温度控制在170℃-180℃，超过195℃时予以作废。同时沥拌站设专人在出料口处对拌和好的混和料的出场温度进行车车检测，并实行记录签字制度，确保沥青混合料的出场温度。

将混合料各项偏差均控制在允许范围内。热拌沥青混凝土允许偏见表8。

2.2、压实度与碾压控制

压实是沥青混凝土施工中最关键的环节，没能很好压实的沥青混合料空隙率加大对各种使用性能都有影响。开放交通后行车碾压会造成混合料的压密变形而形成不正常的车辙，同时,由于混合料没有压实,使沥青混合料的空隙偏大,增加了与空气接触的介面,加速混合料的老化,更严重的是水进入空隙车辆行驶过后,会对路面形成动水压力,对路面过早的破坏,为确保压实质量应从以下方面入手：

2.2.1、碾压温度

首先应确定最佳的碾压温度，即在材料允许的温度范围内沥青混合料能够支承压路机而不产生水平推移且压实阻力较小的温度。在此温度范围内可用较少的碾压遍数获得较高的密实度和较好的压实效果。在施工中现场温度是不断变化的，因此必须掌握好有效的压实时间，适时碾压，并根据天气及施工机械能力确定合适的碾压距离。经实践证明下表中的碾压温度对改性沥青混合料是比较合适的。

2.2.2、选择合理的压实速度和遍数

在施工中选择合理的压实速度对减少碾压时间提高作业效率非常重要。在施工过程中压路机的碾压速度要保持恒定。压路机碾压时在横向由低到高进行，要紧跟摊铺机，压路机与摊铺机的最小间距为2-3m，压路机在碾压段终点换向处要呈阶梯状，错台距离要大于1m。碾时要控制碾压速度（详见表10）。

2.2.3、选择合理的振频和振幅

为获得最佳的碾压效果，合理地选择振频和振幅非常重要，振频主要影响沥青面层的压实质量，多在42-50HZ的范围内选择。振幅则影响沥青面层的压实深度，一般选择在0.35-0.6mm之间。

2.2.4、平整度、厚度控制

平整度的好坏直接影响车辆行驶的舒适性，反映一个单位的施工水平。在施工中应从基层抓起，逐层控制。

首先，使摊铺机及找平装置处于良好工作状态，在施工中根据拌和站出料能力确定摊铺速度，保证摊铺时其前至少保证3部料车，摊铺过程中摊铺机不得中途停顿匀速前进，不得随意调整摊铺机行驶速度，在铺筑过程中摊铺机螺旋送料器应不停顿的转动，两侧应保持不少于送料器2/3的混合料，并保证在全宽断面上不离析。混合料连续摊铺过程中，运输车在摊铺机前10-30cm处停住，不得撞击摊铺机，卸料过程中运料车挂空档，靠摊铺机推动前进。同时,混合料在运输过程中,一定要用棉布或帆布对运输车上的混合料进行覆盖,防止温度过早的散失,局部温度明显偏低.

其次，中、上面层采用非接触式基准梁，提高摊铺的平整度，确保路面行车的舒适性，同时用基准梁又可保证路面摊铺厚度均匀。

2.2.5、施工接缝处理

应使用轻钢轮压路机垂直于路线进行横缝碾压，开始压路机在已压成的铺面上，伸入新铺层的宽度为15cm，然后每压一遍向新铺混合料移动15-20cm，直至全部在新铺层上后再顺路方向进行正常压实。此时边压边用3m直尺测量并配以人工细料找补，直到平整度和压实度符合要求。

3、结语

经现场检测，全线渗水合格率为92.2%（60ml/min），平整度合格率为99.4%(0.7mm)，取得了预期效果。总之改性沥青砼路面施工是一项技术性很强、范围很广的系统工程，现代化的施工机械、成熟的施工工艺是必要的物质保证手段，只有对各施工要点进行有效控制，才能铺筑出高水平的路面来。

参考文献：

1、公路改性沥青路面施工技术规范[M].北京：人民交通出版社，1999

2、沙庆林.半刚性基层沥青路面[M].北京：人民交通出版社，1998

3. 沈金安 李福普 陈景. 高速公路沥青路面早期损坏分析与防治对策[M].北京：人民交通出版社，2004

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。