沥青路面下面层试验段施工技术分析

孙湘俊，王 安，孙潇潇

(1.广州市市政工程设计研究院，广东广州 510000; 2.长沙理工大学，湖南长沙 410076)

宁道高速(宁远至道县)是国家高速公路网规划“7918网”中的厦门至成都国家高速公路湖南省段的重要组成部分，全长约91 km。路面结构形式为:20 cm水泥稳定碎石底基层+36 cm水泥稳定碎石基层+8 cm沥青混凝土下面层+6 cm沥青混凝土中面层+4 cm沥青混凝土上面层。面层作为结构功能层，它的施工工艺水平直接影响到路面路用性能的好坏，因此，大面积施工前进行试验路的修筑，总结施工工艺和方法，是十分有必要的。

1 原材料

1.1 沥青

沥青下面层采用优质道路石油沥青，标号50号，技术要求见表1。

表1 道路石油沥青A－50技术要求

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 四档规格粗集料，采用石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、近立方体颗粒的碎石，粒径大于2.36 mm。下面层采用石灰岩等碱性石料，选用反击式破碎机轧制的碎石，严格控制细长扁平颗粒含量，以确保粗集料的质量。粗集料质量技术要求见表2。

1.3 细集料

规格为0～2.36 mm，采用坚硬、洁净、干燥、无风化、无杂质并有适当级配的人工轧制的米砂，石质为石灰岩，不能采用山场的下脚料。细集料质量技术要求见表3。

1.4 填料

采用石灰岩碱性石料经磨细得到的矿粉。矿粉必须干燥、清洁，矿粉质量技术要求见表4，进场填料按每批次进行检验。拌和机回收的粉料不能用于拌制沥青混合料，以确保沥青面层的质量。

表2 沥青下面层用粗集料质量技术要求

表3 沥青下面层细集料规格

表4 沥青面层用矿粉质量技术要求

2 目标配合比和生产配合比验证

2.1 室内目标配合比

本试验段沥青混凝土下面层沥青为A级50#道路石油沥青;粗集料为后头寨石料厂生产的石灰岩碎石;机制砂为宁道31标自己生产，矿粉为广西兴安山泉矿粉厂生产。提供的目标配合比为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∶机制砂∶矿粉 =22%∶27%∶18%∶9%∶20%∶4%。以确定的掺配比例、油石比 3.6%、4.1%、4.6%、5.1%分别成型马歇尔试件检测物理指标，确定最佳油石比为4.1%。见表5。

表5 AC—25C沥青混凝土矿料合成级配表

2.2 拌和楼生产配合比调试

沥青混凝土采用一台PMT360型间隙式沥青拌和楼拌和，配备6个冷料仓，6#冷料仓未使用，其他5个冷料仓按顺序容纳 5#料、4#料、3#料、2#料、1#料;以目标配合比的比例进料，冷料仓的出料口为固定尺寸，仅用变量电机带动小皮带转速调整冷料进料比例，使各冷料按设计比例进入烘干筒进行烘干。

冷料调整正确后，经加热烘干提升进入热料仓进行二次筛分，经试验室水洗法筛分确定PMT360型各热料仓的比例为:5#仓∶4#仓∶3#仓∶2#仓∶1#仓∶矿粉=19 ∶26.5 ∶17 ∶7 ∶28 ∶2.5，该合成级配接近目标级配。

见表6、表7。

表6 PMT360拌和站沥青混凝土矿料合成级配表

表7 热料仓的密度结果汇总

2.3 生产配合比验证

按最佳油石比4.1%进行试拌，各项指标均满足施工技术规范要求。见表8。

3 试验路的施工

3.1 施工前的准备

1)检查下封层的完整性与基层表面的粘结性。对局部基层外露和下封层两侧宽度不足部分按下封层施工要求进行补铺;对已成型的下封层，用硬物刺破后应与基层表面相粘结，以不能整层被撕开为合格。

表8 PMT360试拌沥青混合料马歇尔试验结果

2)对下封层表面浮动矿料应扫至路面以外，表面杂物亦清扫干净。灰尘应提前冲洗，风吹干净。

3)路面基层沉降检查。下封层完成后，基层顶面沉降速率连续两个月内小于3 mm/月，才可铺筑下面层。

4)在已施工的基层上进行高层测量及中桩恢复工作，在边线外侧0.5 m及中线附近处每隔10 m钉立钢钎桩，根据设计高程，架设钢丝线，并取得监理工程师的认可。

5)松铺系数观测点的布置及观测。

松铺系数采用对某定点的松铺前的厚度除以压实后的厚度的方法来确定。试验段施工系数暂采用1.2。

3.2 沥青混合料的拌和

本次试铺采用一台PMT360型间隙式拌和楼进行沥青混合料的拌和。本次试铺混合料的出料速度平均为180 t/h;沥青加热温度160℃，矿料温度170℃ ～190℃;拌和时间根据试拌确定为55 s(干拌时间8 s，湿拌时间27 s);试铺段经总量校核拌和楼各热料仓用量为:5#热料仓∶4#热料仓∶3#热料仓∶2#热料仓∶1#热料仓∶矿粉 =19.0 ∶26.5 ∶17.0 ∶7.0 ∶28.0 ∶2.5，沥青用量为 4.1%，符合设计要求。沥青混合料的出厂温度均在150℃～165℃之间。

3.3 沥青混合料的现场摊铺

3.3.1 摊铺机作业情况及找平方式

本次试铺段沥青混凝土下面层采用2台ABG8820摊铺机全幅铺筑，2台摊铺机相距10～30 m，靠近路肩侧的主机在前，摊铺机拼宽6.0 m，采用非触点式走平衡梁;靠近中分带的副机在后，摊铺机拼宽5.25 m，中间在摊铺好的层面上走“雪撬”，左侧采用非触点式走平衡梁，2台摊铺机摊铺层的纵向接缝采用斜接缝。

3.3.2 料车卸料方式

盖有蓬布的运输车辆运量大于摊铺速度，在摊铺机前有3辆左右运输车辆时可以开始摊铺，摊铺机前有专人指挥倒车，车辆在离摊铺机10～30 cm处停住，避免撞击摊铺机，卸料过程上运料车挂空档，依靠摊铺机推动前进，倒料时，起顶不要一次起的过高，待摊铺机受料斗料满后，缓慢均匀地向摊铺机的料斗内卸料，避免卸料时有混合料溢出。

3.3.3 摊铺温度

在运料车到达摊铺现场时，有专人用水银温度计测量并记录每辆料车混合料的到场温度和摊铺温度，根据测量结果，到场温度均在150℃ ～158℃之间，摊铺温度均在143℃ ～148℃之间。

3.3.4 摊铺速度及初步振捣夯实方法

本次试铺中，摊铺机选择摊铺速度为2～3 m/min，做到缓慢均匀，不间断地摊铺，摊铺机就位后，用液化气先预热50～60 min，使熨平板温度达到100℃以上;开始摊铺后，有专人检查厚度及平整度，为使振夯频率与振幅相配套，使摊铺面层有足够的初始强度，确定夯锤5级。

3.3.5 消除铺面离析的技术

1)做好摊铺机熨平板的预热，达到一定温度后再开始摊铺，并在熨平板底抹色拉油，使熨平板底不毛糙。

2)摊铺机调整到最佳工作状态，调好螺旋布料器两端的自动料位器，使料门开度、链板送料器的速度和螺旋布料器的转速相匹配，螺旋布料器内混合料表面略高于螺旋布料器2/3为度，使熨平板的挡板前混合料的高度在全宽范围内保持一致，避免摊铺层出现离析现象。

3)在摊铺过程中保持匀速前进，尽量减少收斗次数，缩短收斗时间，避免摊铺收斗离析现象。

3.4 试验路现场压实

本次试铺过程上采用的压实方案(表9)为:

1)k266+400～k266+682段采用碾压方案:初压采用2台DD118HF型压路机并排按照两台摊铺机摊铺宽度紧跟摊铺机由路面横断面低处向横断面高处进行碾压，碾压遍数为3遍，前进静压，后退振动，速度为2～3 km/h;复压采用2台胶轮压路机按照两台摊铺机摊铺宽度紧跟双钢轮进行碾压，碾压遍数均为3遍，速度为3～5 km/h，错轮30～50 cm碾压;终压采用1台SW850型压路机振压1遍，静压1遍，速度为3～6 km/h。碾压时做到慢起步、缓刹车，摊铺机接缝处及两侧多碾压1遍，保证路面压实度。

2)初压温度均在135℃以上，复压温度均在102℃以上，碾压终了温度均不低于79℃。

表9 沥青混合料压实方案表

4 试验路的检测

本次试铺段采用随机抽检的方式进行，项目部工地试验室对试铺段钻芯取样，分别钻取6个芯样，芯样压实度、空隙率如表10。

从试验结果看，压实度代表值98.17%。

表10 路面芯样压实度试验结果

路面平整度试验结果检测显示，本次试铺段平整度平均值为1.11 mm，满足规范要求。

5 施工中要注意的问题

5.1 拌和站的问题

1)从试验路情况可以看到，在双钢轮压路机上来压第一遍的时候，表面的集料就开始发白的严重，说明集料和沥青没有很好的粘附在一起，也就说明在拌和站除尘和拌和存在问题。这个情况也是反映了集料本身含粉尘较多。

2)热料仓的集料级配和室内试验的集料级配比例差别较大，从现场来看，超粒径的，级配偏细的都有，这些问题都是从拌和站出来的问题，可以看到出现这些问题的拌和站吐料情况比较严重。

3)拌和站的出厂温度控制不严。在拌和站出场温度下面层50#沥青要求是150℃ ～170℃，沥青的加热温度是160℃ ～170℃，集料的加热温度比沥青的加热温度还要高5℃ ～10℃，温度控制不严，从现场钻芯的情况看，就会出现孔隙率较大，碎石被压碎的情况。

5.2 现场摊铺

1)施工工序问题，这个问题主要是压路机的配备和配合问题。应该根据自己的压路机的吨位情况合理安排压路机的作业，以及根据AC级配的特点，合理安排钢轮压路机和胶轮压路机的作业次数。

2)离析情况较为严重。解决这一问题，应做好摊铺机熨平板的预热，达到一定温度后再开始摊铺;摊铺机调整到最佳工作状态，调好螺旋布料器两端的自动料位器，使料门开度、链板送料器的速度和螺旋布料器的转速相匹配，使熨平板的挡板前混合料的高度在全宽范围内保持一致;还有在摊铺过程中保持匀速前进，尽量减少收斗次数，缩短收斗时间。

6 结语

通过对湖南省宁道高速公路31标沥青路面下面层试验路进行施工技术分析，总结了现场施工关键指标的控制和施工工艺的组织，证明试验路的施工是成功的，它验证了沥青混合料目标配合比和生产配合比的可行性、现场施工组织、施工方法、技术管理及质量控制方法的合理性。通过实验路段的施工，获得了沥青下面层的松铺系数、摊铺速度、碾压组合与压实度的关系等重要数据，为后续大面积施工提供了参考。

［1］JTG F40－2004，公路沥青路面施工技术规范［S］.

［2］JTG 036－1998，公路改性沥青路面施工技术规范［S］.

［3］JTG 059－1995，公路路基路面现场测试规程［S］.

［4］长沙理工大学，同济大学.重载交通长寿命沥青路面关键技术研究分报告六－重载交通长寿命沥青路面设计与施工技术指南［Z］.2008.