公路工程沥青路面施工关键技术研究

2015-08-15刘承增山东省临清公路管理局山东临清252600

江西建材 2015年13期

■刘承增 ■山东省临清公路管理局，山东临清 252600

沥青路面作为我国公路工程主要的路面结构形式，具有施工作业进度快、施工技术成熟、行车舒适安全等一系列的优点，应用非常普遍。然而，由于沥青路面相比水泥混凝土路面，无论是在原材料、混合料配比设计还是拌和、生产、摊铺方面，质量控制标准要求也更高一些。一些沥青路面在施工过程中，由于在原材料、配比控制以及生产摊铺等环节质量把控不严，造成了沥青路面在建成后早期就出现了严重的车辙、开裂、沉陷坑槽、水损坏等一系列的病害问题，严重影响了沥青路面的正常安全通车使用。因此，为了确保公路工程沥青路面施工质量，延长沥青路面使用寿命，必须加强对沥青路面施工作业各个环节的质量控制，提高公路工程的整体建设水平。

1 沥青混合料配比设计

1.1 原材料的质量控制

用于公路工程沥青路面施工的原材料主要有沥青、粗集料、细集料、填料等，对于用于沥青路面施工的原材料必须在进场前进行抽样试验检测，其具体的质量标准要求主要有以下几方面:

(1)沥青。对于用于公路工程沥青路面施工的沥青材料，应该充分考虑公路工程等级、沥青所处上、中、下面层情况、施工区域的气候区划、施工季节以及路段条件等对沥青的针入度、粘度、老化性能以及延度等指标进行控制，突出沥青选用的针对性。此外，现阶段在我国公路工程沥青的选择上，往往还参照美国SHRP 沥青路用性能规范中的PG分级，通过动态剪切流变试验DSR 确定高温等级，通过BBR 试验确定低温等级，进而对沥青材料的适用性进行判断。

(2)粗集料。用于公路工程沥青路面的粗集料，如果是高等级公路应该选择碎石或者是破碎的砾石;粗集料必须确保粗集料清洁干燥，具有较好的立方体几何形状，而且强度、耐磨性能满足施工技术规范的要求。粗集料的试验检测控制指标主要有压碎值、磨耗损失、吸水率、坚固性、粘附性、针片状颗粒含量、磨光值、冲击值等。

(3)细集料。对于细集料可以选择使用天然砂或者是机制砂，细集料必须确保干燥坚硬，而且具有适当的级配，细集料的试验检测控制指标主要有视密度、坚固性、砂当量、针片状颗粒含量等相应技术指标。

(4)填料。填料在沥青混合料中的作用主要是与沥青混合形成胶团，这也是形成沥青混合料强度的主要因素。对于填料，应该尽可能的选择使用岩浆岩或者是石灰岩等强基性憎水性石料磨制而成的矿粉，并重点确保填料的粒度范围、亲水系数、含水量等项目合格，同时没有团粒结块问题。

1.2 沥青混合料的配比设计

在公路工程沥青路面的配比设计中，较多采用的主要是马歇尔配比设计方法，其设计内容主要包括以下几方面:

(1)沥青混合料级配设计。首先，应该对现场的粗细集料以及矿粉进行筛分试验，并根据筛分试验结果按照相应的计算方法，初步确定在沥青路面施工技术规范中级配范围以内的各种材料用量，并尽可能的使得合成曲线的级配接近设计的中限。在具体的级配设计中，对于高等级公路等交通量较大、轴载较重的公路工程沥青路面，应该设计级配组成更接近下限，也就是整体级配更粗一些;对于一般道路或者是中小交通量，则应该让级配更接近上限。

(2)最佳沥青用量的确定。对于沥青混合料最佳沥青用量的确定，首先是按照工程施工经验或者是技术规范中推荐的沥青用量范围，初步预估沥青用量，并按照间隔0.5%幅度上下浮动确定几组沥青用量，制备马歇尔试件。之后以对应于稳定度最大、密度最大、空隙率中值的沥青用量作为OAC1，对应于符合沥青混合料技术标准规范的沥青用量范围的中值作为OAC2，根据两者确定最佳沥青用量，一般是选择平均值作为最佳沥青用量，并进行水稳定性、抗车辙能力、低温抗裂性等路用性能的试验验证。

(3)生产配比的设计调整。在确定了目标配比以后，则应该按照目标配比所确定的各种规格集料的比例供料，并在热料仓取料进行筛分以后，重新调整用料比例，以使其合成级配更接近目标配比，之后对合成级配按照目标配合比设计的最佳用沥青用量及最佳用沥青用量上下浮动0.3%，重新进行试验验证，综合确定最佳沥青用量，经过路用性能验证以后，铺筑试验段施工，并确定松铺系数、碾压厚度、压实度标准等相关的施工技术参数。

2 沥青混合料的拌和生产

沥青混合料的拌和设备有间歇式搅拌设备与连续式搅拌设备两类，其中最为常用的主要是间歇式搅拌设备。在正式进行沥青混合料的拌和生产之前，首先应该对沥青拌和站进行全面的调试，重点确保加热辅助设施、动筛频率、称重系统、布袋除尘等控制系统的有效发挥作用。在沥青混合料的拌和生产中，最关键的因素是对加热温度以及拌和时间的确定。

在拌和时间的控制上，重点是要确保沥青能够均匀的裹覆沥青混合料，确保拌和均匀没有花白料的问题，同时还应该综合考虑拌和机的型号、沥青混合料的类型、搅拌器的充盈率等确定拌和时间，一般情况下，湿拌时间不宜少于35s，干拌时间不宜少于5s。对于沥青混合料的运输，关键是在装料过程中应该分为前、后、中多次挪动车位，以减少沥青混合料的离析问题，同时加强对运输过程中的保温控制，可以通过覆盖棉被或者是篷布等方式，确保沥青混合料的到场温度，这也是确保沥青路面压实度的关键措施。

3 沥青混合料的现场摊铺碾压施工

(1)现场施工准备。在进行沥青混合料的现场摊铺施公作业前，首先应该做好下承层的准备，重点是对下承层进行清扫，并对下承层的平整度、强度等技术指标进行试验检测，确保合格后进行粘层或者是封层的施工。

(2)沥青混合料的摊铺施工作业。对于沥青混合料的现场摊铺施工，如果未采用温拌沥青混合料，应该确保施工作业环境温度在10℃以上，同时按照试验段确定的松铺系数进行调整控制，一般在1.15 -1.25。在施工前，应该提前预热熨平板，控制熨平板的温度在100 -150℃，整个摊铺作业应该均匀连续的进行，摊铺机的行走速度应该根据拌和机产量以及施工机械配套等确定，并按照摊铺厚度以及材料类型确定摊铺机工作装置的振频和振幅。

(3)沥青混合料的碾压施工。对于沥青混合料的碾压施工，应该严格控制碾压温度以确保可压实性。

整个碾压作业过程分为初压、复压和终压三个阶段开展，碾压具体的作业方式为振动压实至少3 遍，轮胎压路机压实至少2 遍，钢轮压路机赶光2 遍;如果沥青路面类型为SMA 路面，应该避免使用轮胎压路机以免玛蹄脂被挤出。碾压结束后应该及时通过钻芯取样或者是核子密度仪等设备检测路面压实度，压实度的控制按照不小于实验室标准密度的98%、最大理论密度的93%、或者是试验段密度的99%进行控制。