ATB-25柔性基层在高速公路改扩建工程中的应用

张劲雷

(山西吕梁路桥有限公司，山西吕梁 033000)

ATB-25柔性基层在高速公路改扩建工程中的应用

张劲雷

(山西吕梁路桥有限公司，山西吕梁 033000)

以某高速公路改扩建工程为例，对比了柔性基层与半刚性基层的路面破坏特征，介绍了ATB-25柔性基层的设计要点和原材料要求，并阐述了该基层的铺筑施工方法，指出ATB-25粗粒式沥青稳定碎石柔性基层具有整体强度高、抗裂性能强等优势。

高速公路，柔性基层，半刚性基层，沥青混合料

在我国高速公路施工中，半刚性基层具有强度高、模量大的特点，容易满足规范中弯沉要求，是基层或底基层施工中应用最为广泛的结构，能减薄面层厚度，降低工程成本。半刚性基层结构中存在着先天缺陷，较大刚度的基层使得面层产生过高剪应力，且材料收缩量较大，在重载和超载车辆碾压下，极易在路面形成车辙、波浪、纵向裂缝等早期破坏。随着使用年限的增多，横向裂缝增加导致水侵入严重，造成路面出现结构性破坏。

随着我国经济持续高速增长，公路交通状况明显变化。交通量迅猛增长，重载卡车数量增加迅速，这些新的交通状况变化对路面基层提出了新的要求，推广和应用柔性基层是克服半刚性基层缺陷，有效防止路面渗水问题的有效途径。在路面基层施工中，使用柔性基层，通过其随荷载大小变形，起到荷载消能功效，克服半刚性基层因荷载产生破坏和板块位移及开裂，保护路基功能的正常运行。

本文以某高速改扩建工程中应用的ATB-25粗粒式沥青稳定碎石为例，介绍高速公路柔性基层的施工工艺，以期借鉴。

1 柔性基层与半刚性基层路面破坏对比

在路面结构设计中，为尽可能减薄沥青层厚度，基层承担了绝大部分的交通载荷。半刚性基层以刚度抵抗荷载，具有结板、弯沉小、扩散荷载能力强的优势，在国内巨大的公路建设规模中，是性价比较高的一种结构。半刚性基层的缺陷在于极易形成反射裂缝。半刚性基层出现反射裂缝后，路面在行车载荷及水分下渗等综合作用下，最终导致结构性破坏的发生。

柔性基层与半刚性基层最大的区别在于材料性质。柔性基层材料的粘弹性较强，对路面裂缝具有一定的自愈性。但其变形和弯沉较大，在施工中须增加路面厚度，使得工程成本增加。柔性基层随着路面荷载大小变形，对荷载具有良好的消能功效，不会使基层由于荷载作用而产生破坏和板块位移及开裂，有效地防止路面渗水的问题，也间接地保护了路基。在前期一次性投入高，后期维护费用较少，可保证一二十年正常使用。

在半刚性基层路面结构中，路面破坏过程一般是“自下而上”的顺序，即从基层缩裂开始逐步向面层延伸，在行车载荷作用下，最后发展成整个结构的贯穿式破坏。研究发现，半刚性基层路面破坏的主要原因是反射裂缝，导致路面损坏维修难度较大。

在柔性基层路面结构中，路面破坏过程一般是“自上而下”，即从面层的车辙、开裂等破坏逐步向基层延伸，通过路面日常养护即可得到有效处治。同时，结构内部的微小裂缝可通过沥青材料较强的粘弹性实现自愈。

ATB-25柔性基层在我国应用较多，大量的施工实例表明，该基层具有足够的整体强度，抗裂性能和抗车辙性能显著。

2 柔性基层设计要点和原材料

某工程改扩建工程的柔性基层采用8 cm ATB-25粗粒式沥青稳定碎石。ATB-25沥青稳定碎石为粗粒式连续密集配沥青混合料，具有稳定、耐久、不易产生温缩和干缩开裂，可有效抑制和减少路面反射裂缝产生。

ATB-25沥青混凝土配合比设计中，包括目标配合比设计、生产配合比设计和试验段铺筑检验三个阶段，与半刚性基层配合比设计相同。

研究发现，在路基结构中，拉应力出现的最大部位为基层层底，则其疲劳开裂的可能性也大。在基层结构中，为保证路面基层耐久性，设路面计功能层为上面层，结构承重层为中下面层和基层。通过增加沥青用量和增加层厚可显著提升基层耐久性和抗疲劳性能，中面层、下面层应有较好的抗车辙性能和抗水损害能力。

沥青稳定碎石是骨架密实结构，粗骨料数量占矿料总量的70%以上，4.75 mm筛孔通过率不宜大于30%。选择采用二次反击式破碎机加工生产的碎石，碎石按19 mm～26.5 mm，9.5 mm～19 mm，4.75 mm～9.5 mm，2.36 mm～4.75 mm四档备料。

细集料全部采用机制砂。应采用优质的10 mm～20 mm以上，洁净、无污染的石灰岩碎石加工而成。

填料采用矿粉。选择采用将石灰岩使用球磨机磨细加工成的矿粉。矿粉应干燥、洁净，无结团，从粉仓中可自由流出。

3 柔性基层铺筑

在进行施工前，须对下基层进行验收，修补缺陷后，进行彻底清扫，做好测量放线和挂线。

3.1 拌和

采用间歇式沥青混合料拌和机厂拌法进行拌和，拌和工艺和普通沥青混凝土区别不大。拌和楼的回收粉采用湿排方式，进入再利用入口须封死。

ATB-25混合料中，集料较粗，油石比较小，拌合时间比一般沥青混合料拌和要长一些。在本工程中，干拌时间不少于6 s，每盘混合料的生产周期不少于50 s，以沥青均匀裹覆集料为度。

在拌和中，沥青加热温度控制在 160℃～170℃，集料为170℃～190℃。设置专人检测成品出厂温度，按155℃～170℃进行控制。对超过190℃的混合料须废弃。

当混合料不能立即铺筑时，应放入成品储料仓储。储料仓应有保温措施，储料时间不宜超过72 h。

3.2 运输

为减少混合料运输途中的热量损失，运输时间应尽量缩短。选择采用的运料车车厢侧板和底板可涂一薄层洗涤剂水溶液或油水混合物。

装料时，应尽量缩小下落距离，严格按前、后、中顺序来回移动装料，以减少粗集料离析。运料途中，应匀速行驶，尽量避免颠簸、急刹车，加盖篷布并绑紧。

应对混合料进行入场温度检测，不得低于150℃，使用具有金属探测针的插入式数显温度计量较多。

运料车缓慢倒车至摊铺机前约20 cm，空档等候，由摊铺机向前推动前进并卸料。起斗分二次完成，先起一半高度接到信号后再升斗完成卸料。

3.3 摊铺

摊铺机就位后，两台同型号摊铺机联合摊铺，先调整摊铺机的振幅和振频应一致。调整熨平板宽度后，调整熨平板拱度和横坡，两台摊铺机熨平板间应有25 mm～30 mm左右宽度的重叠。

两台摊铺机以梯队方式作业，两台摊铺机前后错开10 m～20 m，缓慢、均匀、连续不断的摊铺。摊铺速度须与拌和、运输能力相匹配，一般在2 m/min～4 m/min左右。应避免停机待料情况。发现混合料出现明显的离析、拖痕时，应分析原因，予以消除。

摊铺温度应不小于140℃，对超温料、花白料、不合格料要拒绝摊铺，退回废弃。

对局部混合料明显离析、波浪、裂缝或明显拖痕的摊铺面，采用人工做局部处理或更换混合料。

3.4 接缝处理

接缝处理与半刚性基层路面处理相同。

在摊铺机过程中，纵缝严禁产生冷接缝，横缝严禁斜接缝。横缝处理时，将相邻两个幅面及上下层搭接处错开1 m以上。充分压实，连接平顺。

3.5 碾压

ATB-25混合料层厚较厚，碾压过程中的温度控制是影响碾压质量的关键因素。

碾压作业可分为初压、复压、终压，应注意避免过度碾压。双钢轮振动压路机应紧随铺摊机进行初压，初压时的混合料温度应在130℃以上，采用“前静后振”碾压。初压后紧接进行复压，使用钢轮振动压路机与轮胎压路机组合进行碾压效果良好。复压后紧接进行终压，采用双钢轮压路机静压。碾压结束后的混合料内部温度应不低于80℃。

压路机应匀速前进，碾压遍数按设计要求进行。

碾压完成的柔性基层表面应平整密实，无泛油、松散、裂缝和明显离析。施工接缝必须紧密、连接平顺、不得产生明显的接缝离析，无明显颠簸现象。沥青混凝土表面不得有柴油或汽油污染。

4 结语

ATB-25沥青稳定碎石柔性基层应用于高速公路建设，可使得路面抗车辙性能显著增强，延缓反射裂缝的发生，使得路面耐久性大幅提升，减少后期养护成本。随着使用年限的增加，通过定期的罩面或铣刨加铺是确保柔性基层路面良好使用性能的有效途径。

在柔性基层施工中，做好路面结构的设计，确保施工质量，能充分发挥其良好的路用性能和综合效益。在我国进行推广和应用ATB-25沥青稳定碎石柔性基层，对提高我国的路面使用寿命，提高工程综合效益具有重要意义。

［1］林 苗，张明文.柔性基层ATB-25试验路的设计与施工［J］.中外公路，2007(4):22-23.

［2］马 亮.密级配沥青碎石下面层(ATB-25)施工技术研究［J］.铁道建筑技术，2015(8):31-32.

［3］燕增学.沥青稳定碎石柔性基层(ATB-25)施工工艺研究［J］.山西建筑，2015，41(4):129-130.

On application of ATB-25 flexible base in reorganization and expansion projects of expressways

Zhang Jinlei
(Shanxi Lvliang Road and Bridge Co.，Ltd，Lvliang 033000，China)

Taking some reorganization and expansion project of some expressway as the example，the paper compares the roadbed damage features of the flexible base and semi-rigid roadbed，introduces the design of ATB-25 flexible base and the requirements for the raw materials，indicates the pavement method for the base，and points out ATB-25 coarse graded asphalt stable macadam base has higher overall strength and better anticrack performance.

expressway，flexible base，semi-rigid base，asphalt mixture

U418.8

:A

1009-6825(2016)36-0163-03

2016-10-19

张劲雷(1975-)，男，工程师