高温环境下沥青混凝土道路施工工艺研究

刘永森

摘    要：结合工程实例，着重介绍了高温环境下的沙特阿拉伯朱拜勒地区二号高速公路项目沥青混凝土的施工工艺，将施工过程中容易出现的问题进行了总结分析，提出预防和解决措施，为以后在中东地区的沥青混凝土道路施工提供参考。

关键词：高温环境;基层;面层;沥青混凝土;施工工艺

1  引言

1.1  工程簡介与项目背景

二号高速公路项目地处沙特阿拉伯东部朱拜勒工业城，业主是沙特皇家管理委员会，咨工为美国柏克德公司，使用规范为皇家管理委员会规范，参考美国规范。沙特阿拉伯为热带沙漠气候，每年4-9月份为高温季节（温度高达50摄氏度）。该项目类型为路桥项目，施工内容主要包括原有高速公路移除，新建二号高速公路和六号高速公路、互通立交桥等，另外包括高压电气、中低压电气、灌溉系统、雨水系统、景观绿化等配套施工。

1.2  主要工程数量

项目道路施工的主要工程量有路基借土回填172万方，底基层subbase回填21.47万平方米，基层basecourse回填17.35万平方米，底层沥青17.66万平方米，面层沥青18.37万平方米，道路级配料护坡17.62万平方米，另外有钢护栏、标识牌、道钉、标线等施工内容。主路断面如图1。

1.3  本工程特点及难点

（1）由于沙特为热带沙漠气候，每年3～5月份为沙尘暴易发季节，4-9月份为高温季节（高温温度超过50摄氏度），11～2月份为雨季，对施工工效影响较大，返工频次较多。

（2）项目地下既有设施繁杂，每一个工点的开设甚至是工序的进行，都需要到相应的产权部门办理许可，外协工作较多。

（3）项目所需的路基沙土、底基层和基层回填料均需要从料场外运，涉及方量较大，加上该皇家管理委员会区域每天早晚各有两个小时的大车管制时间，材料组织难度较大。

（4）项目地处居民闹市区，原有高速公路正在使用中，新高速公路和桥梁的建设需要尽可能的减少对附近居民交通出行的影响，因此涉及到大量的局部交通管制，安全风险较高。

（5）道路组成较为简单，自下至上依次为路基、底基层300mm、基层200mm、底层沥青混凝180mm和面层沥青混凝70mm。所有材料的选用、施工方案和施工图均需要报业主审批通过后进行。道路组成断面图如图2。

2  施工工艺研究内容

2.1  路基验收及准备

业主验收内容包括平整度、标高、路基厚度、压实度及完成面观感质量。

（1）平整度：用3m直尺测试，间隔内标高不超过±10mm。

（2）标高：根据断面点分布测量放点，同时每10m间隔让工人钉10cm长的钉子作为控制点，验收时用水准仪验收，标高验收每25m验收3个点，标高与设计差别不超过±10mm。

（3）基层厚度：保证基层厚度按照图纸要求，摊铺每层不大于200mm。

（4）压实度：压实度达到100%，每500m2测试一个点，测试仪器为核子密度仪，尤其靠近集水井和路缘石处压实度要重点保证。

（5）观感质量：路基表面要光滑整洁，无浮沙垃圾等。

上述各项验收均合格后方可进行下一步施工，否则重新整改直至满足验收条件。

2.2  沥青油施工

（1）沥青油分类，有MC-1和RC-2两种，MC-1用于基层沥青混凝土与路基基层之间，RC-2用于新摊铺沥青与原沥青面之间。其主要作用为稳定和密封基层表面，促进沥青与基层、沥青与沥青之间的粘结。

（2）沥青油喷洒，打开罐车下方火源给沥青油加热，加热合格后喷洒。另外注意对路缘石的保护（用防水卷材覆盖车后方的洒枪单侧），避免沥青油喷洒到路缘石外漏部分造成污染，喷洒过程中油罐车车速需控制在20km/h左右。

（3）沥青油验收，需要保证路基表层覆盖沥青油，不允许过量，均匀喷洒不成堆为准。喷洒过程中第三方实验室要对沥青油进行取样进行检测，规范要求0.65L/m2～1.75L/m2。

2.3 沥青混凝土施工

基层沥青混凝土厚180mm，面层沥青混凝土厚70mm，按照业主规范要求单次摊铺厚度不允许超过100mm，因此共计需要摊铺三层，分别为“90mm+90mm+70mm”。基层沥青混凝土为大粒径骨料，面层沥青混凝土主要为细石。由于沙特高温季节持续时间长、温度高，所以较国内沥青混凝土级配差别较大。具体基层与面层沥青混凝土类别及不同见表1。

2.3.1  沥青摊铺前准备

（1）资质许可：在沥青施工前，拌合站、沥青混凝土材料、分包商资质均需要获得业主的批准。有经验的、具备组织能力的分包商才可进行沥青混凝土摊铺作业。

（2）拌合站验收：拌合站需要单独报批，报批过程中业主质量部门需要对沥青拌合站的材料堆放、实验检测室、自动控制室等一系列问题进行检查，满足现场施工标准后方可批复通过。

（3）沥青混凝土骨料检测：材料需要单独报批，报批过程中业主第三方实验室要对沥青混凝土各级别骨料及拌和好的骨料进行抽样检测。各级别骨料主要进行磨耗试验、等级测试和稳定性测试三方面测试;拌和骨料主要进行马歇尔试验、萃取试验和等级测试三方面测试。测试合格后方可批复通过。

2.3.2  沥青混凝土施工设备

沥青混凝土施工所需设备包括自动控制摊铺机、10T钢轮压路机、10T胶轮碾压机、2.5t小压路机、自卸车、装载机、小铲车及其他辅助小型机具，如平板夯等。

2.3.3  沥青混凝土摊铺面清理

由于沙特气候多沙尘暴，在沥青摊铺前需对沥青油表面沙尘或其他杂物进行清理，现场多采用空压机进行清理。

2.3.4  沥青混凝土施工

2.3.4.1   测量放点

沥青摊铺前需对现场路基基层面进行测量放点，使其在摊铺过程中保证摊铺顺直且摊铺厚度满足规范要求，每层控制在90mm厚，误差在±10mm以内。

2.3.4.2   現场摊铺

（1）根据设计要求，调整摊铺机参数进行分层摊铺，单层铺压实厚度不超过100mm。基层第一层摊铺厚度为90mm，根据施工经验及沥青料的压实系数摊铺机设置摊铺厚度为110mm。

（2）摊铺机摊铺完成后及时测试摊铺的厚度与平整度，且摊铺施工一旦开启要避免设备的重新开始或关闭，需保证骨料的连续供应，避免冷缝。

2.3.4.3   沥青混凝土压实

（1）初压实：采用10t钢轮压路机压实，至少压实3遍;压实方式为压路机铁轮半幅顺次移动压实，即压路机每次向同向移动距离为钢轮宽度的一半;压路机不能开启震动，避免因震动将沥青材料混合比例改变。

（2）复压实：采用10t胶轮压路机顺次移动压实，压实次数至少8遍。

（3）最终压实：采用2.5t小压路机对完成面进行最终压实，主要是保证完成面平整。

（4）特殊区域压实：由于压路机本身体积较大受限制，靠近结构物或路缘石区域的沥青要用2.5t小压路机反复压实，以达到规范要求。

2.3.4.4  连接面处理

（1）原有沥青路面的连接面处理：处理连接面需压路机向外侧倾斜压实确保没有任何凸起和未压实的条纹。

（2）新施工的沥青路面的连接面处理：处理连接面需将接触面平整的切齐，并再次喷洒沥青油，保证沥青与沥青之间结合紧密。

2.3.5  沥青混凝土质量控制

2.3.5.1  沥青混凝土到场测试

（1）在摊铺过程中第三方实验室会对拌和完成的沥青混凝土材料取样，带回重新测试，对明显的配合比不均匀且骨料沥青较少混凝土可直接拒绝使用。

（2）沥青混凝土温度检测：在沥青摊铺前混合料的温度要求在135°C～163°C之间;在沥青摊铺过程中混合料的温度要求为140± 5°C;在沥青摊铺过程中混合料的温度若过高或者低于135 °C都将拒绝使用。

2.3.5.2  完成后检测

（1）完成面骨料粘合度及配比初步验收，对表面压实明显不平整的要求清理并返工。

（2）平整度测试要求用4m长直尺选择区域进行测量并留存纸质手写测量数据，以便后期的比较分析;基层沥青混凝土要求平整度与设计误差控制在±6mm以内。

（3）沥青取芯试验：第三方检测实验室沥青现场取芯，要求每600m2至少取一个芯，测试结果要求满足厚度误差在±6mm以内，压实度达到97%以上。

（4）在整体沥青摊铺完成后进行行驶质量检测，在行驶车内将安装颠簸累积式路面平整度测试仪器，利用传感器对路面平整度再次检测;按照规范要求，对于快速路要求高度在1500mm/km范围内，对于高速或规格较高道路要求高度在200mm/km范围内，其他道路要求高度在2500mm/km范围内。

3  常见问题及预防措施

3.1   摊铺厚度不均匀

原因分析：摊铺前测量未放置控制线;摊铺机摊铺过程中存在停顿的现象;摊铺机数量不足，未一次性摊铺完成。

解决措施：在摊铺前提前测量放控制线，保证摊铺按照设定标高进行;摊铺过程中要保证骨料充足，保证摊铺机持续工作;根据道路宽度合理选择摊铺机的型号与数量，可采用多台摊铺机同时施工。

3.2  沥青道路表面有孔洞、松散

原因分析：压路机压实不充分，设备不足未能及时对表面进行压实处理。

解决措施：一旦发现表面存在孔洞、松散现象，在沥青混凝土未冷却前在表面重新洒一些细沥青混凝土骨料重新按照工艺流程压实至表面光滑平整。

4  结语

沙特朱拜勒二号高速公路项目沥青摊铺作业，具有施工工艺合理和质量标准高的特点，特别适用于高温地区的道路施工，从材料选用、摊铺工艺到验收标准和国内都有一定差异。可以为中国企业在炎热的中东区域的道路施工提供一定的参考和借鉴。

参考文献：

[1] ASTM D448：2012.道路桥梁建设分类标准[S].

[2] 02740路基处理：2006.沙特皇家管理委员会施工规范[S].

[3] 02720柔性路面：2006.沙特皇家管理委员会施工规范[S].