彩色路面施工关键技术研究

2022-12-12贺亮

交通世界 2022年28期

贺亮

（石家庄市公路服务保障中心养护管理中心，河北石家庄 050000）

1 工程概况

某公路工程全线长74.12km，部分路段采用彩色路面施工工艺，以满足美化道路景观环境、规划交通区间的功能需求。在彩色路面工程中，选取500m试验路段进行铺筑，宽为10m，路面结构为AC-13型彩色路面混合料（4cm）+AC-20型沥青混凝土（6cm）。彩色路面混合料中的颜料选用氧化铁红，下面对彩色路面关键施工技术进行分析。

2 公路彩色路面施工关键技术

2.1 原材料选用

2.1.1 原材料技术指标

（1）胶结料。技术指标要求如下：针入度（25℃，5s，100g）为80～100（0.1mm）；针入度指数PI范围为-1.5～+1.0；软化点大于50℃；延度（15℃）大于150cm；运动黏度（135℃）小于160Pa·s；弹性恢复（25℃）大于60%；闪点大于230℃；TFOT后残留物的质量变化小于±1.0%，针入度比（25℃）大于55%，延度（5cm/min，5℃）大于25cm，颜色未发生明显变化。

（2）粗集料。技术指标要求如下：压碎值小于30%；洛杉矶磨耗损失小于35%；针片状颗粒含量小于15%；吸水率小于3.0%；表观相对密度大于2.45；坚固性小于12%；小于0.075mm含量不超过1.0%；磨光值大于38PSV；与胶结料黏附性超过4级。

（3）细集料。细集料选用机制砂，即粗集料生产加工而成。技术指标要求如下：表观相对密度大于2.45；含泥量小于5%；坚固性小于12%；亚甲蓝值小于25g/kg；砂当量大于50%；棱角性大于30s。

（4）填料。技术指标要求如下：表观密度大于2.45g/cm³；含水量小于1.0%；塑性指数小于4；亲水系数小于1.0；小于0.6mm、小于0.15mm、小于0.075mm的粒度范围分别为100%、90%～100%、75%～100%；外观无团粒结块现象。

（5）颜料。选用价格相对较低的氧化铁红作为颜料，技术指标要求如下：水溶物含量不超过1.0%；相对着色率在98～102之间；吸油量不超过22%；耐光性不小于7级；筛余量（0.045mm筛孔）不超过0.1%；铁含量大于95%；色差小于1.0%；105℃挥发物小于1.0%；水悬浮液pH值在5～7之间；1000℃热损失小于4.0%。

2.1.2 胶结材料制备

胶结料是彩色路面混合料的关键材料，直接影响混合料的路用性能[1]。本工程胶结料由以下成分组成：

（1）基料油。基料油具备良好的相容性、黏附性、抗老化性，能够与高分子聚合物相容，削弱橡胶烃分子间的作用力，其功能相当于软化剂[2]。基料油价格低、来源充足，适用于本工程胶结料制备。

（2）改性剂。选用高分子聚合物SBS（苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物）、SBR（丁苯橡胶），SBS能够改善胶结料软化点，SBR能够明显提高胶结料抗疲劳性能。将两种高分子聚合物按照一定比例复合使用，增强胶结料黏附性。

（3）增黏剂。选用C5、C9石油树脂作为增黏剂，将两种增黏剂复合使用，增加胶结料对石料表面的黏合力。

（4）着色剂。本工程选用价格相对较低的无机颜料氧化铁红作为着色剂，氧化铁红的附着力强、比热容较好、稳定性强，货源充足。

（5）增塑剂。选择DOP合成植物酯作为增塑剂，具备相容性好、增塑效率高、无毒、不易氧化等特性，将其加入胶结料中能够削弱高分子聚合物链式中的结晶效果。

（6）制备工艺流程。按照基料油→C5与C9石油树脂→SBS→DOP→SBR的顺序依次熔化、溶解、搅拌，制成无色胶结料[3]。

2.1.3 混合料配合比

本工程彩色路面混合料生产配合比为：胶结料5.08%，矿料（10-15mm）30%、矿料（5～10mm）26%，矿料（0～5mm）28%，中砂5%，矿粉和色粉共5.92%。

2.2 施工工艺

试验路段施工工艺流程为：清理原路面→测量标高→洒布黏层→准备机械、材料→混合料拌和→混合料运输→混合料摊铺→混合料碾压→施工缝处理→质量检测→现场清理→开放交通[4]。

2.2.1 施工准备

（1）全面检测运输到现场的原材料，不得使用未通过检测的材料；全面检查到场的施工机械设备，要求所有机械设备处于良好的技术状态。

（2）胶结料装入沥青罐内存储，运至混合料生产场地，以备拌和。

（3）清理AC-20型沥青混凝土面层，去除杂质，对面层干燥处理；根据路面结构设计洒布黏层油，控制洒布量。

2.2.2 混合料拌和

（1）配置专用的混合料拌和设备，在拌和前全面清洗拌和机械，确保搅拌仓、沥青输送管道、沥青喷嘴、沥青罐清洁，根据混合料拌和质量要求，重新设置输油管道、沥青泵、计量泵[5]。

（2）校核拌和机械的计量称重和上料装置，精准控制加料重量。本工程混合料拌和时长比普通沥青混合料的拌和时间多出15s，保证混合料着色均匀，胶结料性能稳定。

（3）加入各种矿料加热至160～170℃，再加入常温色粉和温度为145～155℃的胶结料一起拌和，混合料拌和出料温度控制在150～165℃，当拌和中的混合料温度达到185℃以上时，作废料处理。

2.2.3 混合料运输

选用大吨位运料车，在车厢内侧板、底板涂抹防黏剂，防黏剂选用浅色食用油，避免影响彩色混合料的颜色均匀性；运输中，在车厢上覆盖遮挡物，用于保温、遮光。

2.2.4 摊铺

（1）本工程采用双机联铺作业方式，在摊铺前清理摊铺机，去除黏附在螺旋布料器和摊铺槽上的黑色沥青，避免对彩色混合料造成污染；调整摊铺机各项工作参数，以满足摊铺质量控制要求。

（2）混合料摊铺保持均匀行进，速度控制在2～5m/min，如无特殊情况不允许中止摊铺，保证摊铺作业的连续性。混合料摊铺温控不得小于140℃。

（3）在摊铺过程中随时检测混合料温度、松铺系数、摊铺宽度、横坡等技术指标，分配专人处理双机联铺中出现的局部离析现象，对离析部位换填混合料。

（4）本工程分布较多的狭小作业面和平曲线较小的匝道，采用人工摊铺方式处理机械无法摊铺的局部区域，严格控制人工摊铺平整度，不得出现混合料离析问题[6]。

2.2.5 碾压

（1）混合料碾压采用11t双钢轮振动压路机和26t轮胎压路机，双钢轮振动压路机要具备良好的技术性能，激振力不小于130kN，精线荷载不小于285N/cm，无级变速范围为0～12km/h；轮胎压路机要具备全液压操纵功能，接地比压大于420kPa，可调速度范围为0～20km/h。在施工前检查施工机械设备是否处于最佳技术状态，保持械设备清洁，避免造成路面污染。

（2）初压采用双钢轮振动压路机，前进为静压，后退为高频低幅振压，初压速度为2～3km/h，初压温度不得低于135℃；复压交替使用轮胎压路机和双钢轮压路机，复压速度为3～5km/h；终压采用双钢轮压路机静压，终压速度为3～6km/h，碾压终了的表面温度不得低于90℃[7]。

（3）在碾压施工中，从起压点开始，每前进、后退一次为一遍，后行驶的压路机要与前行驶压路机保持二分之一的轮迹重叠；双钢轮压路机碾压施工中要向钢轮喷入少量雾状水，避免混合料黏粘到钢轮上。

（4）压实作业连续不间断，当某一压实机械出现故障时，要及时清退出场，并替补与此型号一致的压实机械；压实后的路面加强保护，禁止任何机械设备滞留到路面上，不允许路面受到油料污染。

2.3 施工质量控制

2.3.1 原材料抽样检验

原材料质量是影响彩色路面施工质量的关键因素，本工程对原材料管理执行严格的抽样检验制度，一旦发现不合格材料立即清退。各类原材料的检查项目和检查频率如下：

（1）粗集料。采用目测法，检查每车粗集料外观；按照T0312试验规程，每3d检测一次粗集料针片状颗粒含量；按照T0302试验规程，每天检测一次粗集料颗粒组成；按照T0316试验规程，每批次粗集料检测一次压碎值；按照T0321试验规程，每批次粗集料检测一次磨光值；按照T0317试验规程，每批次粗集料检测一次洛杉矶磨耗值；按照T0305试验规程，每天检测一次粗集料含水率。

（2）细集料。按照T0312试验规程，每天检测一次细集料颗粒组成[8]；按照T0334试验规程，每3d检测一次细集料砂当量；按照T0332试验规程，每天检测一次细集料含水率；按照T0331试验规程，每批次细集料检测一次松方单位重。

（3）矿粉。采用目测法，检查每批次矿粉的外观；按照T0351试验规程，每批矿粉检测一次小于0.075mm的含量；按照T0103试验规程，每天检测一次矿粉含水率。

（4）胶结料。按照T0604试验规程，每3d检测一次胶结料针入度；按照T0606试验规程，每3d检测一次胶结料软化点；按照T0605试验规程，每3d检测一次胶结料延度。

（5）颜料。采用目测法，检查每批颜料的外观；按照T5211.19试验规程，每批次颜料检测一次着色率；按照T1710试验规程，每批次颜料检测一次耐光性。

2.3.2 混合料质量检查

在彩色路面混合料拌和中，按照生产配合比和拌和工艺流程控制混合料质量，加强混合料试验检测，确保混合料符合技术性能要求。检查项目和检查频率如下：

（1）外观。采用目测法检测每盘混合料外观，要求拌和均匀。

（2）拌和温度。采用传感器逐盘检测加热温度，逐车检测出厂温度。

（3）矿料级配。采用计算机数据采集系统，逐盘在线检测0.075mm、不大于2.36mm、不小于4.75mm矿料用量，允许偏差分别控制在±2%、±5%、±6%；采用总量检测方法，逐盘检测0.075mm、不大于2.36mm、不小于4.75mm矿料用量，允许偏差分别控制在±1%、±2%、±2%；采用T0725抽提筛分方法，每天检测1次0.075mm、不大于2.36mm、不小于4.75mm矿料用量，允许偏差分别控制在±2%、±5%、±6%

（4）胶结料用量。采用计算机数据采集系统，逐盘在线检测胶结料用量，允许偏差范围为±0.3%；采用总量检测法，逐盘检测胶结料用量，允许偏差范围为±0.1%；按照T0722、T0721试验规程，每天检测一次胶结料用量，允许偏差范围为±0.3%。

（5）试验检测。按照T0702、T0709试验规程进行马歇尔试验，每天检测一次；按照T0702、T0709试验规程进行浸水马歇尔试验，每当配合比发生变化时检测一次；按照T0719试验规程进行车辙试验，每当配合比发生变化时检测一次。

2.3.3 工程质量控制

在彩色路面施工过程中，要加强路面各项技术指标控制，其检测内容和检测频率如下：

（1）温度。在摊铺施工中，按照T0981规定逐车检验混合料温度；在碾压施工中，采用温度计随时检测面层问题。

（2）厚度。按照T0912规程，随时检测路面厚度，采用雷达无损检测技术，总结总量检验结果，要求实测值允许偏差不得超出设计值的5%。

（3）压实度。在施工中，按照T0924、T0922规程，每2000㎡检测4处，采用无损检测仪器进行检测；在施工后，采用取芯检测法检测压实度，压实度不小于96%。

（4）平整度。在施工过程中，用3m直尺随时测量接缝处单点；在施工后，采用连续式平整度检测仪连续测定平整度，最大允许偏差不得超过2.5m/km。

（5）断面尺寸。按照T0911规程，检测每个断面宽度、纵断面高程、横坡度，要求宽度不小于设计值，高程允许偏差范围为±10mm，横坡度允许偏差范围为±0.3%。

（6）渗水系数。按照T0971规程，每千米布设5个检测点，要求渗水系数平均值不允许超过150mL/min。

（7）抗滑性。按照T0924规程检测构造深度，每200m检测一次，实测值不小于设计值。采用摆式仪连续检测摩擦系数，实测值应符合设计要求。