瀝青混凝土上面層關(guān)健施工控制試驗(yàn)技術(shù)

1、0 、前言高速公路由于行車密度大、 車速快， 并且隨著車輛軸載明顯增加以及重車比例增大， 給 瀝青路面帶來了明顯的早期損壞（如轍槽、泛油、推擁等）這也對(duì)瀝青路面的級(jí)配情況、抗 滑性、平整度、 密實(shí)性等提出了更高的要求。 其中上面層是影響路面質(zhì)量最直接的因素，也 是最主要的因素， 要提高路面的工程質(zhì)量， 上面層的施工質(zhì)量必須保證， 筆者將從瀝青砼上 面層配合比設(shè)計(jì)和施工，談?wù)劚ＷC高速公路路面上面層工程質(zhì)量的幾個(gè)關(guān)鍵因素。1、瀝青砼上面層配合比設(shè)計(jì) 瀝青砼路面上面層配合比的設(shè)計(jì)過程包括目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)階段、 生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)階段和 生產(chǎn)配合比驗(yàn)證階段。1.1 目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)階段a. 由于我省屬于熱區(qū)，

2、所以瀝青應(yīng)選用稠度大且軟化點(diǎn)高的瀝青，以免夏季泛油。b. 修筑高速公路路面的瀝青， 在高溫時(shí)要具有較低的感溫性， 低溫時(shí)又具有較好的形變 能力，所以選擇瀝青時(shí)應(yīng)盡量選擇溶 凝膠型結(jié)構(gòu)的環(huán)烷基稠油直餾瀝青。 其中瀝青質(zhì)的含 量為15% 25%，針入度指數(shù)在-2+2之間，PVN值宜在00.5之間。c. 同時(shí)為了提高使用瀝青的品質(zhì)， 特別是對(duì)重交通量瀝青砼表層， 更應(yīng)該采用進(jìn)口的瀝 青如殼牌、埃索、阿爾巴爾亞，標(biāo)號(hào)宜為 AH-50 或 AH-70.a. 骨料最大粒徑的確定： 級(jí)配中的粗集料粒徑大小與瀝青混合料的抗疲勞強(qiáng)度和抗車轍能力有密切的關(guān)系。從國(guó)內(nèi)外相關(guān)科研資料表明，當(dāng)瀝青混合料厚h 與最大粒徑

3、 D 的比值接近 2 時(shí)，表面層的抗滑性、路面抗車轍能力、耐久性有明顯的提高，同時(shí)可心減少路面 平整度的衰減。b. 判斷集料的酸堿性。 由于瀝青含有瀝青酸顯酸性， 為了使集料與瀝青有較好的結(jié)合能 力，所以在選擇時(shí)應(yīng)該不考慮酸性的集料。c. 瀝青砼表層的集料，應(yīng)該選用潔凈、干燥、無風(fēng)化、堅(jiān)硬、耐磨、韌性好的碎石，同 時(shí)應(yīng)符合磨耗值、道瑞磨耗值、沖擊值和壓碎值等要求。d. 為了使瀝青砼表層的細(xì)集料與瀝青有良好的粘結(jié)能力，盡量使用人工的機(jī)制砂或石 屑，而避免使用天然砂。因?yàn)槲沂^(qū)的天然砂絕大部分屬于酸性。瀝青砼用的填料宜采用石灰?guī)r或巖漿中的強(qiáng)基性巖石 （憎水性石料） ，經(jīng)磨細(xì)得到的礦 粉。礦粉要求干

4、燥、潔凈的。當(dāng)采用水泥、石灰、粉煤灰作填料時(shí)，其用量不宜超過礦粉總 量的 2%.碎石嚴(yán)禁尺寸有重疊現(xiàn)象，一般選1020mm、510mm、05mm、不允許選用510mm、1020mm、1030mm 之類的碎石，避免拌和出現(xiàn)溢料和待料現(xiàn)象，盡 量控制超大粒徑的含量，應(yīng)不大于 3% ，超最小粒徑含量不大于 7%.a. 通常情況下，合成級(jí)配曲線宜盡量接近設(shè)計(jì)級(jí)配中限尤其應(yīng)使0.075mm、 2.36mm 和 4.75mm 篩孔的通過量盡量接近設(shè)計(jì)級(jí)配范圍的中限；b. 對(duì)于重交通的高速公路面層，宜偏向級(jí)配范圍的下（粗）限；c. 合成級(jí)配曲線應(yīng)接近連續(xù)的或合理的間斷級(jí)配，但不應(yīng)過多的犬牙交錯(cuò)。根據(jù)瀝青混合

5、料的強(qiáng)度理論， 瀝青用量少時(shí)， 瀝青不足形成薄膜粘結(jié)礦料顆粒， 抗剪強(qiáng) 度不高，瀝青用量過多時(shí)，起潤(rùn)滑作用的自由瀝青增加，使內(nèi)摩阻力降低，粘結(jié)力下降，強(qiáng) 度減小。目前，國(guó)內(nèi)瀝青油石比由室內(nèi)常規(guī)馬歇爾試驗(yàn)確定，即由瀝青混合料密實(shí)度、穩(wěn)定度、 孔隙率等指標(biāo)初步確定油石比， 與規(guī)范的取值要求進(jìn)行比較取值， 本人認(rèn)為油石比確定應(yīng)遵 循下列原則：我省屬于熱帶地區(qū)，夏季較長(zhǎng)、氣溫偏高，冬季較短、氣溫偏暖，油石比取低限利于提 高路面熱穩(wěn)定性、 抗車轍能力和抗滑性。 近年來由于溫室效應(yīng)的影響， 更應(yīng)特別注意瀝青混 合料表層油石比(取低限)近幾年，我省的幾條高等級(jí)公路，部分路段泛油車轍現(xiàn)象明顯， 抗滑能力降低，

6、這與油石比偏大、氣溫偏高持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)有直接關(guān)系。目前國(guó)內(nèi)交通組成發(fā)生了顯著變化， 大噸位車越來越多， 過去的設(shè)計(jì)理論滿足不了現(xiàn)在 交通量增大， 車載增重的需要， 這就是為什么有的高等級(jí)公路路面按標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)， 施工單位按 規(guī)范施工， 而路面照樣出現(xiàn)問題的一個(gè)很重要原因。 因此筆者主張?jiān)跒r青混合料中除了要進(jìn) 行常規(guī)的馬歇爾試驗(yàn)外， 其中最重要的是引起動(dòng)穩(wěn)定度試驗(yàn)， 才能客觀全面地反映實(shí)際， 由 動(dòng)穩(wěn)定度鑒定級(jí)配和油石比是合理的，這也是國(guó)內(nèi)許多專家學(xué)者通過對(duì)比總結(jié)的一條經(jīng)驗(yàn)， 目前國(guó)家也在試之中。1.2 生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)階段根據(jù)瀝青砼拌和的產(chǎn)量 Q,確定每分鐘礦料的進(jìn)料數(shù)量：(假定碎石含水量為 0,石屑含

7、水量為 X)A 集料：QX (1 Z ) XPA 60t/minB 集料：QX (1 Z ) XPB 60t/min石屑：QX (1 Z) XPCX (1+X ) +60t/minZ:表示油石比PA : A集料用量PB : B集料用量PC:石屑用量,稱量每個(gè)流量,根據(jù)( 1 )中所計(jì)算的流量即可內(nèi)插求得對(duì)應(yīng)的度盤數(shù)值。分別取二級(jí)篩分后進(jìn)入熱料倉(cāng)的材料進(jìn)行篩分, 確定各熱料倉(cāng)的礦料比例, 供拌和站使用,按最佳油石比 ±0.3% 進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)和動(dòng)穩(wěn)定度試驗(yàn),進(jìn)一步確定生產(chǎn)配合比中的最 佳油石比。1.3 生產(chǎn)配合比驗(yàn)證階段,這要通過試驗(yàn)段來驗(yàn)證, 通過鋪筑試驗(yàn)段可以確定攤鋪機(jī)的攤鋪溫度,

8、攤鋪速度、振 級(jí)、壓路機(jī)的碾壓工作,以及確定松鋪系數(shù)等。，在拌和站取樣進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)和抽提試驗(yàn)， 抽提后的礦料進(jìn)行篩分試驗(yàn)， 試驗(yàn)結(jié)果應(yīng) 符合規(guī)范要求。，對(duì)攤鋪的瀝青面層進(jìn)行鉆芯取樣，以檢測(cè)其厚度及壓實(shí)度。2、瀝青砼上面層的施工2.1 瀝青路面試驗(yàn)段 通過瀝青路面試驗(yàn)段施工應(yīng)達(dá)到以下幾個(gè)目的： （1）驗(yàn)證目標(biāo)、生產(chǎn)配合比。（2）通過試驗(yàn)段確定最佳人員組織。（ 3 ）通過試驗(yàn)確定最佳機(jī)械組合。 （4）通過試驗(yàn)段對(duì)瀝青混合料面層施工的經(jīng)濟(jì)效益評(píng)估。2.2 瀝青砼表面層的施工 根據(jù)試驗(yàn)段確定各項(xiàng)數(shù)據(jù)，指導(dǎo)正式施工，在施工過程中，應(yīng)掌握如下原則： ，其拌和站總量必須在 160T/h 以上，拌和站應(yīng)具有

9、自動(dòng)記錄功能。 ，并能及時(shí)提供給監(jiān)理工程師滿意的試驗(yàn)資料。，車況良好，車內(nèi)必須清潔。，避免混合料離析。，防止受到風(fēng)吹、日曬、雨淋、污染等。運(yùn)料汽車在攤鋪機(jī)前10cm30cm 處停放,禁止碰撞攤鋪機(jī)。，表面要保證干凈、 清潔， 無雜物及污染， 然后噴灑粘層油， 粘層油噴油量一定要準(zhǔn)確、均勻，如果過多，將會(huì)影響上面層的油石比：假定粘層油為乳化瀝青，設(shè)計(jì)為0.8kg/ m2,瀝青與乳化劑的比例為 50 ： 50 ，瀝青砼表層 4cm ，密度按 2.42g/cm3 ，則由于粘油層的用量在 ±0.35 之內(nèi)，可見油石比已經(jīng)超過了規(guī)定值。同時(shí)，這也是路面泛油、擁包的主要 原因之一。，如 ABG4

10、23 ，表面層必須全幅攤鋪，同時(shí)應(yīng)用浮動(dòng)基準(zhǔn)梁控制攤鋪厚度和平整度。，壓實(shí)設(shè)備應(yīng)配有 2 臺(tái)雙光輪振動(dòng)壓路機(jī)（要求靜壓 11t 以上）， INGERSOLL-RAND 、DD-110 （或同類型壓路機(jī)）， 2 臺(tái) 16T 以上輪胎壓路機(jī)， 1 臺(tái) 6-8T 以鋼輪雙振動(dòng)壓 路機(jī)。初壓：選用 DD-110 雙輪振動(dòng)壓路機(jī)靜壓過去，回來振動(dòng)，初壓應(yīng)遵循少噴水、保持 高溫、 梯形迭進(jìn)的原則。 溫度下降率隨著逐步碾壓而減緩，特別是攤鋪后， 初壓前溫度下降 最快，可達(dá)4-5 C/min，所以施工中應(yīng)安排初壓壓路機(jī)盡可能隨攤鋪機(jī)進(jìn)行碾壓，初壓溫 度控制在130 C以上（改性瀝青路面根據(jù)相關(guān)要求確定。復(fù)壓：

11、復(fù)壓溫度控制在 120 C以上，宜選用15-30T 輪胎壓路機(jī)柔壓兩遍，緊跟著DD-110T 碾壓兩遍，復(fù)壓遍數(shù)不少于 4-6 遍。在復(fù)壓過程中應(yīng)及時(shí)用三米直尺檢測(cè)平整度， 如平整度超標(biāo)，應(yīng)及時(shí)用 6-8T 雙鋼輪雙振壓路機(jī)處理。終壓： 宜采用 DD-110 振動(dòng)壓路機(jī)或 6-8T 雙輪鋼筒壓路機(jī)振壓 1 遍，最后靜壓 1 遍， 壓實(shí)終了溫度宜在 75 C以上，以上壓實(shí)工藝針對(duì)改性瀝青砼路面。，并不得產(chǎn)生推移， 開裂， 壓實(shí)溫度應(yīng)根據(jù)瀝青粘度， 壓路機(jī)類型、 氣溫、 鋪筑層厚度， 混合料類型經(jīng)試壓確定。，每次回程應(yīng)前后錯(cuò)開不小于 1 米距離的階梯狀。，如果壓實(shí)達(dá)不到要求，則孔隙率增大，平整度衰

12、減加速，路面耐久性降低。對(duì)壓實(shí)度的要求應(yīng)遵循孔隙率控制在 3%6%之間，因此壓實(shí)度一般要求在98%以上。假定瀝青砼面層視密度 2.49g/cm3 ，孔隙率 4.2% ，則理論密度為 2.599g/cm3 ，如果壓實(shí)度為 95% (符合公路瀝青路面質(zhì)量評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)要求)則實(shí)際孔隙率為(1 2.49X0.95/2.599) X100%=9%> 6%.如果壓實(shí)度為 98.3% ，則實(shí)際孔隙率為(1 2.49X0.983/2.599) X100%=5.8% V 6%.，所以應(yīng)認(rèn)真對(duì)待。，先用 6 米直尺檢查，平整度超過 3mm 的部分應(yīng)切去。接頭處清理干凈，再涂上粘 層瀝青，待基本干后攤鋪機(jī)就位。，測(cè)量原油面厚度，用虛鋪系數(shù)計(jì)算出虛鋪厚度，測(cè)量應(yīng)準(zhǔn)確。，使接縫處原路面溫度達(dá)到65 C以上，再以2m/min 的速度慢速攤鋪。，碾前將原路面上堆 20cm 寬混合料對(duì)原路面進(jìn)