浅谈高速公路沥青路面施工

'浅谈高速公路沥青路面施工河北路桥集团试验检测中心刘鸿5摘要:近年来我国交通设施不断增加，高速公路建设飞速发展。随着车载数量不断大幅增加，如何防止沥青路面早期损坏成为高速公路施工时一个重要问题。因此，必须加强沥青路面施工过程工艺质量控制。本文从沥青路面的原材料选用、沥青混合料的拌合运输、沥青混合料的摊铺和碾压、几个方面，叙述了高速公路施工建设过程中主要注意事项，提出沥青路面施工过程中各工艺流程的质量控制要点。关键词：高速公路沥青路面质量控制施工一、前言随着我国高速公路建设的迅猛发展，对高速公路沥青路面施工提出了更高的要求。沥青路面不但要求有足够的强度、稳定度、平整度，又要兼顾高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性、抗滑性和永久性等要求。随着沥青路面建筑新材料、新工艺、新技术、新结构的应用，施工过程中对质量的严格控制，才能达到高速公路的质量要求。二、沥青路面施工要求及质量控制（一）路面基层要求路面基层质量的优劣直接影响沥青路面的质量好坏，因此，路面基层建设应严格按照相关要求和规范进行地基层和基层路面施工。基层施工完成后，采取保湿再生棉进行不少于7天的养生。在面层铺筑前对基层的平整度进行检查，检查方法采用3～5m直尺进行连续检查。沥青路面的基层和面层宜在同一年内施工，以便减少路面开裂。（二）施工沥青要求1.沥青配合比设计沥青配合比设计按现行《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）分为目标配合比设计、生产配合比设计及生产配合比验证等三个阶段。高速公路沥青配合比设计一般采用马歇尔试验稳定度方法确定其最佳沥青用量，其中包括SMA、Superpave等结构类型。（1）材料的选择a、集料的要求　　粗集料是沥青混合料的重要组成部分，不得使用鄂式破碎机加工的碎石，粗集料应洁净、干净、无风化、无杂质、具有足够的强度和耐磨耗性，集料存放时间不宜太长，碎石经过长期存放，若无很好的保护措施，集料表面易为一层薄薄的粉料所包围，不易与沥青粘附。以后在做沥青粘附性试验时，建议碎石不经水洗，直接试验，这样能更好的反映碎石与沥青的粘附性能，对年降雨量大于1000mm5 的潮湿地区，高速公路集料与沥青的粘附性应达到五级,当达不到粘附性要求时必须要用抗剥离剂措施,并确保沥青混合料配合比设计时的水稳定性检验合格。集料应坚硬、耐磨耗、棱角好，有良好的嵌挤能力。　　细集料可采用天然砂、机制砂，缺少机制砂可用石屑代替，天然砂宜采用河砂或海砂,当使用山砂时宜经过清洗,清除泥土、杂物。天然砂的规格应符合规定,其中水洗法小于0.075mm的颗粒含量不得大于3%。细集料应洁净、干净、无风化、无杂质并有适当的颗粒组成，必须覆盖。b、填料　　对矿粉要求应干燥、洁净，沥青路面用矿粉应使用磨细的石灰岩石粉，并加强控制使原石料中的泥土、杂质剔除干净。不宜使用拌和机回收粉尘作为填料，也不宜采用粉煤灰作填料，为提高集料与碎石的粘附性，可掺加2%的水泥代替矿粉。c、结合料　　沥青材料是决定混合料质量的关键。现在沥青材料一般都由业主提供，不能因为是直接提供而放松对其质量的检测。（2）目标配合比设计根据各种原材料的筛分结果，集料分别用水洗法，进行矿料的合成级配计算，使级配结果尽量接近设计规范级配范围的中值。以沥青用量按0.5%间隔递增制作5-6组试件，试件宜单个配料。进行马歇尔试验，确定最佳沥青用量,以此矿料级配及沥青用量作为目标配合比，供拌和机控制确定各冷料仓的供料比例，进料进度及试拌使用。混合料拌和、击实温度由沥青粘—温曲线确定。对于SMA和改性沥青混合料，击实温度就要提高10～20℃。拌和用木质纤维素作为稳定剂的SMA混合料，当采用小型沥青混合料搅拌机时，应首先将木质纤维素与矿粉干拌60～90s，使木质纤维素发散，再进行正常的拌和（SMA击实次数为双面各50次）。根据马歇尔试验结果求得最佳沥青用量OAC，并进行水稳定性试验。中上面层沥青混合料还进行高温稳定性检验。（3）生产配合比设计　目标配合比设计确定后，进行生产配合比设计。高速公路沥青路面混合料一般采用间歇式拌和机。对间歇式拌和机，必须从二次筛分后进入各热料仓的材料取样进行筛分，以确定各热料仓的材料比例，供拌和机控制室使用，同时反复调整冷料仓进料比例以达到供料均衡，并取目的配合比设计的最佳沥青用量，最佳沥青用量±0.3%等三个沥青用量进行马歇尔实验,确定生产配合比的最佳沥青用量。在选择拌和机振动装备时应当注意，拌和机最大筛孔的选择应保证材料最大粒径满足级配范围；其次各料仓的材料应保持平衡，在以后施工过程中不要出现待料或溢料现象。（4）生产配合比验证　拌和机采用生产配合比进行试拌、铺筑试验路，并用拌和的沥青混合料及路上钻取的芯样进行马歇尔检验，由此确定生产用的标准配合比。标准配合比应作为生产上控制的依据和质量检验标准。标准配合比的矿料级配至少应包括0.075mm、2.36mm、4.75mm(圆孔筛0.074mm、2.5mm、5mm)三档的筛孔通过率接近要求级配的中值。　　经设计确定的标准配合比在施工过程中不得随意变更。生产过程中，如遇进场材料发生变化并经检测沥青混合料的矿料级配，马歇尔技术指标不符合要求时，应及时调整配合比，使沥青混合料质量符合要求，并保持稳定，必要时应重新进行配合比设计。2.沥青混合料的拌和5 高速公路沥青路面混合料应采用间歇式沥青拌和机，施工前必须对拌和机所有计量设备进行认真标定，以确保逐盘打印的施工温度和材料配比的可靠性。对于改性沥青、SMA、Superpave混合料应比普通沥青混合料出场温度高10~20℃左右，Superpave混合料拌和无特殊要求。由于每台拌和机性能都不一样，混合料拌和时间并非强求一个定值，拌至沥青材料把所有材料颗粒都完全均匀的包裹、无花白料、不离析即可。3.沥青路面施工质量控制现场铺筑质量控制(1)准备阶段的质量控制进场施工前，先进行上一道工序的验收，进行高程测量、沉降稳定检验等检查验收工作，检查下封层的完整性，清理基层表面污染、杂物，进行水冲洗。这里必须强调的是，在水冲洗的时间安排上要尽量提前，确保施工时基层干燥。(2)运输过程的质量控制在车辆的安排上必须满足运力要求，车辆载重量应大于15t。运料前打扫干净车槽，并涂1:3油水混合液，车槽侧面打温度检查孔，备覆盖成品混合料的油毡布。在混合料装车时指挥驾驶人员前后移动车辆，分三堆装料以减少混合料离析。在下承层上行驶时，不能急刹车、急转弯调头，以免对路面透层和封层造成损害。在沥青混凝土摊铺时，运输车辆要在离摊铺机30cm处停车，停车时不能撞击摊铺机。摊铺时的质量控制对于高速公路，热拌沥青混合料要用沥青摊铺机进行摊铺。全套摊铺设备尽量用相同品牌，型号尽量相同，新旧差别要小，现场工程技术人员要懂得摊铺机的主要构造并能作相应的调整。高速公路路幅较宽，要用两台或以上摊铺机进行摊铺，每台摊铺宽度控制在6～7.5m范围内，两台摊铺机前后错开10m～20m以防止离析。在供料系统上，受料斗空板避免每一车料收一次，利用刮板输送器和料斗阀门控制好进入摊铺室的供料量。要选择合适的料斗阀门开度，使其与供料速度恰当配合，进而达到刮板输料器连续、均匀地供料。在预压整平系统上，如振捣梁预先捣实、熨平装置整面熨平，则密实度低。(3)碾压过程控制1）对于普通沥青混合料碾压，宜采用钢轮压路机与胶轮压路机相组合的方式，必须保证压实阶段的压实温度、压实遍数、压路机缓慢而均匀的速度碾压，改性沥青碾压温度应提高10-20℃，使用SBS改性材料的混合料不宜用胶轮压路机碾压。2）对于SMA混合料的碾压，不得使用轮胎压路机，因为轮胎的搓揉易使SMA混合料中马蹄脂上浮，造成路面的构造深度降低、抗滑性能下降甚至泛油。SMA不能过度碾压，忌在混合料冷却后反复碾压，否则可能将石料压碎，导致沥青马蹄脂部分上浮。一般应掌握“紧跟、慢压”的要领。Superpave混合料的碾压：Superpave混合料与一般沥青混凝土的最大区别就在于压实工艺不同，其特点：i.混合料有良好的内摩擦阻力和稳定性，抗车辙能力强；ii.表面构造深度大，但有较好的密实性；iii.混合料均匀性好，表面离析现象少；iv.粗集料多，细集料少，缺乏细集料的热传递，混合料温度下降较快，缺乏足够的时间来碾压，较难压实。　　Superpave的特点决定了必须在较短的时间内保证足够的压实功来满足压实度的要求，其碾压要领如下：3)高温碾压：初压温度不低于155℃，Superpave具有稳定的集料骨架结构，不会产生推移，压路机尽量少洒水，以防止温度下降过快。5 　　加大压实功率：采用高频、强振。中，往轮碾上喷洒水的时侯，要注意控制喷洒量，以防降低混合料温度，要采用雾状喷洒器。在混合料接缝处或冷热搭接处，要采用横缝横压。(4)空隙率与饱和度的控制空隙率与饱和度是一对矛盾，对油石比的反应特别敏感。因此对这两项指标的控制上订有一条不成文的掌握标准，即在室内目标配比阶段，要求两项指标必须同时满足，而在正常生产施工检验过程中，主要要求检验空隙率。另外，南方多雨地区，沥青路面应防渗水和车辙，在实施中还考虑到如下的具体情况，当生产配合比(标准配比)确定以后，对AC—25Ⅰ型，饱和度仅达下限或富余不多，实际施工中，还有一个沥青的允许偏差(±0.3)问题。个别出现-0.3的情况，则有可能使饱和度稍些偏离最低要求值。如果饱和度偏离较多时，必须调正配比。沥青混合料的空隙率是配比设计中最重要的一项根本性指标，空隙率小会引起变形，不利于防止车辙。(5)路面平整度的要求与控制根据“下层不平整靠中层调整，中层不平整靠上层调整”的观念调整的高等级公路平整度不能持久，必须以科学手段，层层把关保证表面有相对持久的平整度。因为厚薄不匀的结构层，在相同的重复荷载次数下，将产生不同的折实量(压实变形)，此情在国内投入营运数年后的高速公路上已有出现。有些高速公路在通车初期平整度很好，一段时间后，平整度逐渐下降，其主要原因在于基层用平地机摊铺，沥青层的厚薄不匀，平整度的取得靠逐层找平和调整保证。因此对反映路面使用品质与行车质量的重要指标之一的路面平整度，所作的努力是全方位的，必须摒弃不科学的传统观念，全面考虑，具体问题具体分析。三、施工中常见问题（一）沥青碎石形成离析带的原因根据现场离析带形成的状况与特点，我们发现沥青碎石形成离析带主要有以下几个方面的原因：1.沥青混合料从贮料罐向运输车里输送时，由于高度原因，大骨料滚落在车厢附近，形成粗集料第一次集中。2.运输车里的混合料卸向摊铺机时，大骨料滚落在摊铺机半厢附近，形成粗集料的第二次集中。3.摊铺机送料器在送料过程中，先将中间集料送于布料器，剩余粗集料留存在料斗中，摊铺机收斗时，形成粗集料的第三次集中。（二）沥青混合料摊铺过程中的影响缓慢、连续、均匀、不间断地摊铺是提高路面平整度最主要的措施，因此摊铺机在操作过程中应注意以下几个影响因素：1.摊铺应保持连续。必须配足与摊铺能力相匹配的混合料，尽量做到摊铺过程中不停机。尽管新型ABG摊铺机具有“自锁”装置，但热混合料在熨平板装置自重的作用下总会产生微微下沉，摊铺机的重新启动也会产生局部微小不平整。2.摊铺速度要保持缓慢均匀，一般摊铺速度应控制在每分钟2～4m(根据供料情况，保持不停机为原则)，摊铺速度的不恒定，会导致摊铺层初始密度不均匀，从而引起碾压后局部厚度的变化而影响平整度。3.在摊铺过程中，摊铺机螺旋送料器应均匀不停顿的转动，两侧应保持有不少于送料器高度2/3的混合料，并确保在摊铺全宽断面上不发生离析。摊铺后的混合料，原则上就不应用人工进行整修。5 4.料车卸料时不慎撒落的混合料应及时清除，否则不能摊铺，因为两侧履带或轮胎因撒落料影响而产生接地标高与横坡不一致时，会影响摊铺后的横坡，使坡面产生波浪，影响平整度。四、施工质量监理（一）在现场施工中对工程质量管理所采取的措施质量管理和经济挂钩的同时，严格按照相关标准和要求执行。（二）施工质量管理原则施工质量管理过程中必须以保证工程质量为最高原则,只有每一步施工质量能够保证，才能同时兼顾工程进度和企业效益。（三）提高全员质量意识一项工程若要获得最好的质量，不论是设计或施工单位，还是工程管理机构，全员质量意识是根本，对于施工单位尤为重要。实践证明，施工部门没有配套的质量管理办法，必定无法取得工程的圆满完成和企业效益。必须通过各种手段提高全员质量意识，要求施工各个环节做到严把材料、试验、操作、测量、交接、责任、领导检查、手段，严格管理施工质量。五、结论高速公路沥青路面的设计标准和工程质量要求高，涉及的面很广，影响因素很多，关系到路基、路面施工全过程，情况复杂。所以在施工过程中做好充分的技术准备，严格科学管理，精心组织施工，才能保证施工的顺利进行和完成，提高路面工程质量。如何能有效地发挥沥青路面最大的路用性能应是每位公路建设者的一份责任。参考文献1、王利贤等《高速公路沥青路面施工过程中的质量控制》、《cmtm<施工技术>（2007年第06期）》2、黄治《高速公路沥青路面施工》3、徐艳平《高速公路沥青路面的施工要求探析》4、刘朝晖，李宇峙，李健等《高速公路旧水泥混凝土路面加铺沥青面层结构组合设计》《公路交通科技（2004年第7期）》5'