高速公路沥青路面施工设计探析

'高速公路沥青路面施工设计探析摘要：文章针对高速公路路面施工中沥青混合料、配合比设计以及沥青路面的施工等问题进行了分析与探讨。关键词：高速公路；沥青路面；设计；施工国内的沥青路面普遍存在工程的耐久性和早期损坏两大突出问题。造成这种情况有设计方面的原因、施工方面的原因，如材料、机械、施工工艺、质量控制等。沥青路面施工是高速公路的最后一道关键工序，沥青混合料的设计和生产很大程度上决定着沥青路面的施工质量。1沥青混合料设计1.1沥青混合料设计方法目前，国内外路面设计者对沥青混合料配合比设计方法的研究很多，纵观世界各国，现行用于沥青混合料配合比设计的方法主要有：马歇尔方法、维姆方法、Superpave方法、GTM方法以及贝雷法等，但其中又以马歇尔法运用得最为广泛。我国《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)规定，沥青混合料配合比设计采用马歇尔方法；同时规定，当采用其他方法设计沥青混合料配合比时，应按规范规定进行马歇尔试验及各项配合比检验，并报告不同设计方法的试验结果。1.2沥青混合料级配优化设计高速公路沥青路面的混合料级配设计原则，主要是依据规范规定取级配范围中值的方法，但发现细集料偏多，抗车辙能力较低。另一方面由于现行规范 级配要求易造成各种集料比例不当，容易导致沥青混合料离析，使路面质量不均匀。“十五”初期，高速公路铺筑了大量的比对试验段，从而调整了级配设计原则。这个原则的核心是：级配是通过试验做出来的，而不是通过查表或数学运算计算出来的。一个优良的级配首先是目标配合比的各项体积性质指标满足规范要求，其次是这个级配施工操作方便，不易离析。在此基础上，江苏省提出了改进型AC-251和改进型AC-201级配范围。这两种级配在“十五”初期江苏高速公路沥青路面建设中得到了广泛应用，使用效果良好。1.3沥青混合料体积性质指标沥青混合料设计体积性质指标是沥青路面使用品质的重要影响因素，沥青混合料的体积性质不仅和原材料、级配、油石比有关，还与沥青混合料的试件成型方法、试验温度、击实（旋转压实）次数紧密联系。美国Superpave设计方法的体积性质指标是从马歇尔设计方法的体积指标移植过来的。对重交通道路来说，采用0.6MPa压力，旋转压实100次的压实功大大高于马歇尔击实75次。其结果是对于同一沥青混合料马歇尔设计方法的VMA满足要求，而Spuerpave设计方法得到的VMA过小不满足要求。因此目前完善了VMA指标要求，规定了VMA的最小值，同时也规定了VMA的最大值。我国现行沥青路面规范没有把VMA作为一个强制性指标，事实上VMA是影响沥青路面使用品质最主要的体积性质指标。建议今后诟咚俟❷妨疋嗦访娼力柚邪 ❷MA作为沥青混合料设计的强制标准。沥青混合料体积性质指标中的另一个重要指标是空隙率，我国现行的沥青路面设计规范和施工规范对空隙率的定义要求都不够明确，严重影响和制约了我国沥青路面技术的发展。事实上沥青混合料目标配合比设计时，要说明最佳油石比对应的空隙率为设计空隙率，对于具体的工程来说，它应该是一个定值。每天拌和楼生产的混合料击实的马歇尔试件空隙率可有一个波动范围，比如说为设计空隙率土0.5%,在这个范围的空隙率是可以接受的。而路面现场空隙率其波动范围可更大一些，比如空隙率为3〜7%或4〜8%。在“十五”初期，江苏省高速公路明确了最佳油石比设计空隙率中、下面层为3〜4.5%,上面层设计空隙率为3.5〜5%,并要求每天拌和楼生产的马歇尔试验空隙率满足这些要求，沥青路面现场空隙率为3〜7%。沥青混合料饱和度指标是可以通过VMA和空隙率计算出来的，我国现行规范规定的饱和度70〜85%数值过大，而国际上大多数国家重交通沥青路面的混合料设计饱和度是65〜75%。江苏省"十五”初期铺筑的Superpave沥青路面其饱和度大都满足此范围，一年多的使用表明这些路段明显好于饱和度为70—85%的路段。我国正在修订的沥青路面规范拟把重交通道路沥青路面饱和度改为65〜75%,这个修正是合理的。2沥青混合料配合比设计2.1目标配合比设计沥青混合料目标配合比设计主要任务是，选择适当的沥 青、集料、矿粉和其他原材料，采用马歇尔试验方法或Superpave设计方法，通过室内试验确定各种规格集料的比例、最佳沥青用量、沥青混合料体积性质和沥青混合料级配曲线。需要强调的是原材料最好从沥青拌和场取样，不要从石料加工场取样，确保集料有较好的代表性。2.2生产配合比设计生产配合比设计是以目标配合比设计为依据，生产配合比的级配要尽可能同目标配合比一致，目前我国相应的规范没有说明这两个级配允许误差，在这方面还需要做些工作。目标配合比确定的各料堆比例是生产配合比进料的依据，这一点应该引起高度重视。生产配合比设计另一个关键是混合料的体积性质指标要与目标配合比相接近。3沥青路面施工适宜的原材料，正确的目标配合比仅是生产合格沥青路面的前提，只有精心组织沥青路面施工，才能确保沥青路面的质量。影响沥青路面施工质量的关键工序有拌和、运输、摊铺和碾压。3.1沥青混合料的拌和拌和站生产能力小，将影响摊铺速度，甚至造成频繁停机，加之温度不稳定，平整度根本无法保证。如果拌和时间太短，生产出来的料不均匀,造成较大的离析，平整度也不能保证。拌和时间是一个较为重要的问题，要根据不同的拌和设备确定较合适的拌和时间。沥青混合料的拌和主要是根据生产配合比确定的集料、矿粉和沥青等原材料比例拌制沥青混合料。在生产过程中需要严格控制各种原材料的用量和温度。3.2沥青混合料的运 输沥青混合料的运输过程需要注意的是：确保沥青混合料不产生过大的温度离析和骨料离析。防止骨料离析关键在于沥青混合料装入运输车时要严格注意装车顺序，在运输车卸料过程中要注意车身抬起的高度。防止温度离析，关键要覆盖好沥青混合料。目前一些发达国家为了避免沥青混合料的骨料和温度离析，采用中间拌和车。对这种设备的作用我们有必要进行考察。3.3沥青混合料的摊铺沥青混合料摊铺要注意以下几个方面：摊铺机宽度，合适的摊铺宽度以1个车道(3.75m)到2个车道(7.5m)宽为宜，过宽容易产生离析;摊铺机料位器高度以2/3为宜；尽量减少摊铺机收料斗拢料次数以减少离析；保证摊铺机料斗车的料位高度不低于车厢深度的1/3O3.4沥青路面的碾压沥青路面的碾压是沥青路面施工最后一道工序也是最关键的工序，江苏高速公路指挥部在总结前期高速公路施工经验的基础上，认识到压实度对沥青路面质量有决定性的影响，提高了路面压实度的标准，增加了压路机的压实功能，在碾压过程中严格控制压路机的速度，起到了明显的效果。3.5试拌和试铺试拌和试铺是决定沥青混合料配合比是否使用的决定步骤。为了确保试铺的成功，在试铺前一定要进行试拌。试拌时要进行抽提试验，确定拌和楼沥青计量准确度，级配控制是否满足要求，试拌的沥青混合料体积性质是否满足要求。试铺主要是检验混合料拌和、运输、摊铺、碾压是否能满足要求，因此必须充分 做好试铺前的准备工作，确保试铺一次成功。参考文献：[1]JTJ014-97,公路沥青路面设计规范[S].[2]章瑞文.高速公路沥青混合料生产的若干问题探讨[J].公路，1997.'