高速公路沥青混凝土路面施工技术及质量控制措施探讨

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　　摘要：本文结合工程实例，分析阐述了高速公路沥青面层混凝土混合料的质量控制和配合比设计；在此基础上对沥青混凝土路面施工技术及质量控制要点进行了深入探讨和总结，供同行参考借鉴。
　　关键词：高速公路；沥青混凝土；配合比设计；质量控制
　　1引言
　　沥青混凝土路面因具有行车安全、舒适、噪声低、不扬尘、养护方便、易于回收再生利用等优点，在国内外公路中，作为高等级路面的主要结构类型而被广泛应用。在我国，沥青路面数量在不断增加（比重占80％以上），等级在不断提高。近十年来，由于交通量的不断增长和超载明显增大，给沥青路面带来明显的早期损坏，也对沥青路面上行车的安全和降低噪声提出了更高的要求。
　　为了适应这些新的形势和要求，传统的连续级配沥青面层受到了挑战，一些新的设计思想、新的表面层结构和新的沥青混合料已在我国有所应用和推广。如借鉴美国“战略公路计划”吸取Superpave技术思想，针对我国的国情进行了全面系统的研究；SBS沥青路面全面推广和应用；耐久性、抗裂性的沥青玛蹄脂碎石路面的研究、试用正在进行之中；具有排水、抗滑性、降低噪声、高温稳定性的透水性沥青路面正日益受到重视；可以提高疲劳寿命、抗车辙能力、减薄厚度塑料格栅沥青路面正在研究和试用等等。
　　2工程概况
　　某高速公路第6合同段起点里程K273+680，终点里程k285+000，全长11．32km，双向四车道，沥青混凝土面层结构设计为三层：AC-25I型8cm下面层，Superpave19型6cm中面层，Super-pavel2．5上面层（即4cm抗滑层）。现对沥青混凝土路面下面层混合料配合比设计、施工方法等进行探讨。
　　3沥青混凝土路面原材料质量控制
　　下面层沥青混合料用粗集料为1#料（13．2～26．5mm）、2#料（4．75～13．2mm）、3#料（2．36～4．75mm），细集料4#料（＜2．36mm）统一采用本地碎石厂生产的石灰岩，填料即矿粉（＜0．075mm）采用当地生产的石灰岩石粉，沥青由美国科氏公司生产，厂家用沥青保温车直接运至拌合厂加入沥青加热灌。
　　其各种原材料质量检验结果分别如表1～表4：
　　表1粗集料质量检验结果
　　
　　
　　4沥青混凝土混合料配合比设计
　　沥青混合料配合比设计采用马歇尔法，设计分三个阶段即目标配合比设计阶段、生产配合比设计阶段、生产配合比验证阶段。
　　4．1目标配合比设计阶段
　　（1）确定各矿料的组成比例。
　　（2）确定最佳油石比。
　　（3）马歇尔试验，求出相应于密度最大油石比a1，相应于稳定度最大的油石比a2，相应于空隙率中值油石比a3，计算最佳沥青用量的初始值：
　　OAC1=( a1+ a2+ a3)／3
　　（4）根据绘制曲线求出满足表5沥青混合料技术指标的沥青用量范围OACmin～OACmax，计算中值OAC2=（OACmin+OACmax）／2检查，OAC1是否在
　　OACmin～OACmax范围内。
　　（5）根据已确定配合比进行试拌混合料，检验动稳定度、残留稳定度、冻融劈裂残留强度比。如三者满足要求，就可以此配合比为目标配合比，否则重新调整试验，本工程沥青混凝土混合料目标配合比见表6，表7。
　　表5沥青混合料技术标准
　　
　　
　　4．2生产配合比设计阶段
　　根据监理审核批复的目标配合比进行沥青混合料生产配合比设计。首先，确定拌和机各热料仓矿料和矿粉用量，其次，确定生产最佳油石比，取目标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试验，确定生产配合比的最佳沥青用量，本工程沥青混合料生产配合比见表8。
　　表8沥青混合料生产配合比
　　
　　
　　4．3生产配合比验证阶段
　　根据监理审核批复的生产配合比，进行试拌、试铺来验证生产配合比的正确性。拌和楼采用生产配合比进行试拌、试铺试验段，用拌好的沥青混合料及路上钻取的芯样进行马歇尔试验检验，来确定生产用标准配合比。以此标准配合比作为生产控制的依据和质量检验的标准。
　　5高速公路沥青混凝土路面施工技术及质量控制
　　为切实保障路面施工整体质量，施工前，在道路单向进行了200m试验路段施工，以取得符合规范与设计要求的施工参数，指导施工，具体施工技术要点如下：
　　5．1拌和
　　沥青混合料拌和采用先进的具有足够生产能力的沥青混合料拌和机，是确保沥青混合料和面层质量的关键。在11.32km长施工标段上，我们采用阿曼300型（产量240t／h）沥青混合料间歇式拌和机。
　　拌和机从上料、拌和到出料一个循环约40～50s，我们一般控制在45s左右。由于拌和机配料均为自动称料，矿料级配和油石比在整个施工过程比较稳定。
　　拌和好的沥青混合料从拌缸卸入提升车，送入贮料仓中暂存，后再卸入运料汽车内。
　　5．2沥青混合料的运输
　　沥青混合料运输应具有保证不离析和保证满足摊铺运量要求。
　　根据本标段拌和厂设置位置及段落最长运距测算，采用载重量15t自卸汽车14辆完全能满足要求。运料车从贮料仓装料时，应采取前、后、中方式装料以减少混合料离析现象。
　　摊铺时，在施工现象等候卸料的运料车不宜少于5辆，连续摊铺过程中，运料车应在摊铺机前30cm处停下，不得撞击摊铺机。卸料时运料车挂空档，靠摊铺机推动前进。混合料运抵摊铺现场温度不得低于130～155℃。
　　5．3沥青混合料摊铺
　　沥青混合料摊铺要求表面均匀一致，无离析条带和离析块，具有高标准的平整度、规定的松铺厚度和要求的初始压实度。
　　在摊铺过程中，摊铺机应该匀速、平稳地工作，在这个环节中，应该和拌和设备及运输设备相协调，一般要求摊铺机工作速度在2～6m/min，计算式如下：
　　V=100Q/60DWT
　　式中：V――摊铺机摊铺速度( m/min )；
　　D――压实成型后沥青混合料的密度( t/m3)；
　　Q――拌和机产量( t/h )；
　　T――摊铺机压实成型后的平均厚度(cm)，摊铺压实成型后的平均厚度： T=100M/DLW；
　　式中：M――摊铺沥青混合料总质量( t )；
　　W――摊铺宽度( m)；
　　L――为摊铺长度( m)。
　　摊铺机摊铺时的温度及摊铺机和各卸料车之间应协调配合，一般要求沥青混凝土出料温度为125~165℃之间，正常施工时不低于110~130℃，低温施工时应不低于120~140℃，摊铺机和卸料车之间必须密切配合，以免出现停车待料、撞车及洒料等现象，排除一切影响工作效率和良好平整度的不良因素。
　　本标段单幅沥青路面摊铺宽度为11．25m。为满足摊铺宽度要求，我们采用两台德玛克DF140CS型摊铺机成梯形单幅一次摊铺成型。DF140CS型摊铺机配有电子自动调整摊铺厚度装置，有可调整振幅和频率的熨平板，使摊铺机初始密度达到75％（现场检测结果，设计为85％以上），能确保规定的松铺厚度和平整度。
　　本标段下面层摊铺厚度采用两侧挂基准钢丝引导线方式控制，摊铺机之间设铝合金尺导轨来保证两摊铺机摊铺的横坡一致。
　　摊铺机在预定速度内均匀、连续不间断地摊铺是提高面层平整度的关键工序。为此我们根据拌和生产能力、运力，对摊铺行走速度进行计算后，在实际摊铺中取行走速度1．5m／min能满足要求。
　　5．4碾压
　　碾压的基本要求是保证摊铺层达到规定压实度和表面平整度，沥青混合料面层碾压分为初压、复压、终压三个阶段。
　　（1）初压又称稳压，是压实的基础，其目的是整平和稳定混合料，同时为复压创造有利条件。初压温度确定为120～140℃，碾压速度2km/h，稳压采用德国宝马BOMOG双钢轮压路机碾压，遍数1～2遍。经核子密度仪跟踪检测压实度达到90％左右。
　　（2）复压是压实主要阶段，其目的是使混合料密实、稳定、成型。压实机具组合形式：两台德国HD110双钢轮振动压路机和两台徐州YZ20A胶轮压路机。碾压形式：HD110双钢轮压路机振压1～2遍，速度为3km／h，YZ20A胶轮压路机碾压4遍，速度为4km／h，检测压实度达到97％以上。
　　（3）终压是消除轮迹、缺陷，保证面层有较好平整度。终压温度不能低于90℃，静压采用宝马BO-MOG双钢轮压路机碾压1～2遍，速度为3km／h。对局部平整较差面采取快速轻振方式。
　　5．4现场质量控制
　　采用《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）规定的检测方法对纵段高程、平整度、宽度、压实度、厚度各项指标进行检测，检测频率和检测结果都略高于评定标准。
　　施工时，对出厂混合料进行抽提筛分检测同时进行马歇尔试验，结果表明空隙率、沥青饱和度、稳定度、流值等指标均符合规范要求。
　　此外，在摊铺和碾压过程中，尽量避免人工作业。如不得已时，应趁混合料温度较高时，抓紧操作，及时修补，及时碾压成型和修整因机械故障或人为操作所造成的平整度较差的局部路面。
　　6结语
　　综上所述,由于施工前后对沥青混凝土原材料及沥青混合料配合比采取了严格的质量检测措施，且施工过程每道工序规范施工,在路面平整度、压实度等方面进行了有效控制，本路段沥青混凝土路面工程取得了良好的整体质量效果，满足了规范和设计要求。
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