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高等级公路中的沥青路面施工技术

【摘 要】本文介绍了沥青路面施工中对材料、配合比、施工工艺进行了介绍，，并提出了施工注意事项，以供此后施工参考
【关键词】沥青路面 施工 技术
随着高速公路的快速发展，沥青路面的使用越来越广泛，沥青路面使用的年限取决于沥青路面施工的质量，搞好沥青路面的施工对原材料、配合比和施工工艺均有较高规定。
1 对材料的基本规定
沥青路面的组成材料是沥青和矿料。
1.1 沥青
目前高速公路路面大部分为沥青混凝土，由于沥青混凝土是沥青材料和矿料加热后按一定的配合比拌和，并在热态下铺压，故采用稠度较大的沥青材料，沥青路面所用沥青材料的标号应根据地区气候条件、施工季节气候选用，详见表1。
表1沥青材料标号选用表
气候类别
沥青种类
沥青混凝土用沥青标号
寒冷地带 （最低月平均气温t<－10oC）
石油沥青
AH-90 AH-110 AH-130
A-100 A-140
温和地带 （最低月平均气温t<0oC）
石油沥青
AH-70 AH-90 A-60 A-100
较热地带 （最低月平均气温t>0oC）
石油沥青
AH-50 AH-70
A-60 A-100
对进现场的沥青，每批货到现场后应检查生产厂家所附的实验报告，检查装运的数量、日期、实验结果，对每批沥青进行抽样检测，实验中如有一项达不到规定规定期，应加倍抽样作实验，如仍不合格，则退货索赔。沥青材料的实验项目针入度、延度、软化点、蜡含量、密度等。沥青应按规定分类贮存，并应加以标记。
1.2 矿料
沥青路面所用的矿料有粗集料（碎石）、细集料（天然砂、石屑等）。
1.2.1 粗集料
沥青路面所用的粗集料的粒径规格应符合规定，即通过筛孔的质量百分率应符合规定且应洁净、干燥、无风化、无杂质，应有足够的强度和耐磨性，具体规定见表2。
表2沥青路面用碎石质量规定
指标
高速公路
石料压碎值％
≤28
磨耗损失％
≤30
密度t/m3
≥2.5
吸水率％
≤2
对沥青的粘附性
≥4级
细长扁平颗粒含量％
≤15
泥土含量％
≤1
石料磨光值
≥42
破碎面％
≥90
假如沥青和粗集料粘附性不很好时，应加入抗剥离剂。
2.2.2 细集料
细集料是指粒径小于5mm的天然砂、人工砂、石屑。天然砂的粒径一般都小于2mm，有粗砂、中砂、细砂。根据天然砂的细度模数和级配范围 ，我们一般选用中砂，在选用天然砂时，一定要注意砂的含泥量，特别是西北地区，由于河砂含泥量偏高，因此，天然砂若含泥量超标，则在使用前一方面用水冲洗，减少含泥量，为了满足级配时应掺入石屑。
1.2.3 填料
填料一般采用矿粉，矿粉应干燥、洁净、无颗粒，也可采用石灰水泥，但应实验确认其属于碱性，并与沥青有良好的粘结力，高速公路一般不采用粉煤灰作填料。
1.2.4 不同的矿料应分别堆放，不得混杂，各种矿料达成现场后应对其强度、尺寸、形状、级配等进行检查，是否达成规定规定。
2 沥青混合料的配比
沥青混合料的配比就是拟定粗集料、细集料、矿粉和沥青互相配合的最佳比例。
2.1 沥青混合料的配比重要以马歇尔实验为主，并通过车辙实验对抗车辙能力进行辅助检查。矿料的最佳级配范围可以通过理论计算方法结合生产实践经验予以拟定，应符合《沥青路面施工及验收规范》所规定的沥青混凝土及沥青碎石混合材料的矿料级配标准与沥青用量范围。
2.2 矿料配比有试算法、正规方程法、图解法。其中图解法较为广泛使用。
2.2.1 图解法是根据“平衡面积法”拟定矿料组成，一方面绘制标准级配和各组成矿料的级配曲线。详见图1及图2。
在普通的方格纸上画成矩形图，纵轴表达矿料通过百分率，横轴表达筛孔直径，连接对角线，即为标准级配曲线。根据选定的标准级配各筛通过百分率在纵轴上取坐标引水平线与对角线相交，从交点引垂线与横轴相交的坐标即表达相应各个筛孔的孔径。

图1标准级配曲线
2.2.2 另一方面拟定各组成矿料的配比：
第一种情况：相邻两条级配曲线重叠，找出级配曲线A与B分别和下、上横轴距离相等的位置，从这位置画垂线与矩形对角线交于一点。
第二种情况：相邻两条级配曲线的前一条曲线的下点与后一条曲线的上点正好在同一垂直线上，把两条级配曲线上、下端连接起来与矩形对角线交于一点。
第三种情况：相邻两条级配曲线彼此离开一段距离，则分别从两条级配曲线的上端、下端向矩形中央作垂线，再作该两条线平分线，并与对角线交于一点。
2.2.3 用以上方法所得对角线的交点，分别作水平线，就可求得各组成矿料的配合比。

2.3 拟定最佳沥青用量
沥青混合料的沥青用量采用马歇尔实验法拟定。根据施工规范规定，以估计值为中值，以0.5％间隔上下变化沥青用量，制备马歇尔试件不少于5组，然后在规定的实验温度及实验时间内用马歇尔实验仪测定其稳定度、流值、密度，并按计算结果分别绘制沥青用量同密度、稳定度、流值、空隙率与饱和度的关系，求取最佳沥青用量。
3 拌和
3.1 试拌
沥青混合料的配比拟定后，根据配合比进行试拌，通过抽样实验进行配合比检查。
一方面，在热料仓里抽取一定的试样进行检查其配合比，验证各矿料的进料速度，热料配比合格后，然后投沥青试拌，试拌后取样进行马歇尔实验，并将其实验值与室内配合比进行比较，验证沥青用量合理性，必要时可作适当调整，另一方面拟定适宜的拌和时间及出厂温度。
3.2 沥青混合料的拌和
根据实验室提供的配料单严格控制各种材料用量及其加热温度，拌和的沥青混合料应均匀一致，无花白、无离析和结团成块现象，每班抽样做沥青混合料性能、矿料级配组成和沥青用量检查，每班拌和结束时，清洁拌和设备，放空管道中的沥青，做好记录，不符合技术规定的沥青混合料严禁出厂。
在拌和设备运营中要经常检查矿料仓贮料情况，以防满仓、串仓现象，为精确控制材料，在拌和之前对各种电子秤进行校验，以防计量不准，拌和过程中，质检人员要特别注意温度控制，混合料中冒黄烟说明温度过高，温度过低则产生拌和不均匀，对每一盘的拌和料用红外线温度计测量温度，根据测试温度及时告知拌和操作人员进行调温，一般出厂温度控制在140 oC～150 oC最佳，每车出厂时，由实验人员进行取样，做马歇尔实验，测试稳定值、流值、空隙率、饱和度、沥青抽提实验，抽提后的矿料级配必要时进行残留稳定度测定，每一批实验做好记录贴上标签，填好施工日记。
4 铺筑实验路段
高等级公路在施工前应铺筑实验段，铺筑实验段是不可缺少的环节，实验段的长度应根据实验目的拟定，宜为100～200m，宜在直线段上铺筑实验，内容为：
4.1 根据沥青路面实验段拟定合理的施工机械、机械熟料及组合方式。
4.2 通过试拌拟定拌和的上料速度、时间、温度等工艺参数。
4.3 透层沥青的用量。
4.4 摊铺机的摊铺温度、摊铺速度、摊铺宽度、自动找平。
4.5 压路机的压实顺序、碾压温度、碾压速度及碾压遍数。
4.6 拟定松铺系数、接缝方式。
4.7 验证混合料配合比、沥青用量。
4.8 用钻孔方法测密度。
4.9 制定施工进度计划。
在实验段的铺筑过程中，施工单位应认真做好记录分析，监理、质检部门检查实验段的施工质量，写出实验总结报告，报上级部门批准，作为施工依据。
5 摊铺作业
5.1 摊铺沥青混合料的一般规定
摊铺时应先检查摊铺机的熨平板宽度和高度是否适当，并调整好自动找平装置。有条件时应尽也许采用全路幅摊铺，摊铺时，沥青混合料温度不应低于110 oC，摊铺厚度应为设计厚度乘以松铺系数，混合料的松铺系数又通过试铺碾压拟定，摊铺时后面应派专人检查摊铺的平整度，沥青路面摊铺施工环境温度不能低于8 oC，温度太低，混合料降温快，碾压实度难以达成，施工时应注意天气预报，以防突降雨水。
5.2 摊铺厚度的拟定和熨平板初始工作仰角的调整
摊铺工作开始前要准备两块长方垫木，以此作为摊铺厚度的基准，垫木宽5～10cm，长应与熨平板纵向尺寸相同或稍长，厚度为松铺厚度。将摊铺机停置于摊铺带起点的平整处，抬起熨平板，把两块垫木分别置于熨平板两端的下面，垫木放好后，放下熨平板，让其提高油缸处在浮动状态，此时，熨平板以其自重落在垫木上。熨平板放置妥当后，接着调整其初始工作仰角。初始仰角调整后，观测摊铺机前面的两个标尺，两边标尺数据要大体同样。
5.3 摊铺机作业
摊铺机的初始仰角调整好后，对摊铺机熨平板加热，熨平板加热的温度最佳与混合料的温度相同。摊铺机的运营速度一般下层较慢为3～6m/min，上层较快为6～10m/min。
摊铺机熨平板加热完毕后，就开始布料，有摊铺机供料机扬向两侧布料，混合料的高度略高于螺旋布料器轴线，开始用手动布料，摊铺机即可摊铺。摊铺时布料打为自动。
摊铺机在工作过程中，摊铺机两侧各为一个巡视员，同时检测其厚度，如厚度不对可作适当调整，摊铺机要配备足够的运送车辆供料，一般摊铺机前面停置料车为4～5辆为宜。摊铺机在运营时，前面料车放为空档，严禁刹车，由摊铺机推动料车行走，料车一般为15T翻斗车。
运用自动找平装置保证其摊铺的平整度，国内大多数的自动找平方法一般为钢丝基准线法、滑撬法，但也有较为先进的声纳自动找平装置，声纳造平装置比钢丝基准线法、滑撬法都要好，一是施工方便，二是平整度好。自动找平装置重要搞好传感器的安装、检查与调整，传感器处在中立位置时，其信号灯不亮，假如信号灯亮，则表白它未处在中立位置，要再次调整，调整好后，将传感器的工作选择开关拨到“工作”位置。
6 碾压成形
6.1 沥青路面压实机械
一般为两台10t光轮压路机、两台19t轮胎压路机。
6.2 初压
初压一般选用一台光轮压路机，压路机从外侧向中心碾压，相邻碾压带应重叠1/3～1/2，压完全幅为一遍。初压应特别注意平整度，碾压路线及碾压方向不应忽然改变而导致混合料移位，压路机起、停应缓慢进行，碾压速度不能过快，一般为3～4Km/h，初压为二遍。
6.3 复压
复压的目的是使混合料压实、稳定、成形，混合料的密实取决这一步，复压的温度一般为110 oC，复压采用两台重型轮胎压路机，碾压遍数为4～6遍，规定压实，无明显痕迹。
6.4 终压
终压的目的消除轮迹，最后形成平整的压实面，终压可用一台光轮压路机，此时压路机速度可快一点，碾压遍数为2～4遍无轮迹。
注意，在当天碾压的尚未冷却的沥青混合料上，不得停放任何机械和车辆，不得撒落矿料、油料等杂物，同时注意碾压温度，碾压温度的高低，直接影响沥青混合料的压实质量，最佳压实温度为110 oC～130oC之间，最高不能超过160oC。碾压温度过高，会引起压路机两旁混合料隆起，碾轮后的摊铺层出现裂纹，温度太低，压实达不到密度。当沥青混合料碾压成形后，如发现厚度局限性，平整度差、松散、泛油等要及时返工。
路面压实后，要进行检测，重要检测其压实度、厚度、平整度、粗糙度及外观检测。