高速公路AC-13路面施工要點(diǎn)和新技術(shù)

許 建 勇

(山西省晉中路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，山西 晉中 030600)

1 概述

密級(jí)配熱拌瀝青混合料，英文名：Asphalt Concrete，簡(jiǎn)稱AC，將其作為路面層使用時(shí)，成型后的路面具有行車舒適、維修方便、噪聲低的特點(diǎn)，且路面耐久性良好，能承受重載交通，可使得路面使用性能大幅提高，路面使用壽命有效延長(zhǎng)。

AC瀝青混凝土結(jié)構(gòu)采用連續(xù)級(jí)配，逐級(jí)填隙，屬于懸浮密實(shí)型骨架。AC瀝青混凝土路面是一種成熟的高等級(jí)路面技術(shù)，在我國(guó)使用最多的公路面層材料之一。按混合料集料粒徑分類，AC混合料可分為三種類型：細(xì)粒式瀝青混凝土，AC-9.5 mm或AC-13.2 mm；中粒式瀝青混凝土，AC-16 mm或AC-19 mm；粗粒式瀝青混凝土，AC-26.5 mm或AC-31.5 mm。

AC-13屬于細(xì)粒式瀝青混凝土，一般在氣溫高，重載交通量大的路段選用C型級(jí)配為宜。研究表明，AC-13作為路面層使用時(shí)，能保證路面在壽命周期內(nèi)具有穩(wěn)定的路用性能。在某高速公路段路面設(shè)計(jì)中，路面結(jié)構(gòu)為：AC-13C細(xì)粒式改性瀝青混凝土(厚度4 cm)+AC-20C中粒式瀝青混凝土中面層(厚度8 cm)+ATB-30瀝青穩(wěn)定碎石下面層(厚度12 cm)+封層+透層+水泥穩(wěn)定碎石基層。在本文中，以該高速公路段路面施工為例，介紹了細(xì)粒式AC-13C作為路面上面層使用時(shí)的施工要點(diǎn)，說(shuō)明了AC-13C施工中的新技術(shù)，以期借鑒。

2 原材料質(zhì)量

原材料質(zhì)量是保證混合料質(zhì)量的基礎(chǔ)。在原材料重量控制上，重視從源頭控制是關(guān)鍵，嚴(yán)格落實(shí)不合格材料不得進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的要求。

1)瀝青。本項(xiàng)目采用優(yōu)質(zhì)SBS改性瀝青。對(duì)進(jìn)場(chǎng)瀝青須進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量檢驗(yàn)，檢驗(yàn)瀝青的針入度、軟化點(diǎn)和延度等性能指標(biāo)。應(yīng)盡量加大檢驗(yàn)頻率，應(yīng)保證每批次不少于進(jìn)行一次檢驗(yàn)，并留樣備檢。

2)粗集料。本項(xiàng)目碎石要求采用石質(zhì)堅(jiān)硬的玄武巖或輝綠巖軋制，粒徑應(yīng)不小于4.75 mm，棱角性不小于30 s。要求進(jìn)場(chǎng)的碎石應(yīng)干燥清潔、不含風(fēng)化顆粒，以形狀近似立方體為佳。

集料質(zhì)量應(yīng)按規(guī)定頻率進(jìn)行隨機(jī)抽驗(yàn)。要求視密度在2.6 g/cm3以上，將砂當(dāng)量含量控制在70%以上，將亞甲藍(lán)值控制在5 g/kg內(nèi)。對(duì)粒徑小于0.075 mm的質(zhì)量百分率須控制在12.5%以下。

要求堆放各礦料場(chǎng)地應(yīng)進(jìn)行硬化，排水設(shè)施完備。各種類礦料須分類堆放，用墻體隔開，以免串料或被污染。

3)細(xì)集料。本項(xiàng)目采用人工軋制的玄武巖、輝綠巖或石灰?guī)r細(xì)集料。要求無(wú)風(fēng)化、無(wú)雜質(zhì)，還要具有適當(dāng)級(jí)配，嚴(yán)禁采用下腳料。

應(yīng)按規(guī)定頻率對(duì)進(jìn)場(chǎng)細(xì)集料進(jìn)行隨機(jī)抽驗(yàn)，本項(xiàng)目采用的細(xì)集料規(guī)格見(jiàn)表1。

表1 細(xì)集料規(guī)格

4)填料。采用石灰?guī)r石料經(jīng)磨細(xì)得到的礦粉，須干燥、清潔。不得使用回收的礦粉，以確保上面層混合料質(zhì)量。親水系數(shù)小于0.8。

細(xì)集料及礦粉須覆蓋堆放，避免受潮，以免影響喂料數(shù)量和拌和機(jī)產(chǎn)量。

3 施工要點(diǎn)

在施工中，為確保路面性能符合設(shè)計(jì)要求，應(yīng)采取有效措施確保施工質(zhì)量，保證成型后的路面平整度和壓實(shí)度符合設(shè)計(jì)要求。

在進(jìn)行混合料設(shè)計(jì)時(shí)，為最大限度進(jìn)行實(shí)際生產(chǎn)狀況的模擬，須采用小型拌和機(jī)進(jìn)行制備試件用于混合料的生產(chǎn)。

3.1 中面層清掃

在進(jìn)行施工前，須對(duì)中面層局部質(zhì)量缺陷(例如嚴(yán)重離析、開裂和油污染等)進(jìn)行修復(fù)?？刹捎酶邏核畼寷_刷將表面浮料或雜物清掃干凈，還可將表面污染物采用人工鑿除方式進(jìn)行清除。

待徹底清掃中面層表面完工且風(fēng)干后，再進(jìn)行粘層瀝青的均勻噴灑，以澆灑均勻、不流淌、不粘輪為度。

粘層瀝青噴灑結(jié)束后，為避免出現(xiàn)車輛或行人的踩踏污染，須進(jìn)行交通管制。

3.2 混合料拌制

在混合料拌制過(guò)程中，溫度控制是保證混合料質(zhì)量的關(guān)鍵之一。在拌和作業(yè)時(shí)，應(yīng)注意集料加熱溫度比瀝青高10 ℃～15 ℃。在儲(chǔ)料倉(cāng)進(jìn)行成品料儲(chǔ)存時(shí)，要求其溫度下降范圍應(yīng)控制在10 ℃以內(nèi)。

在本項(xiàng)目施工中，采用的混合料各環(huán)節(jié)溫度控制(℃)要求見(jiàn)表2。

表2 施工各工序溫度控制 ℃

指定專人對(duì)拌和均勻的混合料外觀特征進(jìn)行檢查，要求成品混合料應(yīng)目測(cè)無(wú)花白、冒青煙和離析等，否則不予裝車。對(duì)復(fù)核后確認(rèn)存在質(zhì)量問(wèn)題的混合料須予以廢棄。

在拌和作業(yè)中，為確?；旌狭腺|(zhì)量，要求每天上、下午各檢測(cè)一組混合料試樣，以便于及時(shí)進(jìn)行級(jí)配調(diào)整。要求進(jìn)行混合料油石比允許誤差控制，一般控制在標(biāo)準(zhǔn)值-0.1%～+0.2%范圍內(nèi)。還要進(jìn)行礦料級(jí)配與生產(chǎn)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)級(jí)配的允許差值控制，分別是：0.075 mm，允許差值為±2%范圍；不大于2.36 mm，允許差值為±4%范圍；不小于4.75 mm，允許差值為±5%范圍。

3.3 混合料運(yùn)輸

為避免出現(xiàn)停機(jī)待料現(xiàn)象，要求設(shè)計(jì)的混合料運(yùn)輸能力應(yīng)稍大于拌和能力和攤鋪能力。

采用熱電偶溫度計(jì)進(jìn)行混合料出廠溫度和運(yùn)到現(xiàn)場(chǎng)溫度的檢測(cè)，嚴(yán)禁不符合溫控要求混合料進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)。

在裝料時(shí)，汽車前后移動(dòng)三次裝料，以減少粗集料離析。

為避免混合料降溫過(guò)大或污染，混合料運(yùn)料車廂在運(yùn)輸途中應(yīng)使用雙層篷布或棉被全程覆蓋，卸料時(shí)也不得掀起，直到卸料結(jié)束方可收起。

3.4 混合料攤鋪

在混合料鋪攤作業(yè)中，確保鋪攤過(guò)程的連續(xù)穩(wěn)定，是保證路面平整度的關(guān)鍵之一。

在本項(xiàng)目施工中，使用兩臺(tái)前后距離不超過(guò)10 m的攤鋪機(jī)組成梯隊(duì)開展攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。為避免縫痕的出現(xiàn)，兩臺(tái)鋪攤機(jī)重疊的縱向接縫采用斜接縫。

應(yīng)合理確定攤鋪機(jī)前進(jìn)速度，須綜合考慮拌和能力、機(jī)械配置及攤鋪厚度寬度等因素。在本項(xiàng)目施工中，要求按2 m/min～4 m/min進(jìn)行控制，做到緩慢、均勻、不間斷攤鋪，盡量做到每天收工停機(jī)一次。

攤鋪的混合料在未壓實(shí)前，施工人員不得踩踏，一般不允許人工不斷整修。對(duì)于局部離析，允許用人工找補(bǔ)或更換混合料。對(duì)出現(xiàn)的嚴(yán)重缺陷，應(yīng)將鋪攤的混合料鏟除，分析原因并進(jìn)行攤鋪機(jī)參數(shù)調(diào)整或改進(jìn)攤鋪工藝。

攤鋪遇雨時(shí)，立即停止施工，并清除未壓成型的混合料。遭受雨淋的混合料應(yīng)廢棄，不得卸入攤鋪機(jī)攤鋪。

3.5 混合料壓實(shí)

壓實(shí)作業(yè)是保證瀝青面層質(zhì)量的重要環(huán)節(jié)，應(yīng)選擇合理的壓路機(jī)組合方式及碾壓步驟。

壓路機(jī)的適宜碾壓速度隨初壓、復(fù)壓、終壓及壓路機(jī)的類型而別。要對(duì)初壓、復(fù)壓、終壓段落設(shè)置明顯標(biāo)志，便于司機(jī)辯認(rèn)。對(duì)松鋪厚度、碾壓順序、壓路機(jī)組合、碾壓遍數(shù)、碾壓速度及碾壓溫度應(yīng)設(shè)專崗管理和檢查，使面層做到既不漏壓也不超壓。本項(xiàng)目施工中，碾壓方式和組合見(jiàn)表3。

施工結(jié)束后，進(jìn)行路面平整度的檢測(cè)表明，連續(xù)平整度儀100 m標(biāo)準(zhǔn)差不大于0.8 mm，達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。路面壓實(shí)度采用雙控指標(biāo)，馬歇爾壓實(shí)度不小于98%，最大理論密度壓實(shí)度在94%以上。

表3 路面碾壓組合方式

為保證壓實(shí)度和平整度，初壓應(yīng)盡量在混合料較高溫度下進(jìn)行。在初壓階段，為保證面層的橫向平整度，輪胎壓路機(jī)須嚴(yán)禁使用。壓路機(jī)進(jìn)行路面壓實(shí)時(shí)，應(yīng)緩慢勻速前進(jìn)，折回不應(yīng)處在同一橫斷面上，起動(dòng)和停止須減速緩行，不準(zhǔn)剎車制動(dòng)。

對(duì)現(xiàn)場(chǎng)取芯留下的孔洞進(jìn)行填補(bǔ)時(shí)，應(yīng)采用相同層位的瀝青混合料進(jìn)行，還須提前對(duì)孔洞周邊的局部污染進(jìn)行清洗。

壓實(shí)完成12 h后，方能允許施工車輛通行。

4 新技術(shù)

近年來(lái)，隨著我國(guó)公路建設(shè)的不斷加快，在公路建設(shè)施工中涌現(xiàn)出許多施工新技術(shù)，能有效提高AC結(jié)構(gòu)路面的使用性能，擴(kuò)大使用范圍。

1)AR-AC-13S橡膠瀝青路面。隨著全球汽車保有量的快速增長(zhǎng)，廢舊輪胎堆積的“黑色污染”成為了一個(gè)全球關(guān)注的重要環(huán)境問(wèn)題。采用廢輪胎橡膠粉進(jìn)行橡膠瀝青生產(chǎn)，是實(shí)現(xiàn)廢物循環(huán)利用的有效途徑。在我國(guó)，AR-AC-13S橡膠瀝青路面具有顯著的抗疲勞性能和綜合路用性能。采用橡膠瀝青進(jìn)行解決和改善傳統(tǒng)瀝青路面的固有缺陷，能顯著延長(zhǎng)路面使用壽命。

2)新型細(xì)粒式高性能瀝青混凝土鋪裝結(jié)構(gòu)。在細(xì)粒式瀝青混凝土級(jí)配基礎(chǔ)上，通過(guò)增設(shè)6.3 mm的集料篩，采用最大公稱粒徑小于13.2 mm的細(xì)集料，在連續(xù)級(jí)配曲線中4.75 mm篩孔和6.3 mm篩孔間形成微斷級(jí)配的新型路面鋪裝結(jié)構(gòu)。

該路面鋪裝結(jié)構(gòu)能有效解決傳統(tǒng)半剛性基層瀝青路面在重載作用下出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)性破壞問(wèn)題，具有良好高溫抗車轍變形、抗水損害、抗疲勞開裂和耐久性能，且瀝青用量低，在重載交通道路具有廣泛的應(yīng)用前景。

3)瀝青路面中上面層雙層攤鋪施工。在一些高速公路施工中，采用“上面層SMA+中面層AC”的路面結(jié)構(gòu)。采用雙層攤鋪機(jī)進(jìn)行瀝青路面中上面層的同步攤鋪施工，路面上下層整體性好,具有較大的抗剪強(qiáng)度。