高速公路Superpave瀝青路面施工技術(shù)研究

言明晨

（江蘇東南工程咨詢有限公司 江蘇南京 210018）

在社會經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展之下，國家高度重視基礎(chǔ)設(shè)施類工程的建設(shè)工作，投入了大量的資金和技術(shù)進(jìn)行道路橋梁、水利水電等工程的建設(shè)，以此為推動社會穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)進(jìn)步以及人民的安居樂業(yè)提供了較多助益，其中高速公路發(fā)揮的作用顯著，但是由于常規(guī)的瀝青路面使用一段時間后會發(fā)生路面病害問題，對于道路上的行人、駕駛者造成的不良影響較大，所以要求施工單位對當(dāng)前國內(nèi)外先進(jìn)的高速公路瀝青路面施工技術(shù)多進(jìn)行研究與學(xué)習(xí)，以此掌握Superpave瀝青路面施工技術(shù)的作業(yè)要點(diǎn)內(nèi)容，來對工程路面進(jìn)行質(zhì)量強(qiáng)化的施工建設(shè)。

1 Superpave瀝青路面概述

Superpave瀝青路面具體指的是依托SUP瀝青混合料設(shè)計法，來對工程施工單位選用原材料制備公路路面施工所需的瀝青混合料過程、瀝青用量、施工后路面性能水平進(jìn)行計算、試驗、預(yù)測后而建造的路面，施工單位據(jù)此完成的公路路面工程質(zhì)量較好，符合預(yù)期的建設(shè)要求與標(biāo)準(zhǔn)，較之于公路工程常規(guī)的瀝青路面施工質(zhì)量可知基于此種路面的高速公路質(zhì)量理想且運(yùn)營期間的安全性高，需要大力進(jìn)行此種路面高速公路工程的施工建設(shè)[1]。

2 Superpave瀝青路面施工技術(shù)應(yīng)用分析

本文研究期間選取江蘇省南通市的某條高速公路為研究對象，作以高性能瀝青路面施工技術(shù)的應(yīng)用研究。該條高速公路路面寬度為14m，其中上面層應(yīng)用Superpave技術(shù)進(jìn)行施工，工程作業(yè)時間為夏季，日均溫度在28℃以上，在靠近施工所在地右側(cè)700m的位置處設(shè)置瀝青混合料拌和站。

2.1 準(zhǔn)備工作

（1）準(zhǔn)備施工機(jī)械設(shè)備，主要有瀝青拌和、攤鋪、碾壓等設(shè)備以及運(yùn)輸車、轉(zhuǎn)運(yùn)車，數(shù)量各為2套、3套、6臺、2臺、20輛。

（2）準(zhǔn)備原材料，主要有礦粉，要求使用石灰?guī)r礦粉，所有礦粉均要潔凈，不可有進(jìn)水、結(jié)團(tuán)情況發(fā)生；準(zhǔn)備瀝青材料，性質(zhì)屬于SBS改性瀝青，施工后每立方米的密度值需要達(dá)到1.03g；準(zhǔn)備集料，其中的粗集料為玄武巖，要求直徑不低于10mm，最大不可超過15mm，還需要準(zhǔn)備直徑在3mm以上、5mm以下的碎石作為細(xì)集料進(jìn)行瀝青混合料的制備，準(zhǔn)備的粗細(xì)集料均要具有干燥、干凈的特點(diǎn)，石塊沒有任何風(fēng)化的跡象，強(qiáng)度達(dá)標(biāo)[2]。

（3）明確施工參數(shù)與工序，提前向施工單位作業(yè)人員做好技術(shù)交底工作，以便可以按照施工方案中的要求開展標(biāo)準(zhǔn)化的工程施工建設(shè)工作，其中作業(yè)時需要采取1.218的松鋪系數(shù)，而對于Superpave瀝青混合料配比則需要依托旋轉(zhuǎn)壓實系統(tǒng)進(jìn)行目標(biāo)配比設(shè)計。具體配比設(shè)計期間需要通過瀝青用量旋轉(zhuǎn)壓實成型試件，進(jìn)行粗、中間、細(xì)三種級配使用相應(yīng)質(zhì)量瀝青后的體積性能參數(shù)計算，從而確定用于配制混合料所需的瀝青材料總量最佳值，還需要評價混合材料水敏感度指標(biāo)，針對材料殘留強(qiáng)度比則要求該值不可低于80%[3]。待混合料初步配制完成以后，需要作業(yè)人員依照馬歇爾試驗的相關(guān)內(nèi)容，來對配制的材料作以檢驗處理，經(jīng)過驗證材料配比符合高性能瀝青路面施工的標(biāo)準(zhǔn)且混合料空隙率處于4%以上、5%以下后，才可以用于工程路面作業(yè)中，并且后續(xù)作業(yè)期間配制材料的配比標(biāo)準(zhǔn)參考經(jīng)過試驗檢測的配比系數(shù)，以此確保工程Superpave瀝青路面施工的有效性得以實現(xiàn)。此外在Superpave瀝青路面施工期間，需要參照圖1的工序依次進(jìn)行施工作業(yè)，從而降低路面病害問題發(fā)生率。

圖1 瀝青路面施工流程圖

2.2 具體施工

2.2.1 路面面層處理

施工單位工作人員需要對瀝青攤鋪的作業(yè)面進(jìn)行表面灰塵、積水、雜物等殘留物的清理，確保施工區(qū)域內(nèi)不存在任何影響作業(yè)質(zhì)量的雜物，并且對于上中面層、中下面層之間應(yīng)用SBS改性乳化瀝青作以處理。

2.2.2 混合料配制、運(yùn)輸

（1）在配制方面，Superpave瀝青路面作業(yè)時應(yīng)用到的粗集料非常多，容易發(fā)生受潮或進(jìn)水后的含水量過大問題，所以要求施工單位在將材料放置在拌和站時，進(jìn)行傾斜底面的建造，以便含水量超標(biāo)的集料可以盡快將水排出，保持粗集料的干燥性。本文研究的該條高速公路制備材料時使用的拌和機(jī)為間歇式，型號為NP3000CA，還準(zhǔn)備有多個粗集料冷料倉，用于控制Superpave混合料配制時發(fā)生的熱料倉溢出問題；操作期間基于設(shè)備本身的防塵功能可以有效降低灰塵在設(shè)備內(nèi)外的大量堆積，并且設(shè)備可以對瀝青混合料制備期間的溫度進(jìn)行實時測量，從而確保配制出的材料可以滿足工程建設(shè)用量的需求與質(zhì)量的要求[4]。其中在Superpave13和19混合料級配完畢后需要將多余的混合料置于熱料倉中進(jìn)行貯存，篩網(wǎng)尺寸對于混合料應(yīng)用時的壓實效果會產(chǎn)生一定的影響，所以對于本工程使用的兩類混合料需要參考表一數(shù)據(jù)確定熱料倉篩網(wǎng)尺寸。在拌和設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)時需要對上料速度按照高于300rad、低于1000rad的標(biāo)準(zhǔn)加以控制，拌和的時間不可超過1min，要求最終形成的混合料需要呈現(xiàn)出瀝青膠被礦料所覆蓋的狀態(tài)，不可有混合料配制離析問題發(fā)生。存儲的混合料盡量在放置的12h內(nèi)用完，如果有超時放置材料繼續(xù)使用情況則會導(dǎo)致高速公路路面施工的各種質(zhì)量問題，材料出廠時須注意對溫度做好測量工作，出廠時要求混合料的合格溫度在170℃以上，不能超過180℃，若有溫度超標(biāo)的瀝青判定為不合格，不可運(yùn)輸至作業(yè)現(xiàn)場應(yīng)用在路面攤鋪施工中（溫度控制標(biāo)準(zhǔn)參見表2）。

表1 不同熱料倉篩網(wǎng)大小

（2）在運(yùn)輸方面，Superpave瀝青混合料運(yùn)輸期間需要使用大型運(yùn)輸車輛向施工場所輸料，要求各個車輛在裝料之前進(jìn)行內(nèi)外、底部的完全清潔處理，并且涂刷油水混合液；料斗內(nèi)裝料時需要沿著前、后、中的次序依次進(jìn)行平穩(wěn)放置，避免大幅度移動料斗所致的混合料離析情況出現(xiàn)；車輛外部需要完全覆蓋有遮雨布，一輛車裝完后須即刻運(yùn)輸?shù)阶鳂I(yè)現(xiàn)場，要求攤鋪高性能的瀝青混合料期間作業(yè)區(qū)域附近有不少于5臺運(yùn)輸車等待卸料，從而保證攤鋪工作可以一次性完成，中途不會發(fā)生因混合料量不足所致的停工問題。

2.2.3 混合料攤鋪

攤鋪過程中，分別需要應(yīng)用轉(zhuǎn)運(yùn)車、2臺瀝青混凝土攤鋪機(jī)完成作業(yè)工作任務(wù)，攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時依照公路寬度作業(yè)，厚度不可低于30cm，每小時的作業(yè)能力需要達(dá)到500t；攤鋪機(jī)運(yùn)行速度在確定時，可以參考V=公式進(jìn)行計算，該公式中的V表示每分鐘混合料的攤鋪速度，Q和e分別指代拌和機(jī)生產(chǎn)效率與效率系數(shù)，D、W、T則分別表示混合料壓實之后的密度、攤鋪機(jī)寬度、鋪筑成型之后材料厚度平均值，經(jīng)過計算可知本文研究的路面瀝青混合料碾壓速度需要保持在每分鐘3m，不可低于2m；將攤鋪機(jī)置于相應(yīng)的位置后，進(jìn)行1h的設(shè)備預(yù)熱處理，待檢測熨平板溫度達(dá)標(biāo)后，借助于啟動的攤鋪機(jī)電子化感應(yīng)裝置進(jìn)行高精度的松鋪施工，中途不可出現(xiàn)施工停歇情況，工作人員于攤鋪期間需要隨時對攤鋪厚度作以檢查，如果存在攤鋪不均勻或者材料應(yīng)用期間的離析問題則盡快進(jìn)行整修、補(bǔ)料處理[5]。如果施工期間作業(yè)現(xiàn)場的溫度在5℃以下時，則不能繼續(xù)開展Superpave瀝青混合料的攤鋪施工，處于該種溫度下的路面后續(xù)壓實效果差，易引發(fā)路面病害問題，影響高速公路運(yùn)行有效性、安全性。

2.2.4 混合料壓實與檢測

Superpave瀝青料鋪筑于路面之后，需要使用碾壓設(shè)備立刻進(jìn)行高溫、勻速、低振幅的碾壓作業(yè)（參見圖2），次序為先進(jìn)行兩邊路面的碾壓，而后碾壓路面中間，其中在初次碾壓時需要從外向內(nèi)里進(jìn)行碾壓，存在碾壓軌跡1/3重疊的地方，而在復(fù)壓期間則需要使用鋼輪壓路機(jī)、膠輪壓路機(jī)分別進(jìn)行2次、3次的共振碾壓、靜壓，最終的碾壓遍數(shù)為1次，使用的壓路機(jī)為鋼輪型。同時在碾壓作業(yè)且進(jìn)行路面光面處理期間，還需要對各個路面高性能瀝青碾壓期間的溫度進(jìn)行檢測，并做好詳細(xì)的記錄，以供后續(xù)公路路面驗收與養(yǎng)護(hù)時進(jìn)行數(shù)據(jù)參考。

圖2 瀝青路面碾壓施工

3 結(jié)束語

近年來我國交通運(yùn)輸事業(yè)發(fā)展較為迅速，導(dǎo)致高速公路運(yùn)營期間路面承載的負(fù)荷量不斷增大，易導(dǎo)致路面在過量負(fù)荷下發(fā)生車轍、沉降等問題，使得公路運(yùn)行的安全性以及可靠性顯著下降，所以針對路面質(zhì)量問題可以進(jìn)行Superpave瀝青路面的設(shè)計與施工，借助于此種路面施工技術(shù)的優(yōu)勢，有條不紊的完成每一個環(huán)節(jié)的作業(yè)任務(wù)，繼而可提高瀝青路面的作業(yè)質(zhì)量與安全性，確保高速公路投入運(yùn)營后可以獲得較高的社會、經(jīng)濟(jì)效益，各類交通事故發(fā)生風(fēng)險可得到有效控制與降低。