浅谈沥青材料在路面施工中的运用

　　摘要：路面材料与公路的使用寿命密切相关，采用什么样的路面材料最适合我国国情呢，本文从多方面分析了沥青材料在公路上的应用现状，针对高速公路沥青路面施工技术中的沥青混合料的级配、拌和、运输、摊铺、碾压过程等作了详细的阐述，希望能对同行起到借鉴作用。
　　关键词：高速公路；沥青路面；施工
　　
　　高速公路由于行车密度大、车速快，并且随着车辆轴载明显增加以及重车比例增大，给沥青路面带来了明显的早期损坏（如辙槽、泛油、推拥等）这也对沥青路面的级配情况、抗滑性、平整度、密实性等提出了更高的要求。其中上面层是影响路面质量最直接的因素，也是最主要的因素，要提高路面的工程质量，上面层的施工质量必须保证，作者将从沥青砼上面层配合比设计和施工，谈谈保证高速公路路面上面层工程质量的几个关键因素。
　　1施工准备
　　1.1砂石料采料场
　　应当对预选的采料场进行储量确认；在砂石料开采前，应当进行材料品质试验，同时应确定不良矿料（如方解石、云母等）含量是否满足要求，必要时，应进行钻探取样；砂石料开采前，应当全部清除盖山土，经监理工程师确认后方能进行砂石料开采；必须采用联合轧石机生产路面用料。试生产时，应当检查轧制矿料的颗粒级配，对矿料品质进行试验，按照所需集料要求分级堆放，堆放场地应当进行处理并具有良好的排水条件，料堆间应有明显的分隔措施；5mm以下集料必须进行覆盖，料场生产的矿料粉不得用于各沥青结构层的用料。
　　1.2拌和场
　　所有堆放路面施工各结构层材料的场地必须进行硬化处理，并具有良好的排水条件；对5mm以下集料必须采取防雨、防污染措施；各种规格集料应当严格分开堆放，料堆间应有有效的分隔措施，确保集料间不混杂。
　　1.3工地试验室
　　承包商工地试验室应当具有所承担的所有工作涉及的、完善的、性能良好的试验仪器及现场检测设备；所有试验人员应当具有相应资质，并熟悉路面施工各种试验工作；所有试验检测数据必须科学、公正、客观，试验检测数据的整理应当规范，应有完善的管理措施。
　　1.3试验路
　　路面各结构层均应首先组织试验路铺筑；试验路铺筑前必须对监理工程师、施工各工序现场管理人员、拌和机、摊铺机、压路机等机械手，质检人员、试验人员分别进行技术培训；试验路段施工时应严格按要求控制各道工艺环节，同时进行试验及质量检验工作，施工完毕后按规定对试验路段进行检验，其检验频率应为正常施工的2~3倍；通过试验路段来检验各结构层的各项技术性能及拌和、摊铺、碾压工艺的可行性，确定松铺系数、碾压遍数等施工质量控制参数及施工组织的适应性；应及时组织技术交流，总结铺筑经验和质量控制要点，形成全面可行的技术方案文件，用以指导路面各结构层施工。
　　2施工技术分析
　　2.1沥青混合料的拌和
　　高速公路沥青路面混合料应采用间歇式沥青拌和机，施工前必须对拌和机所有计量设备进行认真标定，以确保逐盘打印的施工温度和材料配比的可靠性。对于改性沥青、SMA、Superpave混合料应比普通沥青混合料出场温度高10-20℃左右，Superpave混合料拌和无特殊要求。由于每台拌和机性能都不一样，混合料拌和时间并非强求一个定值，拌至沥青材料把所有材料颗粒都完全均匀的包裹、无花白料、不离析即可。
　　SMA混合料的拌和SMA混合料的特点：粗集料多、细集料少、矿粉多、沥青多、需添加纤维稳定剂。对使用松散絮状纤维混合料拌和时，在拌和机喷入沥青后立即将纤维喷入拌和锅内，&考&试大$干拌时间不必延长，颗粒状纤维混合料应延长干拌时间5-10，纤维分散后，再投入矿粉和沥青。湿拌时间相应地增加5s左右，以利于纤维材料均匀地分布于混合料中。SMA混合料不得储存过夜。
　　2.2沥青混合料的运输
　　沥青混合料运输宜用载重20t以上的大型自卸车，车厢内必须清理干净为防止混合料粘附，车底可涂一层洗涤水，不宜用油水混合物，混合料的运输能力应较拌和能力和摊铺速度有富余。为防止运输过程中尘土污染和温度下降，运料车必须覆盖。
　　2.3沥青混合料的摊铺
　　混合料摊铺前应对下面层进行彻底检查，清除表面污染物，特别是砂浆和机油污染，必须吃刮净或用同种材料换填压实，沥青路面早期局部缺陷（坑槽、拥抱、局部推移等），往往都是因为下层路面污染物处理不彻底引起的。
　　2.4沥青混合料的碾压
　　合理的机械组合及碾压工艺是确保沥青路面压实度和平整度的关键。使用不同的结合料和不同的结构层，碾压方式都不尽相同，但应共同遵循以下事项：压路机应保持雾化喷水，在整个碾压过程中要控制含水量，以防止混合料温度下降过快；压路机不得在未碾压成型的路段上转向、掉头、停车等候，振动压路机在已成型的路段上行驶时要关闭振动；当天摊铺的路面上，不得停留任何车辆，压路机在加油、加水时应退到其它地方进行。
　　3工程实际分析
　　3.1工程概况
　　某高速公路全长153.2km，预测本高速公路建成通车后的交通量大，重载车多，又处在高温、多雨的地区，显然对于沥青路面的抗高温稳定性和抗水损害性能将是严峻的考验。该公路主线以沥青混凝土路面为主，其路面结构(见图1)为：主线路基段4cmAK-16A(上面层)+5cmAC-20I(中面层)+6cmAC-25I(下面层)+1cm(下封层)+40cm(水泥稳定碎石基层)+20cm(水泥稳定类底基层)；桥面铺装部分没有下面层，中面层与上面层与路基段相同。而沿线的石场调查显示，石料基本是花岗岩，限于工期和造价的制约，材料设计只能采用花岗岩，这无疑为设计高性能的沥青混合料增加相当大的难度。沥青面层工程量大，工期紧是该工程的突出问题。为了确保工程施工质量，甚至实现优质工程，制定一套沥青路面施工的组织管理和质量控制体系十分必要。
　　                              
　                                                                 　图1沥青路面层状结构
　　3.2施工质量控制
　　通过对该高速公路沥青路面施工离析的控制和研究,提出了沥青路面离析主要应从集料离析、沥青混合料级配离析以及温度离析3个方面进行控制。
　　3.2.1石料质量控制
　　鉴于目前我国石料生产的整体技术能力和管理水平落后,不可能要求规格料生产能达到很高的水平,而原材料的质量又直接影响着沥青混合料的性能,如何在有限的条件下,提高该高速公路沥青路面原材料质量十分关键。该高速公路石料采用沿线的花岗岩类石料,不可避免的会存在一些不足,如与沥青的粘附性差、强度不高、磨光值偏低,组分不稳定(密度变化)等,显然,加强对石场和料场原材料技术指标的质量跟踪控制十分必要。施工中在加强对施工单位原材料自检以及监理单位抽检的基础上,同时开展了技术服务单位平行检验与质量稳定性评价试验,如及时进行石场或料场各规格料的表观密度、筛分、针片状、软石含量等指标的检验。
　　3.2.2配合比设计验证与优化
　　解决沥青混合料级配离析应首先从目标配合比设计开始。增加粗集料比利可提高混合料抗高温性能,但也增加了施工离析的风险;反之,细集料比例变大,虽施工均匀性较好,但抗高温性能损失较大。
　　3.2.3施工过程中的离析分析与控制
　　沥青混合料施工过程存在级配离析和温度离析2种主要情况。控制级配离析应解决沥青混合料拌和、储存及运输离析以及现场摊铺离析等,无论那一种情况,一般施工后都会表现为沥青混合料的均匀性差,出现混合料级配异常。由于我国原材料的质量稳定性较差,目前沥青拌和机主要采用间歇式,冷料仓进料就有可能产生离析,如原材料堆放造成的“上细下粗”致使冷料阶在段性变异;冷料仓进料无挡板会发生混料;冷料仓出料口为矩形时,满料仓位对传送皮带的产生较大阻力,进料方向的仓内易形成死区;斗门开度大小影响着皮带转速,若没有反馈信号系统,造成进料波动;细料含水量过高时,供料易产生聚堆的情况,等等。施工中采取将冷料仓进料口架设了挡板防止串料,出料口改矩形为梯形等措施。
　　3.3激光纹理评价
　　激光纹理仪是采用激光脉冲反射原理来测定路面构造深度大小的。激光纹理仪可高速连续测量沥青路面的表面纹理轮廓,可以快速得到连续的纵向表面构造深度。激光构造深度仪比较轻便,便于携带,也可车载,并且能实时进行数据分析。
　　3.4质量控制水平
　　通过从原材料、配合比、施工工艺等方面严格控制,通过现场测试评价并加以改进,该路面施工质量一直处于受控之中,交工验收检测的各项指标都较好,全线沥青路面分部工程优良率为100%,3个项目段工程质量都被评定为优良。
　　总之，科学技术的进步，日新月异，随着新材料、新工艺、新技术不断涌现，对高速公路路面使用性能的要求也越来越高，机遇与挑战并存，如何能有效地发挥沥青路面最大的路用性能应是我们每位公路建设者的一份责任。
　　
　　参考文献：
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