浅析高速公路沥青路面施工质量的控制

　　摘要：结合实际工程，笔者系统讲述了高速公路沥青路面施工工艺以及施工质量的有效控制措施，仅供相关人士参考。
　　关键词：高速公路、沥青路面、施工质量、控制
　　
　　
　　1工程概况
　　某高速公路设计为双向6车道高速公路。路面设计根据交通量、道路等级对路面强度的要求，考虑到路面面层应具备耐磨、抗滑、防雨水下渗等功能，结合沿线气候、水文、地质、筑路材料的分布情况，该高速公路工程采用了4cm细粒式沥青抗滑表层AK-13(A)作为上面层、6cm中粒式沥青混凝土AC-20(I)为中面层、7cm粗粒式沥青混凝土AC-25(I)为下面层。
　　2原材料的控制
　　2.1沥青
　　在本项目中，路面上面层采用的是具有良好高温、低温性能和弹性恢复性能的SBS改性沥青，中下面层采用AH-70重交道路石油沥青。沥青的供应采用业主招标方式确定，对于每一批到场的沥青都例行检查，针对各项指标进行试验。通过试验，重交沥青的3大指标结果为：针人度(100g，5S，25℃)66(0.1mm)；延度(15℃，5cm/min)大于100cm；软化点49℃。改性沥青的各项指标为：针入度67(0.1mm)；延度47cm；软化点69℃；运动粘度1.575Pa•S；闪点322℃；溶解度99.24。在试验工程中，要求取样要均匀，要具有代表性，对于每份试样应加热后一次浇满所需的试模，不重复加热使用。改性沥青试验浇模的温度必须达到160℃以上，并在浇模和混合料的制备之前，必须充分搅拌均匀。在做改性沥青软化点试验时，必须按试验规程将式样加热充分后，浇筑试样环，不允许使用其他方法填满试样环，否则试验结果误差很大。
　　2.2集料
　　目前，集料质量差是高速公路建设中普遍而严重的问题，主要表现在：材料脏、粉尘多、针片状颗粒含量高、级配不合规格等。工程沥青路面的集料在源头上就采取措施进行控制，杜绝不合格石料进入施工料场。对于细集料不使用天然砂，由于天然砂质量变化大，形状较圆滑，与沥青的粘附性较差，对沥青混合料影响较大。对于填充料采用强基性岩石(石灰岩、岩浆岩)等憎水性石料经磨细得到的矿粉，但不使用混合料生产中干法除尘的回收粉，因为经试验该粉尘的塑性指数、亲水系数达不到规范要求。
　　3试验路段的试拌和试铺
　　各路面施工单位在每层沥青面层施工前均应铺筑试验路段。试验路段的长度宜在200m左右，并选择在主线上铺筑。试验段工作应分试拌和试铺2个过程。试拌时要进行抽提试验，通过试拌工作确定拌和楼沥青计量准确度，级配控制是否满足要求，试拌的沥青混合料体积性质是否满足要求。试铺主要是检验混合料拌和、运输、摊铺、碾压是否能满足要求，因此必须充分做好试铺前的准备工作，确保试铺一次成功。通过试验路段工作确定松铺系数，验证沥青混合料生产配合比设计，提出生产用的标准配合比和最佳沥青用量。试验段结束后，各施工单位提出完整的试验段施工、检测报告，经批复后展开大面积该面层的施工。
　　4沥青面层施工过程的质量控制
　　4.1混合料的拌和
　　为保证沥青混合料的质量更稳定，沥青用量更准确，采用了间隙式拌和机拌和。在生产过程中需要严格控制各种原材料的用量和温度，并在施工过程中，每天上、下午各进行一次抽提试验和马歇尔试验，试验结果可以用来指导拌和楼沥青混合料的生产。为了保证改性沥青混合料的质量，拌和楼严格控制吸尘，对于吸出粉尘一律废除，同时严格检查矿粉的质量。在混合料拌和过程中，严格掌握沥青和集料的加热温度，针对上面层的施工，一般情况下，沥青在加热到165~175℃，矿料加热到190~220℃后方可拌和，使出料温度控制在170~185℃之间。随时观察所拌改性沥青混合料的品质，以沥青全部裹覆集料颗粒且沥青混合料拌和均匀为度。另外要从总量上对沥青混合料进行控制，拌和楼控制室逐盘打印沥青及各种矿料的用量和拌和温度，每天用拌和总量检验沥青混合料油石比的误差，并定期对拌和楼的计量和测温进行校核。
　　4.2沥青混合料的运输
　　高速公路路面早期损坏的一个重要原因是路面的不均匀性，而沥青混合料的离析问题是造成路面不均匀性的主要原因。沥青混合料的输送过程则极宜产生离析，混合料的离析主要是温度离析和骨料离析，当拌和料被放人运输车时，将有一部分骨料流向车厢的侧面，造成粗细集料集中现象，同时热量损失在运输车厢周边立刻出现，运输过程中运距越长，越会造成车厢底、侧及顶面温度降低。卸料时同样也会产生离析情况。路面摊铺后材料和温度的离析将直接造成压实后路面空隙率的不均匀。因此，沥青混合料的运输过程需要十分注意的是确保沥青混合料不产生过大的温度离析和骨料离析。防止骨料离析的关键在于沥青混合料装入运输车时要严格注意装车顺序，在运输车卸料过程中要注意车身抬起的高度。防止温度离析，要求运料车应用完整无损的篷布覆盖好沥青混合料，使温度散失降低到最小，保证在上面层摊铺时温度不小于160℃。在沥青路面施工过程中，要严格控制沥青混合料的出厂温度和运到现场的温度。目前我国不少高速公路沥青路面工程施工已采用了转运机等先进设备，通过对热拌混合料在摊铺之前进行重新拌和，有效地控制了离析的产生。
　　4.3沥青混合料的摊铺
　　沥青混合料的摊铺质量直接影响路面的平整度，摊铺前应将摊铺机调整到最佳状态。沥青混合料的摊铺需要有一个准确的基准(线)，选择基准面(线)的基本原则是：当以控制高程为主时，以“走钢丝”为宜，并应精心测量、认真调整基准，注意基准钢丝拉力不得小于784N；当以控制厚度为主时，则采取浮动基准梁法。一般是下面层用走钢丝，中、上面层用浮动基准梁法。由于SBS沥青粘度较大，粘附力强，摊铺机的后雪橇应采用钢滑靴式结构。
　　在摊铺时，运料车应在摊铺机10~30cm处停住，并挂空档，依靠摊铺机推动缓慢前进，卸料车进行卸料设专人指挥，确保摊铺机供料系统的工作具有连续性，即保证脚轮(输送轮)内的料位高度稳定、均匀、连续，料位高度保持在中心轴以上叶片的2/3为宜。尽量减少摊铺机收料斗拢料次数以减少离析，并用人工尽量消除粗细集料的离析现象。沥青混合料在摊铺时应尽量匀速、不间断的施工，严禁时快时慢，以减少摊铺机和压路机的停顿；应尽量减少横缝，提高面层平整度。为保证纵向接缝平整、密实，2台摊铺机成梯队摊铺时距离不超过10m。在摊铺过程中，应尽量避免停机，应将每天必须停机中断摊铺点放在构造物一端预定做收缩缝的位置。在中途万一出现停机，应将摊铺机熨平板锁紧不使下沉，停顿时间超过30min或混合料温度低于100℃时，要按照处理冷接缝的方法重新接缝。同时为提高摊铺过程中的预压密实度，针对改性沥青SBS混合料在高温状态下主要靠粗集料的嵌挤作用，可适当提高夯锤振捣频率，使剩余压实系数减少，致使初压痕迹减小，进而确保路面的最终平整度。
　　4.4沥青路面的碾压
　　沥青混合料的压实工艺本着“紧跟、慢速、高频、低幅、少洒水”的原则进行，压路机必须紧跟摊铺机的后面，因为高温条件下碾压才能取得更好的效果。压实速度均衡地控制在4~5km/h，行进方向要逐渐地改变，不许拧着弯行走、突然刹车或停车休息，对每一道碾压终点可稍微扭弯碾压，消除碾压接头轮迹。沥青混凝土面层的碾压通常分3个阶段进行，即初压、复压和终压。
　　(1)初压由于沥青混合料在摊铺机的熨平板前已经初步夯击压实，而且刚摊铺成的混合料的温度较高，因此只要用较小的压实功率就可以达到较好的压实效果。本项目上面层施工中采用DD100压路机以1.5~1.7km／h速度碾压2~3遍，碾压时先使驱动轮在前静压匀速前进，后退时沿前进碾压时的轮迹进行振动碾压，初压温度一般控制在I50~170℃。
　　(2)复压在较高温度下并紧跟在初压后面进行。用双轮振动压路机或重型静力双轮压路机和25t以上的轮胎压路机先后进行碾压，碾压遍数参照铺筑试验段时所得的碾压遍数确定，在本项目的上面层施工工程中，通常控制在不少于4遍，复压期间的温度不应低于110℃。
　　(3)终压终压是消除缺陷和保证面层有较好平整度的最后一步。由于终压要消除复压过程中表面遗留的轮迹，终压温度不应低于90℃。终压使用静力双轮压路机并应紧接在复压后进行。为保证路面的平整，消除碾压轮迹，应用宽幅双钢轮压路机静压作终压收光。
　　在施工现场，组织得好的碾压应是初压、复压和终压的各压路机在相互衔接的小段上碾压并随摊铺速度依次向前推进。为保证各阶段的碾压作业始终在混合料处于稳定的状态下进行，碾压作业应先低后高(沿纵坡和横坡)进行。当天碾压完成尚未冷却的沥青混凝土层面上不应停放一切施工设备(包括临时停放压路机)，以免产生形变。压实成型的沥青面层完全冷却后才能开放交通。对于横向接头采用垂直接缝的方法，施工时将平整度不满足要求的地方切除，切割部位涂乳化沥青，碾压采用双轮压路机斜向碾压和横向碾压的方法，碾压时压路机应主要位于已压实的混合料层上，伸入新铺混合料的宽度不超过20cm。对纵向接缝的碾压，压路机先在已压实路面上行走，同时碾压新铺混合料10~15cm，然后碾压新铺混合料，同时跨过已压实路面10~15cm，将接缝碾压密实。
　　5结语
　　为建设优质高效的沥青路面工程，指挥部对工程质量的“过程控制”及“动态质量管理”十分重视，严格要求。在原材料的控制、目标配合比设计及施工过程中，开拓思路，集思广益，积极有效地采用先进合理的施工工艺和管理手段，质量控制逐步走上系统化，确保了沥青路面的工程质量。
　　
　　参考文献:
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