李文

（邢臺(tái)路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司，河北 邢臺(tái) 054000）

0 引言

在冬季嚴(yán)寒、夏季酷熱地區(qū)的公路工程中，瀝青路面受氣候因素影響和車輛荷載作用易產(chǎn)生裂縫、車轍病害，降低了路用性能，導(dǎo)致公路養(yǎng)護(hù)成本增加。為解決這一問(wèn)題，在公路下面層施工中可以采用ATB瀝青穩(wěn)定碎石面層結(jié)構(gòu)，利用骨架密實(shí)的面層結(jié)構(gòu)消散半剛性基層的集中應(yīng)力，延緩嚴(yán)寒冬季氣候條件下路面反射裂縫的產(chǎn)生，進(jìn)而降低公路路面養(yǎng)護(hù)成本支出。

1 工程概況

某公路項(xiàng)目線路全長(zhǎng)42.139km，路基寬24.5m，設(shè)計(jì)行車速度80km/h。路面結(jié)構(gòu)為AC-16C改性瀝青混凝土上面層（厚5cm）+SBR改性乳化瀝青黏層+ATB-25改性瀝青混凝土下面層（厚7cm）+SBS改性瀝青應(yīng)力吸收層+煤油稀釋瀝青透層+水泥穩(wěn)定砂礫基層（水泥摻量5%，厚32cm）+水泥穩(wěn)定砂礫底基層（水泥摻量3%，厚18cm）。本項(xiàng)目在鋪筑上面層、下面層和應(yīng)力吸收層中均使用改性瀝青，以達(dá)到延長(zhǎng)路面使用壽命、減少路面病害的目的。本工程選取K17+530—K18+530合同段為試驗(yàn)路段，分析ATB瀝青穩(wěn)定碎石下面層施工技術(shù)的應(yīng)用。

2 公路瀝青穩(wěn)定碎石下面層施工關(guān)鍵技術(shù)

本工程位于戈壁地區(qū)，需要應(yīng)對(duì)風(fēng)力較大、風(fēng)速較快的施工作業(yè)環(huán)境，重點(diǎn)解決瀝青穩(wěn)定碎石混合料溫度下降過(guò)快的問(wèn)題，以保證下面層施工質(zhì)量。針對(duì)本工程施工面臨的特殊作業(yè)環(huán)境，確定采用以下施工關(guān)鍵技術(shù)。

2.1 施工準(zhǔn)備

2.1.1 機(jī)械配置

本工程在施工之前深入施工現(xiàn)場(chǎng)，調(diào)研分析自然氣候、道路運(yùn)輸狀況對(duì)下面層施工可能產(chǎn)生的影響，再根據(jù)調(diào)研結(jié)果，結(jié)合工程進(jìn)度、質(zhì)量要求，確定最終的施工機(jī)械設(shè)備配置方案[1]。具體包括：

（1）1套3000型間歇式瀝青拌和機(jī)，用于瀝青穩(wěn)定碎石混合料拌和。

（2）1臺(tái)福格勒S2100型攤鋪機(jī)，用于瀝青穩(wěn)定碎石混合料攤鋪。

（3）1臺(tái)達(dá)剛同步碎石封層車，用于透層、封層施工。

（4）2臺(tái)ZL-50裝載機(jī)，用于裝載運(yùn)輸瀝青混合料。

（5）3臺(tái)XP301輪胎壓路機(jī)，3臺(tái)13t雙鋼輪壓路機(jī)，1臺(tái)手扶式小型振動(dòng)壓路機(jī)，用于瀝青混合料碾壓施工。

（6）2輛10t灑水車，10輛30t自卸汽車，4臺(tái)便攜式空氣壓機(jī)。

2.1.2 原材料準(zhǔn)備

（1）瀝青。本工程選用SBS（I-C）改性瀝青，試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果如下：針入度為70（0.1mm），軟化點(diǎn)為78℃，延度為47cm，溶解度為99.5%，RTFOT的質(zhì)量變化為-0.05%，恢復(fù)彈性為88%。

（2）粗集料。選擇同一料場(chǎng)生產(chǎn)的粗集料，在考慮到戈壁地區(qū)氣候特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，提高粗集料部分指標(biāo)，以保證瀝青穩(wěn)定碎石混合料具備良好的路用性能。本工程選用的粗集料試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果如下：壓碎值為10.8%，洛杉磯磨耗損失為15.4%，吸水率為0.35%，針片狀顆粒含量為9.8%，軟石含量為0%。

（3）細(xì)集料。選擇質(zhì)地堅(jiān)硬的機(jī)制砂，要求細(xì)集料潔凈、干燥。本工程選用的細(xì)集料試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果如下：含泥量為2%，亞甲藍(lán)值為25g/kg，砂當(dāng)量為77%，堅(jiān)固性為6.5%，棱角性（流動(dòng)時(shí)間）為40.8s。

（4）礦粉。本工程選用潔凈、干燥的石灰?guī)r作為礦粉，礦粉試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果如下：表觀密度為2.786g/cm3，外觀無(wú)團(tuán)粒結(jié)塊，親水系數(shù)0.78，粒度范圍小于0.6mm、小于0.15mm、小于0.075mm的占比分別為100%、98.8%、94.4%。

（5）上述原材料的試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果均符合質(zhì)量技術(shù)要求，本工程確定的最佳瀝青用量為3.7%。

2.1.3 透層、封層施工

（1）檢查試驗(yàn)路段基層施工質(zhì)量，清除基層表面上的雜物，將土工布遮蓋到沿路線附近的構(gòu)造物上，避免透層油施工對(duì)周邊環(huán)境造成污染[2]。

（2）在噴灑透層油前2h，使用灑水車向基層噴灑適量水，控制噴灑量，保證基層表面濕潤(rùn)即可；透層油采用煤油稀釋瀝青，煤油比為6∶4，在施工前試驗(yàn)檢測(cè)煤油稀釋瀝青的性能指標(biāo)，保證其達(dá)到相關(guān)技術(shù)規(guī)范要求。

（3）試驗(yàn)路段透層油的噴灑用量為0.6～0.8kg/㎡，保證滲透深度不小于5mm，噴灑后采用同步碎石封層車撒入碎石封層，封層采用橡膠改性瀝青，集料為粒徑10～15mm的碎石[3]。

2.2 施工關(guān)鍵技術(shù)

2.2.1 混合料拌和

（1）采用間歇式瀝青拌和機(jī)拌和瀝青穩(wěn)定碎石混合料，拌和機(jī)的生產(chǎn)能力為300t/h；拌和機(jī)配置溫度自動(dòng)檢測(cè)裝置、除塵裝置、自動(dòng)計(jì)量裝置等，能夠按照生產(chǎn)配合比自動(dòng)摻配瀝青、集料和礦粉[4]。

（2）在混合料拌和過(guò)程中，嚴(yán)格控制加熱溫度，具體包括：SBS改性瀝青加熱溫度為160～170℃；礦料加熱溫度為190～220℃；混合料出廠溫度為175～190℃；混合料在成品儲(chǔ)料內(nèi)的儲(chǔ)存時(shí)長(zhǎng)不超過(guò)24h，溫度下降不超過(guò)10℃；當(dāng)混合料拌和溫度超過(guò)195℃或者低于155℃時(shí)，則將其作為廢料處理。

（3）控制混合料拌和時(shí)間，每鍋料拌和時(shí)長(zhǎng)為45s，干拌時(shí)長(zhǎng)不得小于5s。如果在拌和時(shí)長(zhǎng)內(nèi)仍然可見(jiàn)混合料結(jié)團(tuán)、花白現(xiàn)象，則要適當(dāng)延長(zhǎng)3～5s，保證全部礦料均勻裹覆瀝青。

（4）混合料拌和后取樣，開(kāi)展馬歇爾試驗(yàn)，保證檢測(cè)結(jié)果符合技術(shù)規(guī)范要求；檢查混合料性狀，不允許出現(xiàn)離析、花白、結(jié)團(tuán)現(xiàn)象，待各項(xiàng)性能指標(biāo)檢驗(yàn)合格后才允許將其運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)攤鋪[5]。

2.2.2 混合料運(yùn)輸

（1）施工前修筑運(yùn)輸便道，規(guī)劃混合料運(yùn)輸路線，盡量縮短運(yùn)輸時(shí)間和距離。

（2）采用30t自卸汽車運(yùn)輸混合料，在車廂內(nèi)涂油水混合物，油水比為1∶3，避免混合料裝入車廂后產(chǎn)生離析現(xiàn)象；在裝料時(shí)按照“品”字形裝料，前后移動(dòng)車輛，保證混合料均勻裝入車廂內(nèi)；裝料后檢測(cè)混合料的出廠溫度。

（3）自卸車輛的后擋板做加厚處理，并在車廂上方覆蓋篷布，起到保護(hù)環(huán)境和延緩混合料降溫的作用。

（4）待自卸車輛到達(dá)施工現(xiàn)場(chǎng)后，停留在指定位置清洗輪胎，避免輪胎上附著的灰塵顆粒污染路面；沖洗輪胎后檢測(cè)混合料溫度，確定溫度符合施工要求后，向攤鋪機(jī)料槽內(nèi)卸料；將自卸汽車停在距離攤鋪機(jī)20cm左右的位置，不能直接碰觸攤鋪機(jī)，由攤鋪機(jī)驅(qū)動(dòng)自卸汽車前進(jìn)，邊卸料、邊攤鋪。

2.2.3 混合料攤鋪

（1）攤鋪前，驗(yàn)收同步碎石封層的施工質(zhì)量，施工人員使用空氣壓縮機(jī)清除表面雜質(zhì)，保持表面清潔。

（2）攤鋪施工采用半幅全寬攤鋪工藝，攤鋪機(jī)的攤鋪速度控制在1～2m/min，攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時(shí)的混合料溫度為165～175℃，保證混合料供應(yīng)及時(shí)，滿足連續(xù)不間斷攤鋪[6]。

（3）攤鋪機(jī)在攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時(shí)啟動(dòng)非接觸式平衡梁自動(dòng)找平設(shè)備，控制混合料的松鋪厚度；攤鋪機(jī)配置初步壓實(shí)裝置，啟動(dòng)振動(dòng)熨平板壓實(shí)混合料；對(duì)難以鋪筑壓實(shí)的構(gòu)筑物附近位置，要采用人工攤鋪?zhàn)鳂I(yè)方式進(jìn)行鋪筑。

（4）攤鋪前預(yù)熱熨平板30min，控制熨平板的溫度；攤鋪機(jī)布料器內(nèi)的混合料儲(chǔ)存高度要始終保持在布料器三分之二以上的位置，調(diào)節(jié)螺旋布料器的轉(zhuǎn)速，使其適應(yīng)連板送料器速度和料門開(kāi)度，確保在攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時(shí)混合料均勻分布到全寬范圍內(nèi)。

（5）在攤鋪施工中隨時(shí)檢查攤鋪厚度、寬度、平整度、路拱等項(xiàng)目，根據(jù)檢查情況及時(shí)調(diào)整施工技術(shù)[7]；如果在施工時(shí)遇到降雨天氣，則要立即停止攤鋪?zhàn)鳂I(yè)，廢棄路面上未成型的混合料。

2.2.4 壓實(shí)

瀝青穩(wěn)定碎石混合料的松鋪系數(shù)為1.2，在碾壓過(guò)程中合理組合碾壓機(jī)械設(shè)備，確保壓實(shí)度達(dá)到技術(shù)規(guī)范要求。

（1）初壓采用雙鋼輪壓路機(jī)靜壓2遍，碾壓速度為1.5～2.0km/h，混合料碾壓時(shí)的溫度不小于150℃；復(fù)壓先采用雙鋼輪壓路機(jī)弱振2遍，碾壓速度為3.5～4.5km/h，再采用輪胎壓路機(jī)靜壓2遍，碾壓速度為3.5～4.5km/h，混合料碾壓時(shí)的溫度不小于140℃；終壓采用雙鋼輪壓路機(jī)靜壓1遍，碾壓速度為2.0～3.0km/h，混合料碾壓時(shí)的溫度不小于110℃。

（2）初壓時(shí)，壓路機(jī)的驅(qū)動(dòng)輪朝向攤鋪機(jī)的攤鋪方向，盡量避免出現(xiàn)混合料推移、擁包等問(wèn)題；啟動(dòng)行駛壓路機(jī)時(shí)緩慢加速，不得在面層上急剎車。

（3）在壓路機(jī)上安裝自動(dòng)噴水降溫裝置，要求裝置噴出霧狀水，有效避免混合料黏輪現(xiàn)象；在混合料黏附到鋼輪后，不允許直接用機(jī)油去除混合料，以免造成混合料面層污染。

（4）碾壓施工選在一天中溫度較高的時(shí)間段，降低混合料溫度下降速度，在短時(shí)間內(nèi)盡快完成壓實(shí)；壓路機(jī)從高側(cè)向低側(cè)碾壓，對(duì)加寬部位、路緣石邊緣部位、構(gòu)造物邊緣部位、檢查井邊緣部位等無(wú)法碾壓的部位，用人工夯錘補(bǔ)壓。

（5）在完成終壓后，待面層溫度降至50℃以下時(shí)才能開(kāi)放交通。

2.3 瀝青穩(wěn)定碎石離析控制

由于本工程所在地的氣候環(huán)境特殊，易使瀝青穩(wěn)定碎石混合料產(chǎn)生離析現(xiàn)象，影響下面層施工質(zhì)量，因此本工程將瀝青穩(wěn)定碎石離析控制作為下面層施工質(zhì)量控制重點(diǎn)。

2.3.1 級(jí)配離析控制

（1）在原材料選用時(shí)，選擇級(jí)配均勻的碎石，適量增加中間粒徑所占比重，減少大粒徑、超粒徑的碎石使用，以提高瀝青穩(wěn)定碎石混合料的和易性。

（2）選擇潔凈的塊石作為集料，分開(kāi)堆放不同的集料，對(duì)存放集料的場(chǎng)地硬化處理，做好集料防潮、防水措施；集料堆放時(shí)采用分層堆積方式，保證各粒徑集料分布均勻[8]。

（3）混合料裝車時(shí)，自卸汽車共前后移動(dòng)三次，第一次和第二次移動(dòng)要保證混合料裝入車廂的兩端，第三次移動(dòng)要裝入車廂的中間部位；自卸車輛運(yùn)輸時(shí)要保持勻速行駛，盡量避免急剎車。

（4）攤鋪機(jī)采用直徑大、低轉(zhuǎn)速的螺旋布料器，控制攤鋪寬度，不得超過(guò)7.5m，避免發(fā)生混合料離析問(wèn)題。

（5）在碾壓過(guò)程中，加強(qiáng)控制壓路機(jī)起步、起振、停振、停止、重疊碾壓等操作，避免在同一作業(yè)區(qū)域重復(fù)上述操作，以免受力不均勻出現(xiàn)混合料離析。

2.3.2 溫度離析控制

（1）在混合料拌和、運(yùn)輸、攤鋪過(guò)程中加強(qiáng)溫度控制，合理安排混合料運(yùn)輸車輛，減少等待攤鋪的運(yùn)輸車數(shù)量，避免運(yùn)輸車長(zhǎng)時(shí)間待料造成混合料溫度下降過(guò)快。

（2）本工程選在風(fēng)力相對(duì)較小的季節(jié)施工，減少風(fēng)力、風(fēng)速對(duì)混合料溫度產(chǎn)生的影響；在碾壓施工時(shí)，采用鋼輪壓路機(jī)并排初壓，縮短碾壓時(shí)間；在采用輪胎壓路機(jī)碾壓時(shí)，要先預(yù)熱輪胎，避免引起混合料不均勻降溫。

2.3.3 混合料離析檢測(cè)

在下面層施工中，針對(duì)混合料離析檢測(cè)方法主要包括鉆芯法、觀察法、鋪砂法、激光斷面儀法、滲水試驗(yàn)法、紅外熱像儀檢測(cè)法、原位密度法等。不同檢測(cè)方法各有其利弊，大部分工程施工常采用鉆芯法和觀察法檢測(cè)混合料離析情況，其中鉆芯法會(huì)造成面層損壞，觀察法依賴于主觀判斷，這兩種方法存在一定弊端。本工程在離析檢測(cè)中采用無(wú)損檢測(cè)方法，借助核子密度儀快速得出各路段密度檢測(cè)結(jié)果，準(zhǔn)確判斷混合料是否存在離析現(xiàn)象，大幅度提升了檢測(cè)工作效率。

3 結(jié)語(yǔ)

在公路下面層施工中，要結(jié)合工程所在地氣候特點(diǎn)，提出適合的下面層施工方案，確定瀝青混合料的最佳瀝青用量，嚴(yán)格把控原材料性能指標(biāo)，確保瀝青穩(wěn)定碎石下面層施工質(zhì)量符合驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)。瀝青穩(wěn)定碎石下面層施工應(yīng)推廣使用ATB改性瀝青穩(wěn)定碎石面層結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)路面結(jié)構(gòu)的高溫穩(wěn)定性，減少路面病害的發(fā)生，進(jìn)而延長(zhǎng)公路使用壽命，降低公路服役期間的大修補(bǔ)強(qiáng)成本支出。