張英澤

（山東省濱州公路工程有限公司，山東 濱州 256600）

1 引言

我國高速公路基層常采用半剛性基層，其具有強(qiáng)度高、剛度大等優(yōu)點(diǎn)。但是隨著國內(nèi)外對半剛性基層的深入研究發(fā)現(xiàn)，半剛性基層適用于干旱少雨地區(qū)，對于多雨和重載地區(qū)，半剛性基層易產(chǎn)生裂縫和水損壞現(xiàn)象。通過資料研究顯示，大粒徑瀝青混合料基層可以有效減少路面基層發(fā)生病害。目前，國際上常采用的抗反射裂縫緩解層的主要材料為瀝青穩(wěn)定碎石，具有較好的高溫穩(wěn)定性。瀝青穩(wěn)定碎石按照材料特性可分為密實(shí)型、半開級(jí)配型和開級(jí)配型[1]。本文通過研究，采用開級(jí)配瀝青穩(wěn)定碎石（ATPB）防止反射裂縫，并結(jié)合工程實(shí)際，探討其施工工藝，介紹開級(jí)配瀝青穩(wěn)定碎石基層的應(yīng)用。

2 工程概況

某公路工程所處地區(qū)雨水量較大，交通荷載較重，使用半剛性基層會(huì)出現(xiàn)裂縫和水損壞現(xiàn)象。應(yīng)業(yè)主要求，該項(xiàng)目瀝青路面基層需具有較好的抗剪能力、強(qiáng)度和耐久性，經(jīng)研究最終選定采用ATPB 柔性基層。本次試驗(yàn)段路線全場3.5 km，起點(diǎn)樁號(hào)K15+500，終點(diǎn)樁號(hào)K19+000，位于該路段的基層采用二次成型方式。

3 原材料技術(shù)性質(zhì)與試驗(yàn)方法

3.1 原材料

3.1.1 瀝青

本文研究的瀝青混合料應(yīng)用于路面面層結(jié)構(gòu)中，根據(jù)上面層所需材料特性，采用AH-70#基質(zhì)瀝青，按照J(rèn)TG E20—2011《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》的要求對基質(zhì)瀝青進(jìn)行技術(shù)性質(zhì)檢測[2]。

3.1.2 集料

本項(xiàng)目粗細(xì)集料采用火成巖，細(xì)集料采用火成巖石屑。粗集料的壓碎值、磨耗值、磨光值、級(jí)配等各項(xiàng)指標(biāo)應(yīng)該滿足相應(yīng)規(guī)范要求[3]。

3.1.3 礦粉

將石灰?guī)r磨制，放入干燥箱中烘干2 h 得到礦粉。礦粉在瀝青混合料中起填料作用。

3.2 級(jí)配設(shè)計(jì)

瀝青穩(wěn)定碎石基層性能的差異與混合料組成設(shè)計(jì)密不可分。本項(xiàng)目根據(jù)集料的篩分結(jié)果、交通狀況、氣候條件以及相關(guān)工程實(shí)踐要求，確定開級(jí)配瀝青穩(wěn)定碎石比例和各級(jí)篩孔尺寸礦料的通過率[4]，開級(jí)配瀝青穩(wěn)定碎石級(jí)配范圍及設(shè)計(jì)級(jí)配曲線見表1、圖1。

表1 ATPB瀝青穩(wěn)定碎石級(jí)配范圍

圖1 ATPB瀝青穩(wěn)定碎石級(jí)配曲線

由表1、圖1 可知，該試驗(yàn)采取開級(jí)配瀝青穩(wěn)定碎石設(shè)計(jì)級(jí)配在級(jí)配范圍的上限和下限之間，符合要求，且曲線變化趨勢合理。

3.3 確定最佳油石比

瀝青穩(wěn)定碎石通過析漏試驗(yàn)、飛散試驗(yàn)確定最佳瀝青用量。根據(jù)瀝青混合料析漏試驗(yàn)的反彎點(diǎn)作為最大瀝青用量，瀝青混合料飛散試驗(yàn)的反彎點(diǎn)作為最少瀝青用量。通過試驗(yàn)可以獲得油石比的范圍為2.1%～3.3%，與國內(nèi)馬歇爾試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行綜合對比，選擇合適的瀝青用量作為最佳瀝青用量。試驗(yàn)結(jié)果見圖2、圖3。

圖2 析漏試驗(yàn)結(jié)果

圖3 飛散試驗(yàn)結(jié)果

本項(xiàng)目確定開級(jí)配瀝青穩(wěn)定碎石最佳油石比時(shí)，按照設(shè)計(jì)級(jí)配和油石比為2.1%、2.4%、2.7%、3.0%和3.3%進(jìn)行制件，通過對混合料試件兩面擊實(shí)75 次得到成型的馬歇爾試件，計(jì)算各試件的空隙率、毛體積密度和滲透系數(shù)等指標(biāo)進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)[2]。馬歇爾試驗(yàn)檢測結(jié)果如表2 所示。

表2 開級(jí)配橡膠瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

4 施工工藝

4.1 準(zhǔn)備工作

在進(jìn)行瀝青穩(wěn)定碎石基層現(xiàn)場施工前，應(yīng)當(dāng)做好準(zhǔn)備工作。由于ATPB 混合料中粗計(jì)量含量較多，細(xì)集料含量較少，所以，混合料在施工過程中受溫度影響易產(chǎn)生離析現(xiàn)象。在鋪筑基層前，應(yīng)對下承層進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)指標(biāo)檢測，確保下承層平整密實(shí)。同時(shí)為提高結(jié)構(gòu)層間黏結(jié)力，防止水分通過基層下滲，應(yīng)清掃路面基層表面，在表面灑布乳化瀝青粘層油。待檢測合格后再進(jìn)行瀝青穩(wěn)定碎石基層的施工。

對施工現(xiàn)場底基層進(jìn)行檢查，并對現(xiàn)場進(jìn)行放樣，在施工之前選取合適的試驗(yàn)段進(jìn)行試驗(yàn)；綜合考慮材料運(yùn)輸距離、運(yùn)輸效率選取合適的運(yùn)輸路線，同時(shí)確保運(yùn)輸?shù)缆返钠秸龋苊膺\(yùn)輸速度不當(dāng)影響施工質(zhì)量。

4.2 拌和、運(yùn)輸

4.2.1 拌和

本項(xiàng)目采用連續(xù)式ATPB 混合料廠拌法設(shè)備進(jìn)行拌和，按照設(shè)定的級(jí)配，技術(shù)人員不得隨意修改配料比例，若在拌和過程中出現(xiàn)溢倉現(xiàn)象，應(yīng)及時(shí)停止拌和，以提高工程質(zhì)量。由于ATPB 混合料空隙較大，在施工時(shí)應(yīng)當(dāng)適量提高溫度，瀝青加熱溫度應(yīng)控制在155～165 ℃，混合料出料溫度145～160 ℃，混合料到場溫度為145～155 ℃，混合料攤鋪溫度為135～155 ℃，混合料碾壓溫度為135～145 ℃[3]。

進(jìn)行混合料拌和前，應(yīng)通過試拌確定ATPB 混合料的拌和時(shí)間。由于混合料間隙率較大，總表面積較小，瀝青含量較低，需要適當(dāng)延長拌和時(shí)間。拌和過程中，應(yīng)及時(shí)檢查ATPB混合料是否拌和均勻，如果拌和過程中出現(xiàn)花白料和離析等現(xiàn)象，應(yīng)立即分析原因，待解決問題后方可繼續(xù)進(jìn)行拌和。

4.2.2 運(yùn)輸

瀝青穩(wěn)定碎石在進(jìn)行裝車時(shí)，為達(dá)到拌和站的產(chǎn)量、運(yùn)輸距離和攤鋪效率協(xié)調(diào)，應(yīng)配備足夠的運(yùn)輸車輛數(shù)，同時(shí)保證每輛運(yùn)輸車裝載重量一致。運(yùn)輸途中可能受到溫度和運(yùn)輸時(shí)間等因素影響，發(fā)生離析和水損壞現(xiàn)象，應(yīng)在車輛上方覆蓋一層帆布，減少運(yùn)輸過程混合料中水分流失。為防止瀝青與車廂發(fā)生黏結(jié)，需在車廂側(cè)板和底板處涂上水油混合液或隔離劑。

4.3 攤鋪、碾壓

4.3.1 攤鋪

確定松鋪系數(shù)為1.25，計(jì)算松鋪厚度,采用攤鋪機(jī)進(jìn)行均勻攤鋪施工，調(diào)整攤鋪機(jī)熨平板高度和內(nèi)料位高度；攤鋪過程中，安排人員進(jìn)行協(xié)調(diào)管理，保證施工現(xiàn)場持續(xù)有3～4 輛車在等待卸料。車輛運(yùn)輸時(shí)不得隨意改變速度或停頓必須均勻緩慢前進(jìn)，攤鋪速度控制為1～3 m/min。如遇雨天應(yīng)停止攤鋪混合料，并及時(shí)清理未壓實(shí)混合料，待天氣合適再進(jìn)行施工。

4.3.2 碾壓

初壓時(shí)，采用13～15 t 雙鋼輪壓路機(jī)優(yōu)低向高側(cè)重疊1/3輪寬進(jìn)行碾壓，壓路機(jī)以2～3 km/h 的速度呈階梯狀排列靜壓3 遍；復(fù)壓時(shí)采用10～12 t 雙鋼輪壓路機(jī)以3～5 km/h 的速度振動(dòng)3 遍；終壓時(shí)采用25 t 膠輪壓路機(jī)碾壓2 遍，直至輪跡完全消失，并在接頭處穩(wěn)壓，消除因混合料推移產(chǎn)生的波紋[4]。

5 結(jié)語

本文研究瀝青穩(wěn)定碎石基層的各項(xiàng)性能和施工技術(shù)。得出以下結(jié)論：

1）通過選用開級(jí)配瀝青穩(wěn)定碎石進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，得到設(shè)計(jì)級(jí)配位于級(jí)配上限和級(jí)配下限之間，且級(jí)配曲線平順圓滑。

2）通過對ATPB 混合料進(jìn)行飛散試驗(yàn)、析漏試驗(yàn)確定瀝青用量范圍為2.1%～3.3%。

3）通過對ATPB 混合料進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，計(jì)算試件密度、空隙率、毛體積密度和滲透系數(shù)等指標(biāo)，最終確定混合料最佳油石比為2.9%。