密級配瀝青穩定碎石柔性基層施工控制

趙中海

1 概述

密級配瀝青穩定碎石柔性基層具有良好的骨架結構，能夠適應渠化交通、高車速、軸載重型化的交通發展趨勢，較好地解決了半剛性基層帶來的弊端，得到了越來越廣泛的應用。其施工控制主要是配合比設計和拌和、攤鋪、碾壓等環節控制，下面結合長琿高速柔性基層的施工談談瀝青碎石柔性基層施工控制。

2 工程概況

長春—琿春高速公路位于吉林省中東部地區，設計時速100 km，雙向四車道，單向路面寬度11.75m。路面結構為:透層+封層+瀝青穩定碎石柔性基層+下面層(AC-20C)+上面層(SMA-16)。

3 混合料的配合比設計

3.1 目標配合比設計

級配良好的瀝青碎石柔性基層能抵抗較大的塑性和剪切變形，承受重載交通的作用，有較好的抗車轍能力，提高了瀝青路面的高溫穩定性，設計合理的瀝青碎石混合料是解決重載交通下高溫車轍問題最經濟有效的根本途徑之一。因此，必須在礦料組成設計上多下功夫，滿足對礦料級配和混合料的技術標準要求。

3.1.1 原材料

原材料質量控制對混合料質量控制起到決定性作用，以碎石生產工藝確保其質量符合要求，一級破碎采用鄂式破碎機，二次破碎采用反擊式破碎機破碎，二級除塵裝置，生產的集料各項指標滿足質量要求。

原材料試驗，依據現行試驗規程及《長琿高速公路路面作業指導書》進行。各項檢測結果符合相關要求。

3.1.2 確定礦料合成級配

該過程是確定各礦料的比例，并具有足夠的密度和礦料間隙要求，使粗集料相互接觸形成骨架，及較高的粘聚力和較高的內摩阻角。根據單粒級集料篩分結果最終確定礦料合成級配。

為了反映其可比性，在ATB-30的工程級配范圍內設計了三條合成級配曲線。采用上述三種級配進行一系列馬歇爾試驗。

3.1.3 最佳瀝青用量的確定

三種級配分別采用2.5%，3.0%，3.5%，4.0%，4.5%的油石比制作馬歇爾試件和輪碾成型后鉆取芯樣進行相關試驗。通過馬歇爾試驗測定試件密度、空隙率、礦料間隙率和瀝青飽和度、穩定度、流值等。

由試驗數據可以看出不同的制件方法對混合料性能有所影響。用馬歇爾試驗方法確定最佳油石比。

3.1.4 目標配合比檢驗

對設計的三種級配分別采用最佳油石比制作試件，進行高溫穩定性、低溫抗裂性、水穩定性、無側限抗壓強度檢驗。

通過采用擊實法和輪碾法試件對混合料進行馬歇爾體積分析及多項驗證試驗表明:級配C的綜合性能指標均優于級配 A和級配B，因此采用級配C作為本標段的級配控制線，以輪碾法確定的 3.66%為最佳油石比，得到了監理工程師和業主的一致認可。

3.2 生產配合比設計

將目標配合比設計的集料比例，輸入瀝青混合料拌和樓微機，待拌和樓達到實際生產狀態時，從熱料倉取出經振動篩篩分的集料分別取樣進行篩分合成，級配曲線盡量向目標配合比合成的級配曲線靠攏，檢驗方法和條件與目標配合比相同，確定最佳油石比為 3.57%，并依此進行試驗段的試拌、試鋪。

3.3 試驗段施工

試驗段鋪筑施工分為試拌和試鋪兩個階段，試驗段檢驗各種施工機械的類型、數量及組合方式是否匹配;確定攤鋪、壓實工藝，確定松鋪系數，建立鉆孔法和核子密度儀法的對比關系，確定壓實度的標準檢測方法。

試驗段結束后及時整理試驗結果，形成完整的試驗段施工、檢測報告，報請業主和監理審批，作為正式施工的標準。

3.4 配合比設計的建議及體會

1)集料的篩分結果應采用備料期間自檢篩分結果的加權平均值進行礦料級配設計，根據設計的礦料級配比例控制各種集料的進場比例，同時調整生產工藝，控制各種集料的生產比例，避免造成集料浪費和進場材料比例失控。

2)在生產配合比試驗時，適當增加礦粉用量，補充除塵除去的部分細集料，保證生產配合比礦料級配接近目標配合比確定的礦料級配。

3)擊實成型溫度應比普通瀝青混合料配合比設計采用的溫度偏高，這樣可以保證室內擊實成型試驗能客觀反映施工現場的實際情況。

4)根據配合比拌制幾組車轍成型混合料，預估幾組不同的碾壓次數進行試件碾壓。

5)進行試驗用的取芯試件，必須保證試件取芯面光滑順直、無錯棱、起伏，否則將影響試驗結果。進行馬歇爾試驗時，試驗結果必須根據試件的實際高度按“瀝青路面芯樣馬歇爾試驗”進行修正。

6)試件成型，輪碾法與擊實法比較，輪碾法的試件毛體積相對密度較擊實法大0.11～0.022，空隙率小0.4%～0.8%，最佳油石比小0.16%～0.31%。

7)當選用大試件進行瀝青混合料配合比設計時，試件內部的大粒徑石料在擊實和碾壓過程中可以更加充分的移動、嵌擠，使試件更加密實。這說明在一定尺寸范圍內，適當加大成型試件尺寸有利于提高試件的密度，可以有效降低油石比、提高經濟效益。

4 柔性基層施工工藝

4.1 施工準備

施工準備主要包括:下承層檢查驗收、測量放樣、機械設備再檢查、原材料檢查等各方面。

4.2 混合料的拌和

采用 LB-4000型具有二次除塵設備間歇式拌合機拌和，間歇式拌合機能夠適應材料含水量變化、材料品種復雜變異性大等不利條件，及時調整確保混合料質量符合要求。

特別應該注意的是拌和樓振動篩根據混合料規格選用。篩子的篩分能力與混合料級配、集料品種、類型、集料的潔凈程度、篩孔、篩子的傾角和振蕩力都有關系，一般可以參考規范要求，并試拌確定。

ATB-30瀝青穩定碎石混合料各個階段要求的溫度比普通瀝青混合料要求的溫度偏高，具體要求根據試驗段確定。

拌合時間以瀝青混合料拌和均勻，所有礦料顆粒全部裹覆瀝青膠結料為度，本項目采用干拌7 s，濕拌33 s，成品質量符合要求。

4.3 混合料的運輸

采用大噸位的運料車運輸，運料車設置帆布保溫被。混合料裝車順序為后、前、中，以減少混合料的離析。車箱裝滿及時將頂層覆蓋保溫，檢驗合格后運入施工現場。超出廢棄溫度的混合料廢棄。

運料車的運量較攤鋪速度有所富余，攤鋪機前方應有不少于4輛運料車等候卸車，以保證攤鋪的連續性。

運料車卸料時應快速卸料，使裝料斗充滿集料，以減少攤鋪后離析的程度。當運料車上還有部分集料時，將車斗升到最高，避免集料因緩慢下落形成尾料的離析。

4.4 混合料的攤鋪

施工時采用兩臺攤鋪機同時作業聯合攤鋪的方式:前行的第一臺攤鋪機靠中央分隔帶一側，邊緣采用鋼絲繩拉線，一側傳感器搭在鋼絞線上，另一側用浮動基準梁，后行的第二臺攤鋪機靠硬路肩一側，一側傳感器搭在鋼絞線上，另一側用滑靴，兩臺攤鋪機相距5m～10m，橫向搭接寬度10 cm～15 cm，將滑靴放在前一臺攤鋪機鋪出的基準面上，調整好橫坡，進行攤鋪。通過試鋪得出松鋪系數為1.19，攤鋪速度為1.2m/m in。

攤鋪機必須緩慢、均勻、連續不斷地攤鋪，避免碰撞攤鋪機和停機，確保平整度和混合料攤鋪后的均勻性。

4.5 混合料的壓實與成型

4.5.1 壓實程序

初壓時采用一臺雙驅雙振13 t鋼輪壓路機碾壓，前進關閉振動，后退開啟振動。

對于ATB-30瀝青穩定碎石混合料，由于集料粒徑較大，復壓采用雙驅雙振壓路機與重型輪胎壓路機聯合碾壓的組合方式。

終壓采用鋼輪壓路機碾壓兩遍進行收光，具體碾壓遍數根據試驗段確定。

4.5.2 壓實方式

碾壓時壓路機應由路邊壓向路中，這樣就能始終保持壓路機以壓實后的瀝青穩定碎石混合料作為支承邊。每次相鄰重疊寬度為:雙驅雙振鋼輪壓路機30 cm，輪胎壓路機20 cm，鋼輪壓路機60 cm。

4.5.3 壓實溫度

壓實溫度的高低直接影響瀝青混合料的壓實質量。混合料溫度高時，可用較少的碾壓遍數獲得較高的密實度和較好的壓實效果;而溫度較低時，碾壓工作變得較為困難，且易產生很難消除的輪跡，造成基層不平整和壓實度不足等現象。因此，要在攤鋪完畢后及時進行碾壓，攤鋪機后面的碾壓作業段長度以 30m左右為宜。

一般來說，壓路機盡可能靠近攤鋪機進行碾壓。達到了密實度后，再以最少的碾壓遍數進行表面修整收光，此時壓路機可離攤鋪機遠一點。

實踐證明，瀝青穩定碎石混合料的最佳壓實溫度為 120℃～130℃之間，也就是說能在 120℃前完成復壓作業是最理想的。壓實質量與壓實溫度有直接關系，而攤鋪后5 min～15min內溫度損失最大，約2.0℃～4.5℃，因此必須掌握好有效壓實時間，適時碾壓。

4.6 應注意的其他問題

1)加強原材料管理，要從材料的源頭開始控制其級配的變異性，從各個環節減少和避免混合料離析現象。

2)攤鋪機螺旋送料器的下緣距下承層頂面的高度應調到10 cm～12 cm之間，過高將導致混合料離析。兩臺攤鋪機的夯錘振擊力要保持同等級，這樣才能保證使柔性基層混合料的松鋪系數是一致的。

3)混合料攤鋪過程中，攤鋪機速度保持1.2m/m in均勻行駛，在鋪筑過程中，攤鋪機螺旋送料器應不停的轉動，兩側保持有不少于送料器高度 2/3的混合料，并保持在全寬斷面上不離析。在攤鋪機螺旋送料器吊臂的末端各安裝一片反向葉片，盡量減少粗料滾向兩側造成離析。同時減少攤鋪機收料斗的收料頻率，頻繁的收料將導致料斗兩側的大粒徑混合料集中，容易產生大面積的離析現象。

一般攤鋪 2車～4車后收斗一次，并保證在卸料過程中邊前進、邊收斗，這樣可以使粗細顆粒和溫度離析的混合料分布更均勻一些，同時也可以有效地避免攤鋪機收料斗邊緣留存下來的混合料因溫度降低帶來的不良影響。

4)因為鋪筑層的厚度較厚(12.5 cm)，主要是靠壓路機的振幅來達到壓實效果，所以在較低振頻下選取較大的振幅，其振頻為30Hz～50Hz、振幅為0.4mm～0.8mm，振動方式采用先輕后重。

5)瀝青穩定碎石混合料粗料多，4.75mm通過量少，不必擔心碾壓層的推移問題，所以初壓要在混合料攤鋪后立即進行。在初壓與復壓兩個段落的交接處，往往會因欠壓而使壓實不到位造成路面早期破壞，所以要特別注意。為使壓實后的柔性基層無輪跡，輪胎充氣壓力必須均勻一致，并不小于0.5MPa。為了防止碾壓過程中集料被過分壓碎，振動壓路機壓實后的溫度要求高于普通瀝青混合料，不宜低于 100℃。

5 結語

通過對瀝青穩定碎石混合料配合比設計和施工過程中的控制，現場施工質量得到了保證，經實體檢測各項路用性能指標優良，有效地解決了瀝青穩定碎石混合料攤鋪離析、平整度不易控制等質量通病，積累了瀝青穩定碎石柔性基層的施工技術和經驗，為以后類似工程的施工提供有益的指導。

[1] JTJ 032-94，公路瀝青路面施工技術規范[S].

[2] 長琿高速公路瀝青路面施工指導[Z].2007.

[3] 徐福平，劉 賽.淺談水泥穩定級配碎石基層施工工藝[J].山西建筑，2010，36(4):279-280.