廣東省高速公路瀝青路面修筑技術綜述

姚 楓

(長沙理工大學交通運輸工程學院，湖南長沙 410076)

1 概況

廣東省2008年底高速公路通車總里程達2 000 km，其中瀝青路面有1 300多千米。至目前為止，我省瀝青路面尚未進行過大修，但由于早期對超載運輸估計不足，為了節省投資，有的高速公路未采用改性瀝青，2002年潭邵高速公路瀝青路面上、中、下三層均為70號道路石油瀝青，2003年衡棗高速公路瀝青中、下面層未使用改性瀝青，通車后，由于重車多和超載運輸致使行車道高溫產生變形，形成車轍，尤其是上坡段，車轍較深，車轍嚴重的路段已進行過銑刨加鋪。從2005年開始，修建的幾條高速公路瀝青路面在技術上取得了較大的進步，瀝青路面基本上未出現早期損害現象，車轍很少。我省高速公路瀝青面層一般厚度為15 cm～18 cm，水泥穩定碎石基層、底基層總厚度為50 cm～60 cm。

2 瀝青面層技術

2.1 路面結構和材料級配組成的優化

2.1.1 瀝青面層結構厚度

我省高速公路瀝青路面起步較晚，外省的經驗和教訓對我省有重要的借鑒作用，從第一條高速公路瀝青路面就十分重視，防止和減少水損害和高溫變形，對路面結構設計和材料組成進行了優化設計。瀝青路面面層三層即上面層一般厚度4 cm～5 cm，中面層一般厚度5 cm～6 cm，下面層一般厚度6 cm～10 cm，均采用了基本不透水的密級配瀝青混合料，每層厚度與瀝青混合料公稱最大粒徑之比不小于2.5。為保證瀝青路面上面層的密水性，上面層厚度與瀝青混合料公稱最大粒徑之比不小于3.0，上面層厚度為4 cm時，集料的公稱最大粒徑為13.2，即AC-13或SMA-13;厚度為5 cm時，公稱最大粒徑為16.0，即SMA-16。

2.1.2 合格集料的選擇

廣東省各地市都有強度較高、貯量豐富的適合作瀝青路面的石灰石資源，因此我省路面水泥穩定碎石基層、瀝青下封層、中、下面層粗細集料均采用具有足夠強度、耐磨耗的加工合格的石灰石作碎石。上面層采用質地堅硬、表面粗糙、耐磨的、具有良好嵌擠能力的玄武巖、輝綠巖、砂巖等石料破碎的碎石，對上面層細集料必須采用由制砂機專門生產的優質石灰石機制砂，機制砂應干凈、堅硬、干燥、無風化、無雜質和其他有害物質，且棱角性好，并有適當的顆粒級配，其主要的質量技術指標見表1，機制砂級配見表2。

表1 細集料的主要質量技術要求

表2 上面層用機制砂級配要求

瀝青混合料的礦粉必須采用石灰巖經磨細得到的新鮮礦粉，拌和場不使用回收粉代替礦粉，為提高瀝青混合料的水穩定性，采用水泥或石灰作為填料代替等量礦粉，通常石灰用量不超過集料總量的2%，水泥用量不超過集料總量的3%，瀝青路面上面層，在瀝青結合料中添加具有耐熱、耐水和經試驗檢測驗證效果較好的抗剝落劑。

2.1.3 瀝青混合料的級配組成

在混合料的配合比設計中高度重視混合料的級配范圍，既要達到密水性和均勻性的要求，以防止瀝青路面的水損害，又要使混合料形成骨架密實結構，即提出的材料級配組成有足夠的抗變形能力，以提高瀝青路面高溫抗車轍性能，經過室內反復試驗比較，及多條高速公路瀝青路面應用實踐，其集料級配范圍見表3。

表3 瀝青面層各層瀝青混合料級配范圍表

2.1.4 路面各層瀝青混合料集料分檔

根據表3路面各層瀝青混合料級配范圍表，下面層AC-25有13種單粒徑集料，中面層AC-20有12種單粒徑，上面層AC-13，SMA-13有10種單粒徑集料，實際施工中，因拌和樓料倉有限，也不可能按單粒徑備料，路面施工技術規范未對瀝青混合料集料分檔作具體規定，通常瀝青混合料拌和樓只有5個喂料斗，我省高速公路瀝青路面下面層AC-25與上面層AC-16，SMA-16集料分5檔備料，中面層AC-20、上面層AC-13與SMA-13分為4檔備料，其備料比例見表4，表5。

表4 中、下面層碎石集料分檔備料表 mm

表5 上面層碎石集料分檔備料表 mm

中下面層碎石集料分檔，除大于19.0 mm段粗粒徑集料分為一檔用于瀝青路面下面層，其余各對應粒徑的檔次所用方孔篩尺寸基本一致，這大為方便了碎石場與拌和場的生產，上面層AC-16與SMA-16集料分為5檔，比分為4檔大大減少了面層瀝青混合料的離析，提高了上面層瀝青混合料的均勻性、密水性。

2.2 結合料的選用

廣東省具有夏季炎熱，持續高溫，春季潮濕多雨、冬季常有冰凍的氣候特點，要求瀝青路面高溫抗變形、低溫抗收縮，我省第一條高速公路瀝青路面就十分重視瀝青結合料的選用，沿海省份瀝青材料多使用進口瀝青，當時進口瀝青價格一般要比國產瀝青約高500元/t以上，為了節省投資，對國內外道路石油瀝青各項技術指標進行了試驗比較，如濱州AH-70、泰州AH-70、加德士AH-70、韓國SK AH-70、殼牌AH-70等多種品牌瀝青按瀝青路面施工技術規范的技術要求作了全套指標試驗，得到國產36-1泰州AH-70與進口的殼牌AH-70瀝青較好，經反復取樣比較，兩種瀝青各項指標試驗結果不相上下，尤其是國產36-1泰州AH-70瀝青表觀粘度較大，與石料粘結性能好，且價格合理。就這樣，我省從第一條高速公路就大量使用國產36-1泰州AH-70A級道路石油瀝青。

為了提高高速公路瀝青路面的抗車轍性能，對重載交通等級的高速公路瀝青路面中面層和上面層采用了SBS改性瀝青，根據高溫季節對瀝青路面溫度調查，當氣溫達到40℃，瀝青路面表面溫度超過65℃，而公路瀝青路面施工技術規范的聚合物改性瀝青技術要求SBS I-D軟化點TRγB≥60℃。我省將SBS改性瀝青有關技術指標適當提高了要求，軟化點由不低于60℃，提高到不低于70℃，5度延度由不小于20 cm提高到不小于25 cm，25度彈性恢復不小于85%，并對改性瀝青使用的基質瀝青與改性瀝青產品實行了監控，當改性瀝青運到拌和場時，每車都取樣作針入度、軟化點、延度、針入度指數、離析等指標試驗，第一條高速公路瀝青路面中、下面層均采用了改性瀝青，即使該路交通量很大且超載運輸嚴重，但運行了8年，車轍較少，這與上、中面層均采用軟化點高、延度好、彈性好的高性能SBS改性瀝青膠結料是密不可分的。廣東某高速公路瀝青路面上面層、中面層、長大上坡段的下面層均采用了改性瀝青膠結料，這將會延長瀝青路面的設計使用壽命。

2.3 瀝青混合料指標

瀝青混合料指標見表6～表8。

表6 瀝青結合料馬歇爾試驗技術指標

表7 瀝青混合料水穩定性指標

3 瀝青路面施工

3.1 施工準備工作

瀝青面層開工前，施工單位應做好一切準備工作，包括施工組織，合格材料的準備，拌和場地排水、硬化、搭建雨篷，施工人員的技術培訓，工地試驗室的建設，儀器設備的標定，這些準備工作均應經業主和監理的驗收和確認。

表8 瀝青混合料高低溫穩定性指標

3.2 先進、配套的機械設備

1)拌和機:采用間歇式、計算機控制生產、逐盤打印瀝青混合料生產結果，配有不小于80 t的瀝青混合料儲料倉和產量不低于300 t/h的瀝青混合料拌和機，拌和機是確保瀝青面層質量關鍵性的施工機械，安裝后必須做好調試和標定工作。

2)攤鋪機:4車道高速公路路面單幅施工的面層，采用兩臺機械性能穩定型號相同的攤鋪機進行梯隊式攤鋪，兩臺攤鋪機前后距離控制在5 m～8 m，鋪面的均勻度與平整度均與攤鋪機的性能及其攤鋪機的調試密不可分。

3)瀝青混合料轉運車:在廣東某高速公路瀝青面層施工中，普遍采用了瀝青混合料轉運車，即將瀝青混合料卸在轉運車接收料斗中，通過輸送帶轉送到攤鋪機料斗中，再進行攤鋪，通過轉運車，混合料得到進一步拌和，使級配更均勻，溫度更均勻，同時減少攤鋪機收斗，攤鋪機可保持勻速前進，避免了收斗離析。

4)壓路機:為保證瀝青面層的壓實度，每個路面合同段配備6臺重型壓路機，瀝青路面中、下面層采用了3臺膠輪壓路(＞25 t)、3臺雙鋼輪壓路機(＞12 t)，SMA-13(或SMA-16)表面層采用6臺雙鋼輪壓路機，為了保證瀝青面層的壓實度，應堅持“緊跟、慢壓、高頻、低幅”碾壓原則。

5)瀝青同步碎石封層車與智能灑布車:封層采用瀝青同步碎石封層車施工，有利于控制膠結料與集料的用量，膠結料與集料同時灑布或撒布，提高了集料與改性瀝青(或瀝青)粘結性能，透層油與粘層油采用智能灑布車噴灑，確保灑布的均勻性。

3.3 瀝青混合料的配合比

每條高速公路瀝青路面混合料均按照設計文件，選擇合格的原材料，認真進行配合比設計，對瀝青路面下面層、中面層、上面層各類型的瀝青混合料嚴格進行目標配合比設計、生產配合比設計和生產配合比驗證試驗。實際施工過程中，當原材料發生變化時，則進行必要的生產配合比調整，但必須在級配允許的范圍內，并經過批準，與生產配合比的驗證試驗。

3.4 瀝青面層試驗路

在正式開始攤鋪瀝青路面各層之前，均應修筑不少于200 m的試驗路段，瀝青面層試驗段鋪筑應分為試拌及試鋪兩個階段，主要試驗內容:確定正式施工用的標準瀝青混合料的配合比;確定施工機械型號數量、組合方式;確定拌和機上料速度、拌和溫度，瀝青和集料的變化與波動的調控手段，驗證拌和機自動控制系統的可信度，確定攤鋪溫度、速度、松鋪系數，初步振搗夯實的方法，自動找平方法與避免和減少離析的措施，兩臺與多臺攤鋪機梯隊攤鋪協調方式及合理間距;確定壓路機類型、數量、組合方式，碾壓溫度、速度、遍數、縱橫施工縫的處理方式等。

3.5 強化施工過程質量保證措施

為確保瀝青路面施工質量，在建立政府監督、社會監理、施工單位自檢的質量保證體系的基礎上，廣東高速公路路面工程引進了路面技術服務方，技術服務方一般由理論與實踐經驗豐富的單位承擔，技術服務內容廣泛，包括料場材料準入、拌和場建立、機械的配套、人員培訓、試驗項目、新技術、新材料等屬技術咨詢服務的內容，技術服務單位工作的重點是瀝青路面施工全過程質量控制，如原材料選擇與評價、瀝青混合料配合比設計，試驗路的成敗結論;施工過程瀝青、改性瀝青、粗細集料、礦粉、外摻劑、纖維質量抽查、熱料倉、瀝青混合料的抽檢，瀝青面層厚度、壓實度、空隙率、平整度、滲水系數、離析的檢驗，這些抽查資料是評價瀝青面層質量的重要依據。

4 結語

廣東省高速公路瀝青路面通車里程與其他省市相比還有差距，但2008年，2009年新開工的高速公路有3 000 km，大多為瀝青路面結構且多橋隧、多彎道、多長大坡道。為防止瀝青路面的早期損害，延長瀝青路面設計使用壽命，提高瀝青路面的使用性能，將是我省瀝青路面技術工作的重點。

［1］ 廣東省交通科技項目，瀝青路面柔性基層半剛性底基層結構設計及施工工藝研究報告［R］.2006.

［2］ JTG F40-2004，公路瀝青路面施工技術規范［S］.

［3］ JTJ 034-2000，公路路面基層施工技術規范［S］.

［4］ 沙慶林.高等級公路半剛性基層瀝青路面［M］.北京:人民交通出版社，1998.