透水性瀝青路面施工及質(zhì)量控制

蔣鶴+劉紅瑛+李國(guó)鋒+翟瑞鑫+王春+徐亦航

0 引言

目前，隨著中國(guó)道路建設(shè)迅速發(fā)展，交通量和車速增加，使得交通事故頻發(fā)，噪聲污染也日益嚴(yán)重。為解決這些問題，很多研究人員開始致力于探索如何鋪筑透水、降噪、防滑的路面。透水性瀝青路面采用一種具有連通孔隙結(jié)構(gòu)的開級(jí)配瀝青混合料，空隙率較大，因此具有透水、防滑、降噪等特點(diǎn)；但這種瀝青混合料粗集料比例較大，瀝青用量較少，容易出現(xiàn)老化、分散、剝落、離析等病害。國(guó)內(nèi)對(duì)透水瀝青混合料的研究大多停留在室內(nèi)試驗(yàn)階段，工程應(yīng)用實(shí)例較少[1-3]。為此，本文依托透水性瀝青混合料鋪筑工程，詳細(xì)介紹透水性瀝青混合料的拌和、攤鋪和碾壓過程，為以后的工程實(shí)踐提供借鑒與指導(dǎo)。

1 試驗(yàn)路概況

本文依托的透水性瀝青路面試驗(yàn)段設(shè)計(jì)總厚度為12 cm，下層為8 cm AC瀝青混凝土，上層為4 cm透水瀝青混合料。

試驗(yàn)路粗集料采用輝綠巖碎石，保證均勻、潔凈、干燥，無風(fēng)化，無雜質(zhì)；細(xì)集料為輝綠巖石屑；填料選擇了摻有20%消石灰的石灰石礦粉。礦料最大公稱粒徑為13.2 mm，級(jí)配見表1。

試驗(yàn)采用的高粘度改性瀝青是在新加坡埃索AH-70重交道路瀝青的基礎(chǔ)上添加自制高粘劑制得的，制備工藝見圖1。

高粘度改性瀝青與基質(zhì)瀝青、普通SBS改性瀝青的性能對(duì)比如表2所示。

瀝青混合料最佳瀝青用量通過析漏試驗(yàn)、飛散試驗(yàn)和馬歇爾穩(wěn)定度試驗(yàn)確定為5.3%，能在20%空隙率的條件下保持最大瀝青用量不流淌，且磨耗損失不超過14%，馬歇爾穩(wěn)定度達(dá)到了5 kN。

2 路用性能

2.1 抗滑性能

從摩擦系數(shù)和構(gòu)造深度2個(gè)方面檢驗(yàn)路面的抗滑性能，分別采用英式擺錘試驗(yàn)儀和灌砂法測(cè)試3種不同類型混合料的抗滑指標(biāo)，結(jié)果如圖2、3所示。由圖可知，透水性瀝青路面具有更好的抗滑性。

2.2 透水性能

本研究采用定水頭的方法，利用自制透水儀測(cè)試透水性瀝青混合料的透水系數(shù)。試驗(yàn)結(jié)果表明，透水性瀝青路面的平均透水系數(shù)為0.045 5 cm·s-1，大大超過了日本《排水性路面技術(shù)指南》中不小于0.01的要求，具有較高的透水性能。

3 施工過程

3.1 拌和

透水瀝青混合料粗集料含量較一般瀝青混合料多，且使用高粘度改性瀝青，拌和困難，因此必須提高混合料的拌和溫度，控制混合料的出廠溫度為170 ℃～180 ℃。一般情況下，透水瀝青混合料的施工溫度應(yīng)比普通混合料提高10 ℃～20 ℃，具體見表3。

由于透水瀝青混合料粗集料含量多，瀝青含量少，容易產(chǎn)生瀝青析漏和粗細(xì)集料離散現(xiàn)象；粗骨料散熱快，會(huì)出現(xiàn)硬殼現(xiàn)象，因此混合料宜隨拌隨用，避免長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存。一般儲(chǔ)存時(shí)間不宜超過24 h，溫度下降不宜超過10 ℃。

3.2 運(yùn)輸

透水瀝青混合料空隙率大，比普通瀝青混合料散熱更快，因此運(yùn)輸過程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

（1）宜采用大噸位運(yùn)料車運(yùn)輸混合料，以保證施工過程中供料不間斷。運(yùn)輸車裝料前，車廂四周和底板應(yīng)涂刷一層油水混合物，以免粘結(jié)混合料。

（2）為使混合料在運(yùn)輸過程中保持高溫，防止混合料表面因降溫結(jié)成硬殼，要在運(yùn)輸車表面遮蓋雙層篷布，并保證溫度損失不超過10 ℃。

（3）運(yùn)輸?shù)綌備伂F(xiàn)場(chǎng)時(shí)，要嚴(yán)格檢驗(yàn)混合料溫度，低于160 ℃時(shí)不得攤鋪。

（4）運(yùn)料車卸料時(shí)，掛空擋停在距攤鋪機(jī)10～30 cm處，由攤鋪機(jī)推動(dòng)前進(jìn)。

3.3 攤鋪

透水瀝青路面的攤鋪過程和普通瀝青路面大致相同，但應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。

（1）攤鋪機(jī)提前預(yù)熱40 min左右，達(dá)到120 ℃以上時(shí)方可開始攤鋪，鋪筑過程中應(yīng)開啟熨平板的振動(dòng)和錘擊裝置。

（2）采用全路幅攤鋪方式，攤鋪溫度控制在150 ℃～ 160 ℃，在縱橫接縫處不允許有多余瀝青或混合料。

（3）攤鋪速度宜為2～3 m·min-1，與供料速度相配合，實(shí)現(xiàn)連續(xù)不斷、均勻攤鋪。盡量避免攤鋪機(jī)的停頓，防止鋪筑路面的厚度和溫度發(fā)生變化，從而影響攤鋪質(zhì)量。若需要停頓，再次施工前要確認(rèn)運(yùn)料車內(nèi)混合料表面是否結(jié)有硬殼，去除硬殼后才能重新開始攤鋪。

本試驗(yàn)路采用德國(guó)進(jìn)口弗格勒2100攤鋪機(jī)攤鋪混合料，在攤鋪機(jī)無法工作的邊角部位采用人工快速攤鋪、找平、壓實(shí)的方法。攤鋪前，熨平板預(yù)熱需達(dá)到規(guī)定溫度，以免粘料。鎖定攤鋪厚度等厚攤鋪，攤鋪系數(shù)定為1.05，同時(shí)控制單位面積攤鋪的混合料重量，實(shí)現(xiàn)雙控，以提高攤鋪質(zhì)量和精度。攤鋪機(jī)行進(jìn)速度控制在1.5～2.0 m·min-1，與拌和裝置相配合，保持連續(xù)及時(shí)供料，避免停頓。攤鋪溫度控制在170 ℃～180 ℃；禁止在橋面鋪裝層上緊急調(diào)頭或轉(zhuǎn)彎。攤鋪后的透水瀝青混合料如圖4所示。

3.4 碾壓

（1）碾壓應(yīng)緊跟在瀝青混合料攤鋪后，盡量保持較高溫度，除了必要的短暫停歇外，碾壓過程應(yīng)連續(xù)不間斷。同時(shí)，不得在低溫狀態(tài)下反復(fù)碾壓透水瀝青混合料，以防磨損石料棱角或壓碎石料，破壞骨料的嵌擠作用。碾壓控制溫度見表4。

（2）初壓剛性碾壓強(qiáng)振2遍，初壓區(qū)長(zhǎng)度不宜大于20 m（為匹配攤鋪機(jī)速度通過計(jì)算確定）。復(fù)壓緊跟在初壓之后，剛性碾振壓2遍。終壓剛性碾靜壓1遍，以消除輪跡。壓路機(jī)碾壓組合如圖5所示。

（3）碾壓過程中振動(dòng)壓路機(jī)應(yīng)遵循“緊跟、慢壓、高頻、低幅”的原則，即壓路機(jī)要緊跟攤鋪機(jī)，碾壓速度緩慢均勻，不超過5 km·h-1。

（4）應(yīng)防止過度碾壓，現(xiàn)場(chǎng)取樣測(cè)定空隙率應(yīng)在20%左右。

（5）為防止瀝青混合料粘附在壓路機(jī)輪上，可適當(dāng)噴灑霧狀水使其保持濕潤(rùn)，也可摻少量清洗劑，但要嚴(yán)格控制水量，以不粘輪為宜。

本試驗(yàn)路采用1臺(tái)英格索蘭DD-130雙驅(qū)雙振壓路機(jī)和1臺(tái)寶馬202AD雙驅(qū)雙振壓路機(jī)，以一擋各半幅并列碾壓。碾壓速度為3～5 km·h-1，壓至攤鋪機(jī)跟前后返回再次碾壓，往返長(zhǎng)度約為30 m。壓路機(jī)往返碾壓時(shí)和前鋼輪印記重疊1/3，保證壓實(shí)均勻且銜接。在瀝青混合料溫度降至135 ℃前完成6遍碾壓。另外，防護(hù)欄邊緣配備1臺(tái)比特利DIV315型6 t壓路機(jī)進(jìn)行壓實(shí)。

3.5 養(yǎng)護(hù)

鋪筑完成后使其自然冷卻，待路面溫度降至50 ℃以下時(shí)，方可開放交通。

4 質(zhì)量控制

透水性瀝青路面施工質(zhì)量控制要點(diǎn)如下[4]。

（1）成立以項(xiàng)目經(jīng)理、技術(shù)總工程師為主要負(fù)責(zé)人的質(zhì)量控制小組，統(tǒng)一管理，全面控制石料破碎、改性瀝青制備，以及混合料的拌和、攤鋪、碾壓等每一道工序，嚴(yán)格控制施工溫度。

（2）嚴(yán)格遵循《改性瀝青路面施工技術(shù)規(guī)程》，嚴(yán)格遵守施工工藝，保證每道工藝的施工質(zhì)量滿足要求。

（3）嚴(yán)格按照技術(shù)規(guī)范進(jìn)行抽樣試驗(yàn)檢測(cè)，復(fù)檢合格后方可進(jìn)入下一道工序，保證施工總體質(zhì)量。

（4）每日施工前按照《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》（JTG E60—2008）檢測(cè)礦料級(jí)配、瀝青含量、空隙率、壓實(shí)度等[5]，如實(shí)記錄并反饋，確保路面滿足《瀝青路面施工及驗(yàn)收規(guī)范》（GB 50092—1996）要求[6]。

5 試驗(yàn)路施工質(zhì)量檢測(cè)結(jié)果

表5為試驗(yàn)路取樣檢測(cè)結(jié)果，其數(shù)值均為取樣6～8個(gè)的測(cè)試結(jié)果平均值。分析可知，試驗(yàn)路各項(xiàng)指標(biāo)均能滿足設(shè)計(jì)要求，可以有效保證路面在具有良好透水性的同時(shí)還具備優(yōu)良的抗滑性能。

6 結(jié)語(yǔ)

由于透水性瀝青路面粗集料多，空隙率大，改性瀝青粘度高，施工不當(dāng)會(huì)嚴(yán)重影響路面質(zhì)量和功能。因此，施工過程中要嚴(yán)格控制施工工藝，包括混合料的準(zhǔn)備、拌和、運(yùn)輸、攤鋪、碾壓及養(yǎng)護(hù)。透水性瀝青路面試驗(yàn)段的成功鋪筑，充分說明本研究的配合比設(shè)計(jì)和施工工藝具有很好的可行性和實(shí)用性，值得在透水瀝青路面工程中推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1] 屈殿功，鞏 濤，張宵鵬.OGFC排水性瀝青混凝土路面施工技術(shù)[J].公路，2004，49（1）：21-28.

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[3] 伍石生.低噪聲瀝青路面設(shè)計(jì)與施工養(yǎng)護(hù)[M].北京：人民交通出版社，2005.

[4] 王宇.寒區(qū)排水性路面施工技術(shù)與工藝的探討[J].筑路機(jī)械與施工機(jī)械化，2005，22（11）：22～24.

[5] JTG E60—2008，公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程[S].

[6] GB 50092—1996，瀝青路面施工及驗(yàn)收規(guī)范[S].