高速公路大厚度高模量瀝青混合料一次成型施工工藝

黃 紅 占

(中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610066)

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高速公路大厚度高模量瀝青混合料一次成型施工工藝

黃 紅 占

(中國水利水電第五工程局有限公司，四川 成都 610066)

高模量瀝青路面是由以瀝青材料作為結合料粘結礦料而修筑的面層與各類基層和墊層所組成的路面結構。研究表明：混合料模量的提高，增強了路面的高溫抗車轍能力、低溫抗裂性能、水穩定性、抗疲勞能力和抗老化性能。目前，高速公路高模量的瀝青混合料層總厚度一般采用7～14 cm，傳統高模量瀝青施工一般采用分層施工。為加快施工進度，降低施工成本，提出了高模量瀝青混合料一次性施工層厚14 cm的施工方法，可為今后同類工程提供技術參考。

高速公路；高模量瀝青混合料；一次成型；施工工藝

1 工程概況

拜本高速公路工程位于摩洛哥拜萊希德市，全長38.6 km，雙向四車道，為摩洛哥貫穿“東西大動脈”的重要組成部分。高速公路主線路面結構形式為：25 cm厚的級配碎石為底基層，14 cm厚的EME為基層， 7 cm厚的瀝青混凝土料為表面層，全線EME總工程量為28.5萬t。設計要求采取7 cm+7 cm的結構組合進行施工。

2 工藝原理及采取的施工措施

高速公路高模量瀝青混合料(英語簡稱HMAC，法語簡稱EME)施工方法是遵循法國規范與摩洛哥規范的EME施工方法。高模量瀝青混凝土是一種高模量、高質量的瀝青混凝土，其設計思路是通過提高瀝青混凝土的模量，減少車輛荷載作用下瀝青混凝土產生的應變，提高路面抗高溫變形能力，改善瀝青混凝土抗疲勞性能，延長維修周期，延長路面的使用壽命。高模量瀝青混凝土是采用低標號硬質瀝青和連續級配的集料組成的瀝青混合料，其主要特點是模量高和抗疲勞性能好，因而可以減少路面結構層厚度。高模量瀝青混凝土技術起源于法國，以其優越的高溫穩定性、良好的抗疲勞性能，特別是較高的性價比在法國得到廣泛、成功的應用，近年來在世界各地得到推廣使用。

摩洛哥拜本高速公路主線路面結構形式為： 25 cm厚的GNT為底基層， 14 cm厚的EME為基層，7 cm厚的BB為表面層，全線EME總工程量為26.5萬t。高速公路主線全長39 km，為雙向四車道。各結構層均為半幅全寬一次性施工。EME在目標配合比設計階段，使用的骨料來自本標段PK31石料廠的硅質石灰巖，使用的粘結劑為摩洛哥最大的瀝青供貨商——SAMIR公司提供的20/30低標號硬質瀝青。

拜本項目高模量瀝青混合料降溫速度快，且高模量瀝青混合料粘度較大，壓實較困難，碾壓中有推移現象。針對施工中存在的困難，拜本項目開展了14 cm厚高模量瀝青一次性攤鋪施工的研究，解決了其降溫快的不利因素，同時調整了膠輪碾、鋼輪碾的次序，初壓采用膠輪碾緊跟攤鋪機靜壓，充分發揮其揉搓作用，達到了骨料的重排就位和深層壓實，采用雙光輪碾振動復壓，振動碾壓充分發揮雙鋼輪的振壓作用，使瀝青混合料碾壓密實，最終的壓實采用鋼輪靜壓以消除輪跡，碾壓中止溫度不低于90℃，解決了傳統分層施工中基層溫度散失不易碾壓、混合料不易壓實、兩層之間粘結性可能不良而導致的質量風險等諸多問題。

3 工藝流程及操作要點

3.1 大厚度高模量瀝青混合料一次成型施工工藝流程

高速公路大厚度高模量瀝青混合料一次成型施工工藝流程見圖1。

3.2 施工技術要點

3.2.1 原材料檢驗

圖1 高模量瀝青混合料施工工藝流程圖

對于整個工地來說，每個粒徑級的骨料只能是來源于同一處取料場。

(1)碎 石。根據法國規范XP P 18-545 和NF EN 13043的定義，對碎石最低性能的要求見表1。

表1 碎石的固有和生產特性表

(2)砂 子。砂子的固有和生產特性見表2。

表2 砂子的固有和生產特性表

同時，砂子的最大粒徑需小于或等于4 mm，且在砂子和碎石的來源不同時，必須檢測其易碎性系數(FS)：當砂子粒徑為0/4 mm時，FS≤40；當砂子粒徑為0/2 mm時，FS≤45。

(3)填 料。填料的性質必須是石灰巖。

(4) 瀝 青。瀝青為20/30級，需滿足摩洛哥規范NM 03.4.002(表3)。

表3 瀝青的性質和特性表

對于所采購的每一批瀝青，必須在取樣檢驗合格后方可卸入瀝青罐使用。每批次提取3份、各1 L的樣品儲存在防滲容器里；其中一份用于監理試驗室進行分析測試；另一份用于承包商試驗室做分析用；第3份封存，作為前2個分析結果發生爭議時的留存。

3.2.2 配合比設計

高模量瀝青混合料的配合比設計分為目標配合比設計、生產配合比設計、生產配合比驗證三個階段。

3.2.3 拌 合

(1)拌合準備。使用間歇式瀝青拌合樓拌制，采用配備的計算機設備在拌合過程中逐盤記錄各個傳感器測定的材料用量、瀝青混合料用量、拌合溫度以及拌合時間并配備打印設備。

(2)溫度控制。高模量瀝青混合料采用的是低標號硬質瀝青，所以，拌合中瀝青的溫度是否滿足要求對施工質量起著至關重要的作用。20/30瀝青加入攪拌器時的溫度一般介于160 ℃～180 ℃。同時，拌合過程中需設專人負責拌合料溫度的檢測，發現問題及時溝通。

(3)拌合時間控制。拌合時間需根據拌合樓的產量、天氣及骨料含水狀況以及集料與瀝青的裹覆情況確定。高模量瀝青混合料每盤(4 t/盤)的總拌合時間以54～60 s為宜。

(4)拌合要求。混合料拌合要均勻，顏色一致，無結團、無花白料現象，使瀝青均勻的裹覆在礦物顆粒表面。混合料整天生產時，每天至少取樣3次，并且至少為每600 t瀝青混合料取樣一次。取樣依據NF P 98-150規范中的第4.16.5.1條規定。當天所得取樣試驗結果的平均值必須同表4中的容差(容差是由監理批準的配合比設計確定的投配量)臨界值進行比較。

表4 混合料容差對照表

3.2.4 運 輸

(1)首先，應在瀝青拌合站生產場區附近安裝一個地磅，以方便每輛運輸車輛的過秤。磅秤由一個帶打印機的自動系統記錄并進行合計。打印單上需顯示每次過磅運輸車號、過秤日期和時間、車皮自重、毛重、凈重、去向(儲存或送往施工工地)、每天的總凈重。此外，地磅的檢測每周進行一次，檢測方法采用同一輛車裝上至少10 t料在工地磅秤上過秤，隨后再到附近一公用磅秤上過磅，誤差需小于1%。

(2)瀝青混合料的運輸需結合拌合站的拌合能力、運輸距離、道路狀況和車輛噸位等因素確定自卸運輸車數量，盡量使用大噸位運輸車，但嚴禁超載運輸。

(3)自卸車應保持車廂干凈、嚴密，每次使用前，需在車廂內涂刷隔離劑或防黏劑，但不得有多余劑量存積在車中，一般采用機油∶水=1∶3的防黏劑。

(4)運輸車應進行覆蓋，用以保溫、防雨、防污染，覆蓋具有一定厚度的氈布或雙層篷布，覆蓋需嚴密。混合料出廠時需檢測每車的溫度，對于溫度不合格的車輛嚴禁出廠。

(5)運輸車進入攤鋪場地時，輪胎上不得沾有泥土等污染路面的贓物，否則需配備水車清洗。

(6)現場試驗人員需檢查每車混合料狀況并檢測溫度，不滿足使用標準的混合料嚴禁鋪筑。

(7)瀝青混合料運輸車輛的數量需較拌合能力及攤鋪速度有富余，并保證攤鋪機前方有4～6輛運輸車等候。

3.2.5 攤 鋪

瀝青混合料的攤鋪由一臺攤鋪機全幅一次性攤鋪完成，控制方式為鋼絞線導引或至少14 m長的雙水準梁控制。攤鋪機必須配置連續供料裝置，連續供料通過一個瀝青轉運車保證。

(1) 攤鋪機參數的調整。

①熨平板參數的調整應結合攤鋪厚度進行，調整到合適的仰角。調整時應保持螺旋輸料器盡可能靠近兩側擋板，保持熨平板左右對稱，行走平衡。

②螺旋輸料器高度的調整應結合攤鋪厚度進行。一般為保證輸料螺旋器橫向均勻布料，進入攤鋪室內的瀝青混合料高度應略高于螺旋輸料器軸線。

③攤鋪速度在保證連續供料的情況下，宜根據混合料拌合能力、攤鋪厚度、寬度、溫度及碾壓工藝等確定。一般將其控制在2～4 m /min，特別情況除外。

(2) 攤鋪作業程序。

①攤鋪前0.5～1 h預熱熨平板，使溫度不低于100 ℃，向攤鋪機料槽內布料，用熱料將接頭預熱2～3 min后再起步攤鋪。

②攤鋪可以在濕潤的層面上進行，但禁止在有水洼的層面上攤鋪。高模量瀝青混合料攤鋪的溫度必須高于140 ℃。如遇刮風和小雨天氣，攤鋪時的材料溫度應較平時高10 ℃，在征得業主同意后可進行攤鋪作業。若溫度達不到要求將禁止使用，不合格料需運至永久棄渣場。如果早晨7點測得的溫度低于5 ℃，那么，攤鋪作業須征得監理的同意后方可進行；如遭遇暴雨、大雨和連續的中雨，攤鋪作業必須停止。如果風速達到60 km/h，則必需停止攤鋪作業。夜間施工需保障足夠的照明度(照明度不小于45 Lx)并安排一段試驗段，經驗證能滿足質量要求時方可安排夜間施工。冬季遇大風降溫天氣且不能保障迅速壓實時，不得進行瀝青混合料攤鋪；氣溫持續低于5 ℃時，不提倡攤鋪。

③攤鋪過程中技術人員應密切注意攤鋪動向，對離析、擁包、波浪、邊角缺料等均應及時清除找補，對一些機械作業有困難的地方需進行人工補料。

④技術人員要經常檢查松鋪厚度，每5 m查一斷面，每斷面不少于3個點，如出現異常情況，及時反饋信息給操作手；每50 m檢查橫坡一次，經常檢查平整度；注意觀察攤鋪邊線是否平順，對異常區域及時檢測攤鋪寬度是否滿足要求。

3.2.6 碾 壓

(1) 設備配置。機械設備配置情況見表5。

表5 機械設備配置表

①施工時至少配備三臺鋼輪壓路機和兩臺膠輪壓路機(例如：自重為26 t)聯合作業。

②膠輪碾必須配置輪子防護圍裙，用以限制因風雨作用導致冷卻。根據施工需求，如有必要還須配置側面移動碾壓小輪，以確保對層面邊緣的良好碾壓。

(2) 碾壓的技術要求。

①高模量瀝青混合料對碾壓的及時性要求非常高，承包商須采取必要的措施確保碾壓車間的長度最短，一般攤鋪機攤料臺和最后一臺壓路機之間的距離不超過60 m。需使用兩臺壓路機同時碾壓時，碾壓區至少有50 cm的搭接面。

②為了保證路面邊線線形和碾壓質量，采用膠輪碾壓時，從路面兩側邊緣預留30 cm的位置開始進行碾壓，預留部位采用鋼輪靜壓。瀝青材料的碾壓由層面外側向中間進行。

③碾壓方式為先采用膠輪碾壓，后采用鋼輪碾壓，終壓采用鋼輪靜壓收面。碾壓過程以緩慢而均勻的速度進行，且在碾壓線路及方向上不得突然發生改變。碾壓區的長度需大體穩定(不大于60 m)，兩端折返位置需隨攤鋪機的前進而向前推進，橫向不得在同一斷面上形成通縫。將膠輪壓路機行走速度控制在3 km/h，碾壓遍數為8～10遍；將鋼輪壓路機行走速度控制在3～4 km/h，碾壓遍數為8～10遍，最終靜壓遍數為6～8遍。

④碾壓時壓路機慢起步、緩剎車，驅動輪面向攤鋪機，由低到高，超高段由內側到外側依次連續均勻碾壓。振動壓路機倒車時先停止振動，在向另一方向正常運動后再開始振動，避免發生擁包。振動壓路機應遵循“緊跟、慢壓、高頻、低幅”的原則。

⑤高模量瀝青混合料由于瀝青含量較高、攤鋪溫度要求較高，因而膠輪碾碾壓過程中容易發生粘附現象，需及時將輪胎涂刷防黏劑。對雙鋼輪振動壓路機，則在其碾壓時應啟動自動噴水裝置，噴水要形成霧狀。

3.2.7 接縫的處理

(1) 接頭的橫向接縫切割時，兩個連續層的橫向接縫要求必須錯開1～2 m左右，處理時要不斷用3 m尺檢查其平整度，去除的材料應系統地清運到監理批準的棄渣場。

(2) 縱向接縫的位置應避開行車道，且兩個連續層的縱向接縫要求必須錯開至少30 cm。

3.2.8 養護和開放交通

施工完畢，先封閉交通，待攤鋪層自然冷卻、混合料表面溫度低于80 ℃后方可開放交通。

4 注意事項

(1)高模量瀝青混合料采用的是低標號硬質瀝青，所以，在拌合過程中瀝青的溫度是否滿足要求對施工質量起著至關重要的作用。20/30瀝青加入攪拌器時的溫度需介于160 ℃～180 ℃之間。運輸流程與攤鋪流程應緊湊銜接，即配置連續供料裝置瀝青轉運車至攤鋪機前，與攤鋪機緊湊銜接，以確保攤鋪機上的瀝青混合料的溫度不低于140 ℃，確保材料均質性良好 。同時，施工過程中需設專人負責拌合料溫度的檢測，對于溫度不滿足的產品嚴禁使用。

(2)采用高模量瀝青混合料碾壓必須經試驗段驗證，試鋪路段選在直線段，長度取1 000 m。試鋪段的鋪筑嚴格按交通部頒發的標準《公路瀝青路面施工技術規范》(JTG F40-2004)及摩洛哥CCTP要求的規定操作。在試鋪段的鋪筑過程中，監理工程師應一起參加，找出最佳的壓實機械型號及組合。在碾壓流程中，必須先采用膠輪碾壓，后采用鋼輪碾壓，最終壓采用鋼輪靜壓收面。碾壓過程需以緩慢而均勻的速度進行,碾壓區的長度不大于60 m。將所述的膠輪碾壓行走速度控制在3 km/h。碾壓時，壓路機慢起步、緩剎車，驅動輪面向攤鋪機，由低到高，超高段由內側到外側依次連續均勻碾壓。振動壓路機倒車時，先停止振動，在向另一方向正常運動后再開始振動，避免發生擁包。振動壓路機應遵循“緊跟、慢壓、高頻、低幅”的原則。

5 結 語

摩洛哥拜本高速公路于2010年4月開工，2015年8月18日竣工。在施工中采用高速公路高模量瀝青混合料一次成型施工工藝技術。瀝青混合料在碾壓后空隙百分比測試數據的95%介于最高值4和最低值9之間，壓實度、平整度檢測等均符合現行的法國技術標準協會《瀝青混合料路面面層及結合層：高模量瀝青混凝土》NF P98-141，NF P98-150的規范要求，解決了傳統混合料EME施工中基層溫度散失不易碾壓、混合料不易壓實、兩層之間粘結性可能不良而導致的質量風險問題；加快了施工進度； 減少了分層施工時粘結層施工和各項驗收等環節，節約了成本。例如：該標段乳化瀝青撒布配量為350 g/m2殘留量,則單幅每km需撒布乳化瀝青3.4 t，成本約20萬迪拉姆，經濟和社會效益顯著。

(責任編輯：李燕輝)

金沙江下游——三峽梯級水庫聯合調度研討會在宜昌召開

為總結梯級水庫聯合調度經驗、分析2017年防汛抗旱形勢、持續推進梯級水庫科學聯合調度，4月14日，長江委防總辦、國家電力調控中心和長江電力在宜昌召開了金沙江下游——三峽梯級水庫聯合調度研討會。

長江委防總辦副主任陳桂亞、國家電力調控中心水電與新能源處副處長馬珂充分肯定了此次多方研討會對促進水庫科學調度的積極作用和意義，分別從流域梯級水庫群聯合調度管理、三峽水庫科學調度、電網調度形勢、節假日和豐枯期電力負荷變化需求、電網和電站檢修安排配合、關鍵期綜合調度協調等方面進行了交流。

長江電力副總經理李平詩、關杰林對長江委防總辦和國家電力調控中心長期以來的正確指導和大力支持表示感謝，就配合電網要求進行的電站監控系統改造工作安排、調度和預報技術的發展和應用、電力市場形勢、不同時期水庫水位控制等方面進行了交流，表示將繼續大力支持和配合防總、國網工作，深化溝通協調機制，優化流域梯級聯合調度，高效利用流域水資源，為長江流域經濟發展提供重要保障，為國家保增長做出積極貢獻。

研討會由長江電力總經理助理肖舸主持，長江委防總、長江委水文局、樞紐管理局、長江電力市場營銷部和三峽梯調中心等單位和部門的專家和代表參加了交流。

三峽梯調中心主任趙云發就2016年積極配合防總科學應對98+洪水、配合電網精心做好G20峰會保電、充分運用水文氣象預報會商成果和聯合優化調度研究成果，做好梯級水庫的防洪、發電、航運、補水、生態調度等重點工作進行了回顧，分析了2017年汛期降水來水形勢，并就金沙江下游——三峽梯級水庫開展生態調度試驗等進行了交流。

2017-04-23

U414;U415;U416

B

1001-2184(2017)03-0096-05

黃紅占(1984-)，男，山東鄆城人，工程師，從事市政工程建設施工技術及管理工作.