天然巖瀝青混凝土路面質量控制探討

周薇林

(廣西桂林公路管理局，廣西 桂林 541003)

0 引言

我國高等級瀝青路面發展已經有十多年了，但隨著經濟的高速發展，高等級公路上出現了交通量大、荷載量大的突出問題，瀝青路面在高溫、超荷載和持續荷載作用下，路面逐漸出現變形，嚴重降低了公路的使用壽命。為應對瀝青路面的質量問題，廣大公路建設者積極探索，逐漸掌握了一系列提高瀝青路面工程質量的技術。本文結合國道322線全州至桂林一級公路K272+000～K272+800段瀝青混凝土路面的成功經驗，介紹選用NES天然巖瀝青作為外摻劑，利用當地豐富的石灰巖石材作為摻料制備瀝青混合料，在選材、配合比及施工等環節中加強管理，使天然巖瀝青路面各項指標達到合格標準，實現就地取材，同時實現經濟價值。

1 NES天然巖瀝青概述

天然巖瀝青按其形成的環境不同可分為湖瀝青、巖瀝青、海底瀝青和油頁巖等，其中巖瀝青是石油在地殼運動的擠壓下，從地殼中冒出，存在于山體、巖石裂隙中，逐漸變化成固體形態的天然瀝青。由于其產生時長期封閉于巖石之間，經受高溫、高壓，從而使得分子緊密聚合，提高了軟化點，因此，NES天然瀝青具有抗車轍、抗剝落、抗老化和抗高溫的特性。

經大量的試驗研究，NES天然瀝青改性瀝青能完好地吸附在各種巖石顆粒的表面，其具有多種有機鏈，能激發石油瀝青的活性基因，有效增強瀝青的內聚力，極大增強了抗車轍和路面抗拉應力的能力。

2 骨料的選取

桂林地區石灰巖含量豐富，國道322線沿線廣泛分布大小石場。經過大量走訪調查沿線多家大型的石場，除了要考慮石場的生產能力、大塊料石的干凈程度、生產設備的新舊程度，還要考察石場經營者對現場的管理，考察其存儲材料的規范程度。通過對五家石場抽取樣本進行物理力學試驗，發現靈川縣三街鎮石場的粗集料力學性能完全滿足瀝青路面的要求，特別是磨光值達到42.5，指標達到規范要求，可用于試驗路段施工。

3 改性瀝青混合料目標配合比設計

改性瀝青混合料級配組成見表1。

在3.5%～5.5%范圍內選取五組油石比進行天然巖混合料配合比試驗，最終確定油石比為4.5%，空隙率為4.1%。

4 試驗路段施工工藝

選擇試驗路段里程樁號為K272+000～K272+800，長度為800 m，鋪筑面積7 200 m2，施工點離瀝青拌合站約8 km。施工日期為2006-11-25上午，天氣晴朗，氣溫為16 ℃左右。

下面介紹天然巖瀝青混合料面層的施工工藝及對于混合料的生產、運輸、攤鋪、碾壓、接縫處理、成品檢測及開放交通等環節的管理和需要特別注重的細節。

4.1 瀝青混合料的生產和運輸

料車事先清理干凈，不得有灰塵，也不得有剩料，避免硬結。裝料時分三次進行，即前(后)-中-后(前)，這樣裝的目的是防止混合料離析。采用15輛40 t的自卸汽車運輸，保證現場有5～6輛料車等待攤鋪。

4.2 攤鋪

天然巖瀝青路面攤鋪除了滿足當前成熟的瀝青路面攤鋪工藝，還應特別重視：

(1)松鋪系數控制，采用1.12和1.13兩種松鋪系數。經過最后鉆芯取樣，松鋪系數1.13比較適合。

(2)攤鋪溫度的控制，車頂采用棉被覆蓋，一方面防止運輸過程中被灰塵污染，一方面防止頂部混合料溫度損失造成混合料內外較大的溫度差異。攤鋪溫度一般控制在160 ℃以上，才能確保碾壓達到最好的效果。

(3)攤鋪速度采用2 m/min比較適宜，過慢不僅影響進度，也會造成已鋪面混合料因來不及碾壓而導致溫度降低；過快又容易造成混合料攤鋪不均勻，同時出現不同程度的離析。

(4)前后兩臺攤鋪設備距離約4 m，攤鋪前的30 min，要預熱燙平板達到130 ℃左右。

(5)料車倒車時須有專人指揮，當距離攤鋪機約30～40 cm時停下，由攤鋪機往前自然接觸車輛，避免車輛撞到攤鋪機后導致攤鋪表面出現高差，影響路面平整度。

4.3 碾壓

天然巖瀝青路面碾壓除了滿足當前成熟的瀝青路面碾壓工藝，也應特別重視以下細節：

(1)控制碾壓溫度，由專人隨時檢測，并與壓路機司機密切溝通，保證碾壓溫度控制在150 ℃左右，而碾壓完成后，溫度應≥90 ℃。

(2)碾壓原則是：充分碾壓，避免漏壓，防止過壓，避免天然巖骨料菱角被壓碎泛白。

(3)攤鋪作業長度約20 m時，先用英格索蘭13 t雙鋼輪碾壓2～3遍，然后用三明重工20 t輪胎壓路機碾壓2～3遍，最后用鋼輪碾壓1～2遍完成。

(4)碾壓遵循“緊跟、慢壓、高頻、低幅”原則，這是確保平整度和密實度達到最優的前提條件。

4.4 接縫處理

接縫處理施工中不可避免出現的工作縫(橫縫)對于平整度有較大影響，施工中橫縫必須進行處理。

(1)采用直接縫(平接縫)，可用切割機劃線切割。第二次攤鋪時宜將第一次攤鋪接頭預熱，并與第二次攤鋪接頭一起碾壓，要求橫向碾壓3～4遍，以保證碾壓效果。

(2)接縫在各結構層位置應錯開，一般≥50 cm。

5 試驗路段成品檢測

在試驗路鋪筑完成后第二天進行檢測，現場進行了鉆芯取樣檢測壓實度、滲水性能試驗，抗滑及鋪沙法構造深度、平整度、寬度、高程及中線偏位等試驗項目。經檢測，各項檢測項目均達到國家相關試驗檢測標準。

6 適時開放交通

適時開放交通也是一個關鍵環境，因為過早開放交通，瀝青路面內部溫度未降下來，瀝青面層仍處于可塑狀，行駛在路面上的重車輛急剎車、急轉彎，都有可能導致面層表面出現車轍。根據廣大同行長期探索的經驗，瀝青路面路表溫度在50 ℃以下才是最佳開放交通時間，必須嚴格控制好這一指標。

7 天然巖瀝青路面的優勢

(1)通過天然巖瀝青路面試驗路段的施工，為國道322線瀝青混凝土路面大規模施工提供切實可行的數據。

(2)據測算，添加1 cm厚天然巖瀝青改性瀝青混凝土路面每1 m2比普通瀝青混凝土路面增加投資0.35元(1 cm厚常用改性瀝青混凝土路面每1 m2比普通瀝青混凝土路面增加投資1.2元)，經濟效益可觀。

8 結語

通過對天然巖改性瀝青混合料進行試驗，工程質量達到預期，不僅取得各種技術參數，為指導施工提供依據，同時也證明采用天然巖用于瀝青路面是可行的，從而實現就地取材，節約了建設成本，實現經濟效益。隨著我國經濟的不斷發展，道路交通量不斷增加，相關主管部門對瀝青路面的施工質量也相應提出更高要求，廣大公路建設者也將不斷探索符合我國國情和交通特點的新技術、新工藝、新材料、新設備，倡導節能環保理念，建設更多綠色工程。