公路透水瀝青面層施工質量控制

袁登永

摘 要 本文總結某公路透水瀝青面層試驗路鋪筑過程中出現的施工質量問題，包括高粘改性劑干拌時間不足、攤鋪溫度不合理導致離析、初壓溫度過高導致的混合料推移、終壓溫度過高導致膠輪壓路機粘胎、攤鋪機停機待料等。通過采取調整系統干拌時間至20s、將混合料攤鋪溫度提高5℃至175℃、調整初壓溫度至155～165℃、采用鋼輪壓力機進行終壓作業、適當降低攤鋪速度等系列措施，使上述施工質量問題得以解決。提出的施工質量控制方法，可為透水瀝青路面進一步推廣提供經驗借鑒。

關鍵詞 透水 瀝青面層 高粘 質量控制

中圖分類號：U415 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0745（2020）03-0052-02

1 透水瀝青面層施工概述

對透水瀝青面層施工過程中發現的典型問題進行分析，提出針對性的質量控制方法。近年來，關于透水瀝青路面的討論[1]，國內公路工作者已經基本形成共識：透水路面不是鋪不鋪的問題，而是如何一千公里一千公里鋪下去的問題。國內各機構已對透水瀝青路面進行了大量研究，并積累了大量數據資料，但數據資料大部分僅限于室內試驗室研究，缺乏對特定情況下施工現場技術問題進行有益總結。與密級配瀝青混合料不同，透水瀝青面層在發生飛散掉粒等破壞時，壓實混合料局部力學平衡狀態將被破壞，粗集料嵌擠作用喪失，根據外國工程經驗，透水瀝青面層局部病害發生后，后續病害發展將呈加快趨勢，出現多米諾效應。透水瀝青路面鋪筑，不能指望通過粗放式管理實現質量控制，必須在認真進行技術經驗總結和積累的基礎上，從每個細節抓起，并予嚴加管控。交通部排水瀝青路面標準《排水瀝青路面設計與施工技術規范》（JTGT3350-03-2020）已于2020年6月發布，新標準對國內排水瀝青路面設計和施工等工程實踐經驗進行了借鑒和總結，主要創新點體現在：排水瀝青路面設計、原材料選擇、礦料級配范圍、混合料生產及施工工藝參數控制，缺乏施工過程中各環節的細節性規定或闡述，而施工細節反而是影響鋪筑質量的關鍵因素[2]。

2 試驗路施工質量控制與問題分析

試驗段所在項目為二級公路，設計速度60km/h，設計年限內標準荷載累計作用次數2100萬次，交通等級為特重交通，試驗段長度1000m，寬度為單幅三車道，鋪筑厚度4cm，混合料類型為OGFC-13，中面層為6cm中粒式瀝青混凝土（AC-20C），下面層為8cm密級配瀝青穩定碎石混合料（ATB-25），稀漿封層為1cm改性乳化瀝青稀漿封層，基層為≥15cm的5%水泥穩定碎石層，原舊水泥混凝土路面經打裂壓穩處理。根據標準及設計文件要求編制試驗路技術交底資料，并在施工前對班組進行技術交底。

2.1 控制高粘改性劑干拌時間

混合料生產時發現，拌和系統從投料倉門開啟開始計時，而人工投料往往相對滯后，倉門開啟幾秒后才正式開始干拌，有效干拌時間基本不到10s，高粘改性劑沒有充分熔融并均勻分散，導致混合料穩定度離散性較大。通過調整系統干拌時間，將原來設定的15s增加到20s，并嚴格控制人工投料時效。針對干拌時間不一致情況，在拌和站和攤鋪現場分別對兩處混合料進行取樣檢測。在不進行二次攪拌情況下，于試驗室成型馬歇爾試件并進行穩定度試驗，記錄單個馬歇爾試件穩定度。穩定度離散性較大的主要原因：高粘改性劑干拌工序控制不合理[3]。

2.2 攤鋪溫度控制

試驗段單幅三車道，鋪筑寬度約12m，采用2臺攤鋪機同時開展攤鋪作業。攤鋪時發現，內側攤鋪機右側邊緣出現輕微離析現象，離析呈帶狀分布，離析部位粗集料比例偏高。經現場排查發現，沿著螺旋分料器軸向方向，中間混合料溫度明顯高于兩側，中間往外混合料溫度下降最高達11.3攝氏度。在溫度下降情況下，混合料從中間順著刮料板推擠至兩端，由于部分細集料粘結結團等原因，粗細骨料更容易發生離析[4]。除溫度外，攤鋪離析還與攤鋪寬度、螺旋分料器轉速等有關，而轉速、分料器螺距、葉片直徑等又共同決定攤鋪效率。調整拌和樓出料溫度，將混合料攤鋪溫度提高5℃至175℃，離析現象逐漸消失。

2.3 視情況適當調整壓實工藝

空隙率是透水瀝青面層最重要的技術指標之一，壓實工藝可直接影響混合料密實度，進而影響到空隙率指標。對兩處不同的試驗路透水瀝青面層進行壓實工藝分析，結果表明，為得到較理想的壓實效果和目標空隙率，應根據交通荷載、礦料級配及高粘改性劑使用情況，提出基于特定條件下的壓實工藝方案。與密級配瀝青面層不同，透水瀝青面層在施工碾壓過程中，技術人員會更多地考慮到壓實混合料的空隙率指標要求[5]。對透水瀝青面層進行壓實功合理范圍預估，應把握以下兩個重點。第一，通車后存在二次壓密的荷載條件時，應嚴格進行礦料級配設計，使得瀝青面層在具備合適空隙率的同時，不存在二次壓密的空間;第二，通車后沒有二次壓密的荷載條件時，在混合料路用性能滿足要求情況下，應以瀝青面層空隙率為施工控制指標。通車后存在二次壓密的荷載條件時，應嚴格進行礦料級配設計，盡量控制K值不小于110%，選擇的壓實方案可使壓實功略有富余。小區道路等輕荷載交通透水瀝青路面，在混合料路用性能滿足要求情況下，應將瀝青面層空隙率作為施工控制指標。如果混合料達到設計空隙率后，仍然有進一步壓密的空間，為確保面層具有足夠的空隙率，需對壓實功進行控制。在壓實溫度控制環節，應特別注重高粘改性劑種類、摻量等對混合料粘度的影響[6]。

根據預估松鋪系數1.11控制攤鋪機松鋪高度，設定初壓溫度160～170℃。現場初壓發現，當初壓溫度在170℃以上時，很容易產生推移現象，嚴重推移將導致結構層厚度不足、平整度不符合要求等情況。及時調整初壓溫度至155～165℃。為防止膠輪壓路機粘胎或混合料粘結在鋼輪上，壓路機通常要涂抹隔離劑。隔離劑價格較貴，部分工程在進行瀝青面層碾壓時直接將自來水當做隔離劑使用。試驗段鋪筑時發現，因透水瀝青混合料粘度高，在碾壓溫度在110℃或更高時，膠輪壓路機很容易出現粘胎現象。需指出的是，為節省施工成本，操作人員可能直接采用柴油和水的混合物代替隔離劑，必須予以制止。如有必要，可采用鋼輪壓力機代替膠輪壓路機進行終壓作業，為使平整度符合要求，鋼輪壓路機的終壓遍數可能比預期偏多，此時必須確保路表粗集料表面的瀝青膜不被剝落。

2.4 現場施工規范化管理

瀝青混合料粘性較高，運輸車輛雖然在裝料前涂刷了隔離劑，但在長距離運輸過程中，車廂底部及邊角位置仍然容易粘有部分混合料。混合料在攤鋪倒料過程中，底部及邊角位置的混合料無法通過重力順利進入攤鋪機喂料斗。自卸卡車卸完料后習慣性地將多余混合料倒在待攤鋪的路面上，溫度下降后局部難以壓實，通車后容易發生局部損壞。發現類似問題應及時予以制止，對灑落的混合料進行徹底清理，并重新噴灑粘層油。試驗段鋪筑過程中攤鋪機出現兩次停機待料情況。經核查原因發現，與普通瀝青混合料相比，透水瀝青混合料生產時，每鍋料都需額外增加干拌時間20s，每輛混合料運輸車再次裝料要重新涂刷隔離劑，同時要增加混合料出鍋溫度監測、高粘改性劑人工直投等工序。在相同拌和樓型號條件下，產量相對較低，施工組織未能將此部分因素考慮周全，導致生產運輸與攤鋪沒有銜接順暢。通過適當降低攤鋪速度，停機待料情況沒有再次出現。通過近一年車輛荷載作用，試驗段路面路用性能及使用功能正常，路面狀況良好，無掉粒、裂縫、坑槽現象，3米直尺未見明顯車轍，混合料生產及施工工藝適宜。

3 結論

（1）透水瀝青面層施工前應開展技術交底工作，技術交底資料應充分結合透水瀝青混合料自身特點，根據拌和站及施工現場情況進行編制，特別是新增工序、高粘改性劑干拌時間及混合料生產及施工過程各類溫度的控制，不得直接照搬普通瀝青混合料面層施工技術資料。技術交底過程要細致到位，并覆蓋到生產施工各環節操作人員。要根據要求對施工各環節開展監督檢查，及時對前、后場施工質量情況進行匯報，形成一套完整的施工質量監控記錄。

（2）高粘改性劑的投放及干拌是透水瀝青混合料生產的關鍵工序，應根據高粘改性劑熔融指數確定最小干拌時間。高粘改性劑用量較少，暫無法通過計量系統進行投放，進行人工投放時必須確保有足夠的干拌時間。

（3）透水瀝青混合料因粗集料較多、溫度要求較高等特點，攤鋪時容易發生溫度離析或材料離析現象，應在施工前對攤鋪溫度進行控制。

（4）透水面層壓實過程質量控制，對溫度、壓路機參數等要求較高，原有的壓實方案可能無法完全符合現場實際情況，可視情況適當調整壓實工藝。

參考文獻：

[1] 交通運輸部公路科學研究院.排水瀝青路面設計與施工技術規范：JTG/G3350-03-2020[S].北京：人民交通出版社股份有限公司， 2020.

[2] 許彪.瀝青路面攤鋪溫度場及離析研究[D].長安大學，2016.

[3] 張偉.SMA-13瀝青面層施工技術及質量控制[J].工程建設與設計，2020（05）：140-142.

[4] 透水瀝青路面技術規程：CJJ/T190-2012[S].北京：中國建筑工業出版社，2002.

[5] 公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規程：JTGE20-2011[S].北京：人民交通出版社，2011.

[6] 呂偉民.排水性瀝青路面技術的進步與發展[J].上海公路， 2010（02）：6-10+12.

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