超厚ATB柔性基層一次性攤鋪施工常見難點控制

王 楷

（保利長大工程有限公司，廣東 廣州 510000）

1 工程概述

根據我國現行規范，ATB-25適宜壓實厚度為8～12cm，壓實最小厚度為7cm。ATB設計厚度＞12cm，屬于超厚厚度ATB，一般采用分層攤鋪的施工形式[1]。G15陽茂高速擴建項目拼寬新建路面在水穩上基層和瀝青下面層之間設計一層厚度為14cm的ATB-25柔性基層?？紤]到施工效率及成本因素，采用一次攤鋪成型是最有利的施工組織方案，但由于一次攤鋪厚度較厚，設計壓實厚度加上松鋪厚度使攤鋪總厚度約18cm。過厚的厚度使得混合料在布料時粗集料顆粒容易滾落底部，最終造成豎向離析明顯；碾壓時，底部壓實難以達到壓實要求，造成孔隙率偏大，滲水嚴重；且碾壓時壓路機更容易在折返處形成推擁，使碾壓后結構層頂面形成波浪狀，平整度較差。

2 優化方案及控制要點

針對以上常見控制難點，該項目通過三個方面對其予以控制：（1）優化ATB-25的級配設計；（2）通過攤鋪設備改造，使攤鋪布料更均勻，避免豎向離析；（3）調整碾壓設備及碾壓工藝組合，并最終使壓實度及平整度均滿足規范及設計要求。

2.1 配合比設計優化

ATB-25配合比設計所用粗集料為花崗巖，細集料采用花崗巖加工而成的機制砂，集料規格為5檔，分別是2～30mm、11～22mm、6～11mm、3～6mm、0～3mm。為提高混合料的強度及抗水損害能力，可摻加1.5%的水泥。

根據G15陽茂高速的氣候特點及交通荷載情況，要求柔性基層具備較強的承重、抗拉、防水等功能。配合比設計時提高4.75mm以上篩孔碎石含量，減少了9.5mm以上篩孔粗集料用量，即提高6～11mm這一規格集料的用量，適當降低22～30mm和11～22mm規格的粗集料用量。這樣可以使粗集料之間既能形成骨架嵌擠結構，提升結構的承載強度，以提高抗高溫車轍的能力，又有利于混合料生產和施工時的均勻性，減少施工離析而造成局部滲水和粗細集料分層的情況出現。同時，適當提高1.18mm通過率，使集料間隙得到充分填充，并以4.5%作為設計目標空隙率，混合料瀝青飽和度控制在60%～70%，以提高ATB抗疲勞開裂能力，避免行車荷載后剩余空隙率過小而導致結構層承重能力不足。

據以上設計思路，計算出礦質混合料的合成級配，并繪制礦料合成級配曲線，根據設計級配，馬歇爾試件成型。馬歇爾試驗結果如表1所示。

表1 ATB-25混合料馬歇爾試驗結果

2.2 離析控制

混凝土產生離析的原因主要是施工工藝和操作水平不當，包括停機待料、梯形攤鋪速度差，搭接寬度控制不當，過快收斗，不及時碾壓，等等。不規則離析，往往是施工工藝問題，而規則離析，大多是由攤鋪機的性能決定的。

ATB-25由于整體級配較粗，從整個攪拌、運輸及攤鋪過程來看，均容易產生粗、細集料離析狀況[2]。從以往瀝青路面施工經驗來看，拌和設備、混合料裝卸、攤鋪機質量的好壞已成為瀝青路面離析的主要原因。因此，控制這幾個環節成為瀝青攤鋪離析控制的關鍵點。

（1）拌和設備的自動計量系統準確要高，確保逐盤打印差異控制在最小程度。

（2）瀝青混凝土混合料運輸車輛接料時，必須使料車接料斗縱向中軸線對中瀝青拌和樓成品倉開倉口。從拌和機向運料車上放料時，運輸車借料嚴格按照“前—后—中”的順序，每卸一斗混合料挪動一下汽車位置，每裝完一車混合料移動3次位置，盡最大可能減少粗細集料的離析現象。

（3）攤鋪離析是目前路面施工中最容易產生也是最難控制的問題[3]。目前，攤鋪機物料的輸送和分布，由刮板輸送和螺旋分料器2個環節完成。級配混合料中的內摩擦力作用以及物料與輸料螺旋之間的外摩擦力作用，影響著螺旋輸料和二次攪拌的效果。輸料器送料應均勻穩定，將瀝青攤鋪機螺旋喂料器調整到最佳狀態。合理的攤鋪機螺旋分料器應具有良好的攪拌物料的能力，使前期工序產生的物料離析得到有效改善。G15陽茂擴建項目采用大功率的福格勒攤鋪機。對大多數小功率攤鋪機來說，物料的內、外摩擦力作用造成大粒料容易被送往螺旋兩外側，攤鋪寬度增大則離析加重。因此，物料輸料高度應位于螺旋中心上方葉片直徑2/3處。攤鋪機集料斗在刮板尚未露出、尚有約10cm厚的混合料時，開出料車，同時攏料，攏料速度盡量慢且均勻；料斗兩翼復位后，下一輛料車開始卸料。

（4）由于螺旋送料器的工作機理，輸送至遠端兩側的集料較容易離析，且粗骨料集中，積堆后粗骨料滾落底部，造成底部粗集料集中，豎向離析明顯，容易導致底部碾壓不密實、造成滲水。為解決這一弊端，采用在螺旋末端加轉反向螺旋葉片，可減少末端離析狀況。由于攤鋪厚度較厚，螺旋布料器抬高較高，螺旋布料器前擋板離地空隙較大，導致攤鋪前拖時，布料器中料堆粗骨料沿料堆坡面往下滾落，底部粗集料集中，造成豎向離析。對此，可在攤鋪機輸送螺旋的前擋板下部加設柔性擋板。經實操驗證，該操作可有效減少豎向離析現象。前擋板下部加設柔性擋板示意圖如圖1所示。

圖1 前擋板下部加設柔性擋板

2.3 碾壓組合及碾壓工藝優化

陽茂高速擴建拼寬部分攤鋪寬度為7.5m，采用1臺福格勒攤鋪機一次攤鋪成型，按正常攤鋪速度2m/min控制，配套日工5000型瀝青拌和站，完全可以保障連續供料攤鋪。拌和站產能及相應配套運輸車輛數量充足，能保證連續供料、攤鋪，是保障ATB攤鋪均勻、平整度好的重要前提。

（1）設備配置組合?？紤]到一次攤鋪寬度只有7.5m，故前場碾壓設備采用2臺雙鋼輪壓路機（13t）+2臺膠輪壓路機（30t）+1臺雙鋼輪（13t）的壓實設備配置。

（2）碾壓遍數組合。ATB-25熱拌瀝青混合料的碾壓分為初壓、復壓和終壓三個階段。初壓：由2臺雙鋼輪振動壓路機（13t）完成；靜壓1遍，速度擬定3km/h，緊跟攤鋪機碾壓，盡量少噴水，堅持高溫碾壓，壓實溫度控制在140～145℃，不得產生推移、開裂。復壓：開始復壓溫度應在120℃左右，通過復壓達到或超過規定的ATB-25柔性基層壓實度不小于96%的要求；復壓分為兩個階段，分別由2臺雙鋼輪振動壓路機（13t）振壓2遍和2臺輪胎壓路機（30t）碾壓3遍完成，輪胎壓路機速度為擬定5km/h。終壓：碾壓溫度≥70℃。終壓采用1臺雙鋼輪壓路機（13t）；終壓時不得振動，靜壓1遍，速度為擬定5km/h，少數不平整處靜壓增加1遍，直至無明顯輪跡。

（3）碾壓控制要點。以往返一遍計算，共計7遍（雙鋼輪壓路機靜壓1遍、雙鋼輪壓路機振動碾壓共2遍、膠輪壓路機揉搓碾壓共3遍，雙鋼輪光面1遍）的壓實遍數、2km/h左右的碾壓速度可滿足壓實要求。但這三個階段必須緊密銜接，遵循“少量噴水，保持高溫，梯形重迭，分段碾壓”的碾壓原則。

3 檢測結果

針對超厚ATB一次性攤鋪常見的平整度、壓實效果及離析問題，通過上述措施調整和控制，各項措施通過在項目實際生產中進行驗證，均取得很好的預期效果。通過結構層抽芯可看到，芯樣密實、集料分布均勻，各項檢測指標均符合規范及設計要求。

（1）通過攤鋪前場對混合料取樣，進行馬歇爾擊實試驗（擊實溫度為135～155℃），得出瀝青混合料馬歇爾擊實試驗的結果如表2所示。從馬歇爾試驗結果來看，試拌瀝青混合料3.8%油石比的穩定度、流值、空隙率、飽和度、礦料間隙率等技術指標符合規范及設計要求。

表2 馬歇爾試驗結果表

（2）平整度檢測抽取6處，合格率100%。

（3）選取不同各點進行滲水試驗可知，ATB-25瀝青上基層的結構密實性比較好，滲水系數遠小于300mL/min，滲水檢測合格。

4 結束語

ATB柔性基層的施工在高速公路瀝青路面施工中較為常見，傳統施工方法也較為成熟。對于設計厚度大于12cm的超厚ATB的施工，通常采取分層攤鋪的施工方法。一般情況下，采用一次性攤鋪成型工藝，可減少中間黏結層的施工，消除黏結面污染的風險，減少設備周轉的次數，減少施工成本，且大大提高了施工功效。但一次性攤鋪施工若照搬常規厚度ATB的施工工法，存在平整度差、碾壓不密實、豎向離析明顯等質量缺陷風險。通過關鍵施工環節的優化和創新，經驗證，完全可消除類似質量問題，使超厚度ATB柔性基層一次性攤鋪的工藝更趨于完善，值得后續項目推廣應用。