阿爾及利亞GB3(0-20)瀝青砂礫基層施工技術應用

魏凱

（中鐵十四局集團第一工程發展有限公司，山東 日照 276826）

1 工程概況

阿爾及利亞東西高速公路東標段工程包含從Drean（德雷安）互通至突尼斯邊界84km 主線及線外互通工程（該項目穿過安納巴省和塔里夫?。?。中鐵十四局承建段落全長約41km，起點樁號PK339+000，終點樁號PK380+000（包含3#-9#共計7 個互通及原日本公司已完成段落剩余約49km 的路面路肩BAU面層施工）。該工程主線位于安納巴和塔里夫兩省境內，沿線互通區7 個，跨度大，施工安全風險高，互通區跨四個省，分別是康斯坦丁、斯基科達、安納巴和塔里夫省。路面所有涉及互通區路面結構設計為厚30cmGNT+(20-27cm)GB3+6cmBBSG2。設計標準：采用法國技術標準，互通區匝道均采用雙向兩車道，標準路基頂寬為8m；設計時速為60-80km/h。

2 GB3 瀝青砂礫基層(0-20)的特點及適用范圍

GB 法譯文為（Grave bitume），中譯文為（瀝青砂礫碎石）；法國規范標準將瀝青砂礫基層分為三個性能等級（1級、2級和3級），粒度為0-14mm 或0-20mm。該項目互通區基層全部采用GB（0-20）瀝青砂礫，等級為3 級。該基層為連續級瀝青砂礫基層，瀝青混合料由瀝青結合料、粗骨料、細骨料混合拌制而成；瀝青砂礫基層的粒徑組成有很大的連續性；因鋪筑層厚度較厚，鋪筑后的路面表面顯示較粗糙，具有良好的骨架結構、高溫穩定、低溫抗裂、抗滑耐磨等特點；該項目互通區匝道路面基層全部采用GB3瀝青砂礫碎石基層，采用粒徑為(0-3mm)/（3-8mm）/（8-15mm）/（15-25mm）粒度的瀝青混合料。

3 材料組成及技術指標

3.1 骨料

項目瀝青砂礫基層GB3（0-20）中采用了0-3mm、3-8mm、8-15mm、15-25mm 四種規格碎石，碎石均來自蓋勒馬省SAVI EST 碎石場生產；經過監理驗證檢測結果符合規范要求。參照法國規范XP P18-540《骨料-定義-合格性、規格》的技術要求[1]?；旌狭霞壟涫紫葘Ω鳈n原材料級配進行控制，碎石主要控制2D、1.58D、D、(d+D)/2、d、0.63d 這幾個關鍵篩孔的通過量。主要技術指標見表1。

表1 骨料主要技術指標

3.2 瀝青

采用的瀝青來源于ANNABA 港口NAFTAL 公司的40-50 低標號基質瀝青，檢測結果滿足法國規范T65-001《瀝青和瀝青粘合劑·鋪路級瀝青規范》技術要求[2]。主要技術指標見表2。

表2 瀝青主要技術指標

3.3 礦粉

法國規范規定對于礦粉要求0.063mm 篩網通過量不小于70%，檢測結果符合法國規范XP P18-540《骨料-定義-合格性、規格》的技術要求。主要技術指標見表3。

表3 礦粉主要技術指標

4 配合比設計

4.1 設計要求

按照法國規范的規定，熱拌瀝青混合料配合比共分為4 個檔的試驗，第1 檔PCG/DURIEZ試驗；第2檔PCG/DURIEZ試驗、車轍試驗；第3檔PCG/DURIEZ試驗、車轍試驗、復合模量試驗；第4 檔PCG/DURIEZ試驗、車轍試驗、復合模量試驗、疲勞試驗。第1 檔的試驗是每一種熱拌瀝青混合料全部要進行的試驗，其他級別的試驗依據架構層的性能決定。該項目GB3（0-20）基層本質上是連接層，功能是傳遞負載與降低形態改變程度，為此材料應當有較大剛度，應該具有較強的抗疲勞性能，混合料必須密實。所以目標配合比設計按照第4 檔試驗要求進行。

4.2 目標配合比設計

4.2.1 骨料級配

表4 GB 瀝青砂礫基層集料及混合料級配

4.2.2 富有模量

根據法國規范NF P98-138《瀝青混合料路基層瀝青砂礫(定義-分類-特性-生產-施工)》的要求[3]，瀝青砂礫基層每個等級的富有模量值應高于或等于表5 的規定值。實際上就是規定了各種混合料最小的瀝青用量。本標段的瀝青富有模量為2.9，其符合法國技術標準。

表5 富有模量規定值

4.2.3 最佳油石比

級配設定之后，基于項目真實狀況，基于之前的油石比重選擇2 個或者更多的油石比實施PCG 試驗，根據規范和經驗選擇兼顧路面質量和經濟的最佳油石比。經過PCG 試驗結果的比較，最終選擇最佳油石比為4.15%。

4.3 生產配合比驗證

4.3.1 PCG 試驗

法國的旋轉剪切壓實試驗(PCG)類似于英美和我國的馬歇爾試驗，是瀝青混合料最基本的試驗項目。按照法國的NF P 98-138《瀝青混合料路基層瀝青砂礫(定義-分類-特性-生產-施工)》規范規定，該類型瀝青混合料旋轉剪切壓實試驗旋轉次數為120 轉，其對應壓實后的空隙率≤10%。PCG 試驗結果為4.7%，滿足表6 技術要求。利用此試驗能夠計算現場的空隙率，能夠查看抗車轍強度的狀況，還能夠發覺粒料的部分難以依托一般試驗發現的細微變化。為此旋轉剪切試驗能夠用以測驗伴隨時間發展配比的穩固性水平。

1.1資料 選擇從2016年3月~2017年11月在我院急診輸液室發生藥物不良反應的患者117例,其中男性56例,女性61例,年齡11個月~74歲,平均(41.32±4.37)歲,不良反應發生時間為輸液后2 min~55 h,其中<30 min者95例,占81.20%。所有患者均經停藥及對癥處置,11例癥狀嚴重者住院留觀,均于次日出院,未發生嚴重不良反應事件。

表6 空隙率規定值

4.3.2 DURIEZ 試驗

在法國規范體系中是通過DURIEZ 試驗來進行水穩定性驗證。18℃時浸水后的抗壓強度r 和干燥的抗壓強度R 的強度比為0.82，滿足表7 法國規范（NF P 98-138）《瀝青混合料 路基層瀝青砂礫(定義-分類-特性-生產-施工）》的要求。

表7 水穩定性規定值

4.3.3 車轍試驗

在水穩定試驗合格后可進行高溫穩定性驗證試驗，瀝青砂礫基層GB3（0-20）車轍試驗試件厚度10cm，試件空隙率要求≤10%，在60℃環境下在試驗體上加載一個裝有輪胎的車輪的作用進行10000 個循環次數的車轍百分比為3.9%。滿足表8 法國規范（NF P 98-138）《瀝青混合料 路基層瀝青砂礫(定義-分類-特性-生產-施工）》的要求。

表8 高溫穩定性規定值

4.3.4 復合模量試驗

該項目復合模量試驗采用梯形試件兩點彎曲試驗方法來驗證瀝青混合料剛度，通過溫度15℃、頻率10Hz條件下加載，在較小變形的范圍內加荷載。該試驗針對每個基本試驗進行模量(應力和變形的比值)計算，依據時間與溫度兩個要素的內在關聯，能夠繪制某種溫度條件下的有較強合理性的曲線。這種情況下，便能夠掌握在較寬的頻率波譜或比較寬的加載時長中混合料的性能狀況。這4 個試件的檢測均值是10379MPa。滿足表9 法國規范（NF P 98-138）《瀝青混合料 路基層瀝青砂礫(定義-分類-特性-生產-施工）》的要求。

表9 模量規定值

4.3.5 疲勞試驗

疲勞試驗是在10℃溫度、25Hz 加載頻率下，使梯形試塊受到一個恒定的應變。若所施予的用以維持指定應變的應力縮小50%的時候，試塊在多次循環的狀況下被毀壞。此種試驗結果全部體現在對數圖上，不同的成對參數(加載程度，循環數，直到試件破壞)排列在一條疲勞度直線上。在1×106次循環下，直線上所讀出的加載極限值就是抗疲勞強度的特征值為ε6。其測定值為92μdef。符合規范表10 法國規范（NF P 98-138）《瀝青混合料路基層瀝青砂礫(定義-分類-特性-生產-施工）》的要求。

表10 耐久性規定值

以上所列各項試驗構成了法國目標配合比設計的指標評價體系。PCG 試驗驗證密實性，DURIEZ 試驗驗證水穩定性，車轍試驗驗證高溫穩定性，復合模量試驗驗證剛度，疲勞試驗驗證耐久性，其每一項試驗結果都符合法國標準和規范要求，確定該配合比為目標配合比。

5 GB 瀝青砂礫基層的現場施工控制

5.1 施工前準備

墊層CDF 層報檢完成后進行下承層乳化瀝青透層油灑布，灑布時要保證CDF 層表面無污染，清掃干凈，道路表面溫度至少應該超過5℃。使用的黏結料應該是陽離子慢裂瀝青，由65%純瀝青摻配。黏結料在儲存和灑布時，溫度應該保持在50～70℃。透層的基本用量將確定為殘留瀝青1200g/m2。根據基本用量，灑布時允許誤差要求大于5%，小于10%。

在施工之前，CDF 層頂恢復中樁，間距為直線段10m 一點，曲線段5m 一點，在控制樁的外側打入鋼釬，然后牽拉鋼絲繩以控制攤鋪厚度。測量班要根據GB 瀝青混合料的設計上寬度石灰灑出右側邊線，用于指導攤鋪機的行進。根據互通區試驗段得出的松鋪系數為1.23，攤鋪虛鋪總厚度16cm。GB3（0-20）瀝青砂礫基層配合比：0-3mm 機制砂∶3-8mm 碎石∶8-15mm 碎石∶15-25mm 碎石∶礦粉∶40-50mm 瀝青=32.6%∶19.2%∶32.6%∶10.6%∶1.0%∶4.0%。

5.2 混合料的拌和

GB 瀝青混合料使用一臺已標定完的西班牙產Intrame M-260 型瀝青拌和站進行生產。在施工開始及施工中間各取一組混合料試驗做抽提、篩分、PCG試驗，檢驗油石比、礦料級配和瀝青混凝土的物理力學性質。另外，拌和站應對瀝青混合料出廠溫度、集料加熱溫度進行嚴控，不允許有花白料或超溫料現象發生。瀝青溫度在應在155～165℃，集料加熱溫度應比瀝青高10～15℃，混合料出廠溫度在160～175℃，當瀝青混合料溫度低于140℃或者高于175℃應被廢棄。按照相關經驗，干拌時間為10～15s，濕拌時間為35～40s，總的拌和時間不低于45s。拌和完畢的瀝青混合料要確保勻稱，不存在冒青煙、花白料現象，不存在結團或者粗料、細料分離問題。

5.3 混合料的運輸

瀝青混合料的運輸采用25T 以上自卸車，裝料前車箱底板及側板清洗干凈，要涂一層油水混合液來避免瀝青混合料和車斗之間的黏結。瀝青混合料裝入車箱，分三次進行，先裝車箱前部，再裝車箱后部，最后裝車箱中部，以減少瀝青混合料離析現象。在拌和站和施工面之間，自卸車必須覆蓋篷布，在運輸過程中進行保溫和防塵。當料車到達前場時，車輛行駛時的輪胎干凈，沒有污染已施工路面，并且在攤鋪機料斗滾輪前30cm 處停車并掛空擋，依托攤鋪機促使自卸車前行完成攤鋪作業，且確保攤鋪整齊度。

5.4 混合料的攤鋪

GB 瀝青砂礫基層攤鋪采用1 臺德國產福格勒S2100-3 攤鋪機進行攤鋪，單機組裝寬度為5.75m，攤鋪寬度為6m；按照試驗段確定的松鋪系數、路面的縱橫坡度調整好攤鋪機，并在熨平板下面墊與虛鋪厚度一致的方木；攤鋪機在工作以前事先0.5h 左右將熨平板預熱，溫度控制在100℃以上；調整好螺旋布料器的高度，以瀝青混合料料位略高于螺旋布料器2/3 為宜，避免攤鋪時的離析現象。在攤鋪作業進行之前施工現場有最少五輛的料車，確保攤鋪的持續作業，攤鋪機速度控制在1.5～6m/min，并盡量避免中途停頓，以提高平整度，攤鋪機后跟有人工進行邊角及坑槽處理，攤鋪過程中加強對松鋪厚度、攤鋪寬度、攤鋪溫度及橫坡的檢測，混合料的攤鋪溫度范圍控制在140～160℃。攤鋪帶應該停止在同一個橫斷面上，避免在關鍵區域小半徑曲線上出現停車的情況，已確保汽車駕駛人員的安全。如果攤鋪期間出現降雨情況應當馬上暫停攤鋪，將沒有碾壓到位的混合料全部清理。被雨淋濕的混合料應該視為廢料，不可使用到路面攤鋪作業中。

5.5 混合料的碾壓

瀝青混合料的碾壓是重要的環節，選擇科學合理的組合方式。GB 瀝青砂礫基層試驗段的碾壓采用1臺徐工XP262 膠輪壓路機及1 臺寶馬BW203AD-4 雙鋼輪壓路機。瀝青混合料的壓實按照“低幅、慢壓、緊跟、高頻”的準則，依照由輕到重、由低到高、由靜到振、由慢到快的次序加以碾壓。應從外面向中間進行碾壓，材料的碾壓在攤鋪之后直接進行，保證作業組的跟進長度為最小。碾壓分為三個階段，初壓1 遍為雙鋼輪壓路機前進靜壓后退振壓，初壓在瀝青混合料溫度不低于140℃進行，碾壓速度2～3km/h，使路面不產生推移和裂紋。復壓的目的是提高密實度，復壓采用膠輪壓路機碾壓9 遍，混合料溫度不低于130℃，碾壓速度3～5km/h，達到壓實度并無明顯輪跡。終壓采用雙鋼輪壓路機靜壓2 遍，碾壓溫度不低于100℃，碾壓速度3～6km/h，最終消除瀝青混合料的內應力和輪跡印，提高路面平整度。

5.6 施工縫處理

水平方向的接縫都使用平接縫方式。以3m 直尺對平整程度進行檢驗，在其沒有完全冷卻處于攤鋪前端的直尺呈現為懸臂形態，攤鋪完成的面層和直尺相接觸的位置確定接縫地點，使用切割機將其割平整之后鏟掉；之后攤鋪的時候應當仔細打掃接縫斷面，涂抹恰當數量的黏層油，攤鋪機熨平板由接縫的位置開始攤鋪，壓實的時候首先以雙鋼輪實施水平方向的碾壓，伸到新攤鋪面層15cm 處，然后每壓一遍向新鋪路面移動15cm，直至壓路機全壓在新鋪路面上為止，再進行縱向碾壓。

5.7 施工控制措施

5.7.1 抽提試驗和旋轉壓實試驗

試驗工作者通常每天施工的過程中進行1 次或1次以上的取樣，實施級配試驗、瀝青比例試驗、室內旋轉壓實試驗，使用蠟封法對試件空隙率與密度進行檢測，依據瀝青占比核算此批次瀝青混合料在理論層面的密度，作為壓孔隙率評判的重要根據。

5.7.2 瀝青混合料出廠時、到場時及攤鋪時的溫度檢測

瀝青混合料的出廠溫度通過在料車車廂側板中部的測溫孔，將瀝青檢測溫度計插入混合料中，使之達到至少20cm 的深度，3min 后讀數記錄料溫；到現場攤鋪時的溫度檢測有專人負責，如果發現超過200℃或以上的混合料為廢料，不能運輸到施工現場攤鋪。

5.7.3 瀝青含量的檢驗和級配的檢驗

瀝青混合料樣品的選擇和檢測是拌和期間對質量進行管控最重要的兩個內容。為此唯有經過取樣與檢測所獲取的數據才能夠表明產品與要求一致與否，一定要依照有關流程進行取樣與檢測，保證檢測結果可以客觀體現混合料的性能與品質。在選擇瀝青混合料樣品的時候，具體包含取樣頻次、地點、要進行檢測的內容，這種要求通常依照生產量所設定的取樣頻次較為科學。

5.8 瀝青混合料拌和過程中易出現的異常現象分析及對策

產生廢料：此種問題通常出現在每日開拌的最初幾鍋，或由于拌和遇到問題機器暫停之后再次重新開動，這大部分情況下是因為骨料溫度升高未達到所要求的溫度，并且計量系統沒有運行到正常形態。處理的方法是恰當縮減進入拌和滾筒的數量，且提升加熱的溫度；確保在拌和的時候，粗細集料所加熱的溫度比要求數值略高。產生花白料：產生因素是未全部將塵土清除、拌和時間不夠、拌和料溫度過低，致使細粉太多。處理的方式是提升集料加熱的溫度，或恰當增長拌和時長，或降低礦粉的使用數量，或對除塵系統進行查看并第一時間采用科學舉措。若發現有混合料超顆粒產生，一般是因為振動篩上直徑最大的孔的篩網出現毀壞或直徑過大的顆粒由邊框空隙下降到下部篩網。處理的方式是對振動篩進行全面檢測，調節冷料的上料效率。若產生枯料：一般情況下是集料中細集料占比過高導致的，致使烘干筒中的細集料加熱溫度盡管符合有關要求，然而粗集料溫度比要求數值高出過多。若產生混合料表面色澤不理想的問題：一般是由于瀝青加熱溫度過高，油的溫度不低于185℃的瀝青容易出現老化問題，若使用老化的瀝青進行混凝土路面施工，會導致路面的耐久性大幅下降，減短瀝青路面運用時間；為此應當對瀝青加熱溫度進行嚴控，避免類似事情的發生。

6 結語

本文通過結合阿爾及利亞東西高速公路東標段互通區路面工程，對GB3瀝青砂礫基層的施工進行了闡述。GB3瀝青砂礫基層在國內尚未使用，GB3瀝青砂礫基層在歐洲使用的范圍越來越廣，并且在互通區匝道上施工得到了應用及認可，隨著阿爾及利亞高速公路的發展，會在越來越多的互通區匝道等路段得到廣泛應用。希望對今后類似高速公路路面施工提供借鑒及參考意義。