ARHM-13橡膠瀝青混合料配合比設計性能及施工技術研究

楊滿紅

(甘肅中交華強工程建設有限公司)

1 工程概況

本項目工程路面施工樁號為k30+000--k48+560，全長26.990km，涵蓋KTJ01、KTJ02 兩個標段路基，包括互通區、服務區、連接線等。主要施工內容為水泥穩定碎石底基層、水泥穩定碎石基層、瀝青下面層、中面層、上面層、土路肩加固、中央分隔帶排水、培土等工程。本項目合計約117 萬噸水穩混合料和43.7 萬噸瀝青混合料。

路面計劃施工工期15個月。

2 工程試驗段施工

為確保施工質量滿足要求。本工程施工前對某路段面層進行試驗。本次ARHM-13 上面層試驗段施工樁號為K25+840-K26+147右幅，長度307m，攤鋪寬度15.25米。試驗段施工日期：2020年8月15日。

工程試驗段施工目的：

⑴驗證ARHM-13 瀝青混合料與生產配合比的目標配合比。

⑵驗證ARHM-13 瀝青混合料機械設備和人員組成合理性。

⑶驗證ARHM-13 瀝青混合料拌合工藝主要有：拌合樓投料情況，拌合容量，拌合溫度，拌合時間等。

⑷驗證運輸車輛配置及相應ARHM-13 瀝青混合料保溫措施。

⑸驗證ARHM-13 瀝青混合料攤鋪工藝，主要包括：攤鋪機梯次作業情況，料車卸料方式、攤鋪溫度、攤鋪速度、初步振搗和夯實的方法和強度，熨平預熱方式和溫度，厚度控制機找平方式等。

⑹驗證ARHM-13 瀝青混合料的碾壓工藝，主要包括：碾壓機具組合方式、壓實順序、碾壓速度及遍速、碾壓溫度等。

⑺對各階段ARHM-13 瀝青混合料的溫度控制參數進行驗證，對混合料的鋪設系數進行驗證。

⑻驗證ARHM-13瀝青混合料施工縫處理方法。

⑼根據施工不足之處進行分析總結及改進，實現創優目標。

3 原材料及配合比設計

為進一步增加ARHM-13 的鋪裝構造深度，降低運行過程中因重載交通流量造成的構造深度衰減[1]，同時進一步強化ARHM-13 的骨架作用，項目部在ARHM-13 的生產配合比設計時，不摻入4～6mm 的顆粒。設計比例為：11～17mm:6～11mm:0～4mm:0 礦粉=39%:36%:15%:10%，見表1、表2。

表1 ARHM-13生產配合比級配設計結果

表2 ARHM-13生產配合比設計結果及性能指標

4 施工方案

4.1下承層檢查、清理

下承層工作面在施工前由項目部會同監理辦、技術咨詢服務單位進行步檢，在施工路段兩端設置標志牌，禁止非施工車輛和行人通行的同時，對出現漏灑的部位進行補灑。

4.2測量放樣

用于攤鋪機控制標高和找平的非接觸式平衡梁用于攤鋪機的兩側。攤鋪時在攤鋪機前面設專人檢查浮動梁探頭下方的工作面并及時進行清理，以防止出現誤差[2]。

4.3混合料拌和

在生產前，安排人員檢查拌和樓及其附屬裝置。混合料拌和采用瑪連尼MAT440 拌合樓進行集中拌和，每鍋料產量為5000kg 左右。SMA 混合料拌合時集料用裝載機送入拌和樓的冷料倉內，按照生產配合比采用電腦控制，自動加入各種集料、礦粉、纖維和瀝青的數量，拌合過程投料順序為：先添加粗集料、細集料、木質素纖維進行干拌，再添加瀝青與礦料先接觸，中途再添加礦粉進行濕拌，纖維投料根據每盤混合料產量采用型號為FM-7000 專用投料機預先稱重計量再風送投放至拌鍋的方式[3]。

4.3.1拌和時間

按施工方案和試拌結果控制本試驗段的拌和時間：其中干拌時間定為12s，濕拌不低于40s，基本每盤的制作周期都在85s以上。

4.3.2拌合溫度

本次ARHM-13 試驗段瀝青加熱溫度(165℃～175℃)控制在170℃；集料加熱溫度(190℃～220℃)控制在195℃左右；出料溫度控制在180℃～185℃，最高不超過195℃。

4.3.3內場出料檢查

內場專人觀察出料情況，對混合料溫度、混合料均勻性、花白料、混合料過油或過干進行檢查，本次試驗段拌和期間，混合料均無異常。

4.4混合料攤鋪施工

本次試驗段運距約10km，共投入15 輛30t 自卸汽車，運輸車輛均經過保溫改裝，并覆蓋定制雙層夾棉篷布。運輸車運送至現場時間約30min，為確保連續拌合及連續攤鋪施工，拌合站等待裝料料車至少需要3 臺，施工現場等待卸料車至少需要5臺，現場攤鋪為2臺，根據拌合樓生產能力250t/h計算，15min約62.5t，途中行駛車輛為2 輛，加上拌合樓及施工現場料車，本次試驗段最少料車需要數量為12輛，我部投入料車15輛，可滿足生產需求，后期若運距增加，再行增加料車數量。

4.4.1攤鋪準備

攤鋪前，操作人員在對攤鋪機易故障點進行排查處理的同時，對熨平平板進行拉線復核，確保熨平水平開始攤鋪施工，熨平加熱溫度不低于100℃[4]，相關指標見表3；雙鋼輪壓路機在每日施工結束后進行涂油維護，減少銹蝕，壓路機先在土工布上來回滾動，直到試驗段開始前將鋼輪上的油漬、銹蝕去除。

表3 ARHM-13橡膠瀝青混合料施工溫度控制

4.4.2攤鋪方式

本次試驗段攤鋪采用梯次攤鋪2 臺福格勒攤鋪機，由大樁號向小樁號方向搭接寬度約10 厘米的兩臺攤鋪機，前后間隔約3 米。攤鋪施工厚度為4cm，寬度為15.25m，根據試鋪結果，試驗段暫采用松鋪系數1.21，松鋪厚度為4.85cm。攤鋪對高程、厚度和平整度的控制采用非接觸式平衡梁。

攤鋪機攤鋪速度要慢，攤鋪均勻，不能間斷，攤鋪速度和震動頻率不能隨意調整，在正常運行中是禁止的。在螺旋兩端，增加反向葉片，使混合物的二次攪拌更加均勻，以防止混合物在攤鋪機兩側的離析[5]。本次試驗段只對收工進行了一次停機。攤鋪機料門開度，鏈板式供料器轉速與略高于螺旋式供料器2/3 的螺旋式供料器轉速相匹配，全寬范圍內熨平擋板前混合料高度一致。

4.4.3碾壓

⑴碾壓準備

本次工程試驗段施工共投入7 臺雙鋼輪振動壓路機，施工前對壓路機進行檢查，壓路機運轉均正常。起步位置鋪油布，并在輪胎上涂色拉油。為防止鋼輪碾壓出現滴水漫流的現象，施工前安排維修人員對壓路機噴水流量進行了調試，將噴水檔位設置為4 檔，效果基本良好，不會產生明顯的噴水漫流現象。

⑵壓實工藝

通過兩種碾壓方式的對比，選擇更優的方案，從而對后續大面積的大面積施工進行指導。上層壓路機項目部計劃投入初壓2 臺、復壓4 臺、終壓1 臺共7 臺13T重雙鋼輪振動壓路機。ARHM-13 常規段落擬采用的碾壓工藝如表4和表5所示。

表4 ARHM-13ARHM-13橡膠瀝青混合料碾壓方案1

表5 ARHM-13ARHM-13橡膠瀝青混合料碾壓方案2

復壓采用“同進同退”的方式緊隨、少水、高頻率、低幅面碾壓，壓路機在碾壓時車輪朝攤鋪機方向，由外側往中心方向碾壓，而在超高路段則由低往高方向碾壓，行駛車輪應由低處往高處碾壓在坡道上。不得突然改變碾壓路線和方向，減速慢行，禁止壓路機起步或停車制動。壓路機回折時，不可在同一橫截面上回折。

碾壓過程中安排現場施工負責人采用通話機對每個操作工進行實時指導、管控，確保碾壓工藝按照既定的計劃進行實施。

4.5接縫處理

4.5.1縱向施工縫

采用兩臺攤鋪機梯隊攤鋪產生的縱向接縫為熱接縫。攤鋪時，前后兩臺攤鋪機之間的間隔控制在3～5米以內，避免縱向接縫溫度散失過快，并留10～20cm 寬的已鋪混合料部分在前面作后高程基準面暫不碾壓，并有5cm～10cm 左右的攤鋪重疊，以熱接縫的形式作跨接碾壓，以消除接縫痕跡。如果兩臺攤鋪機間隔距離較短，可以采用碾壓的方式進行一次作業。

4.5.2橫向施工縫

上層橫向施工縫全部采用平縫和接茬的方式，攤鋪結束后用三米直尺沿縱向位置，攤鋪段端部的直尺呈懸臂狀，以攤鋪層與直尺脫離接觸定出接縫位置，對端部或層厚不足的部分，人工用鎬刨去，繼續攤鋪時，在攤鋪層鋸切時留灰漿擦洗干凈，涂上少量粘層瀝青，攤鋪時，將攤鋪層鋸切后留由接縫處開始攤鋪攤鋪機熨平，攤鋪前要將熨平提前0.5～1H 預熱至不低于100℃，預熱甚至軟化原壓實的部分；用鋼壓路機在碾壓時進行橫向壓實，以每次寬度20 厘米為宜，直至全部壓在新鋪面上，從先鋪路面的跨縫逐步向新鋪面層移動。應對縫合處的平整度進行碾壓后的檢測，對達不到要求的部位及時進行處理，保證縫合處的平整。

5 結論

通過此次上層試驗段施工，我部在對下層ARHM-13橡膠瀝青厚度、高程、寬度、橫向坡度等各項數據進行檢測分析的同時，按照設計及相關規范要求，對瀝青用量、壓實度、平整度、彎沉度等項目進行了檢測，檢測結果均符合設計及規范要求。根據工程施工監控的所有數值顯示都達到了預期的設計和規范要求，總結出的所有數據都能在未來的一段時間內對下層的大面積道路施工建設起到指導作用。