高速公路下面層AC-20C道路石油瀝青混合料施工技術研究

摘要 作為高速公路路面的重要組成部分，下面層AC-20C道路石油瀝青混合料的施工質量直接關系路面的使用性能與安全性，文章以某高速公路實際施工為例分析了AC-20C瀝青混合料的材料特性，然后詳細研究了其施工技術，包括施工工藝流程、關鍵施工參數的控制、施工過程中的質量檢測與控制等，以期為高速公路下面層AC-20C道路石油瀝青混合料的施工技術提供有益參考。

關鍵詞 AC-20C；石油瀝青；施工技術

中圖分類號 U416 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）16-0109-03

0 引言

在高速公路的結構設計中，下面層AC-20C道路石油瀝青混合料扮演著至關重要的角色。它不僅承受著車輛的垂直壓力，還需應對復雜的自然環境和長期使用過程中的性能衰減。因此，如何確保AC-20C瀝青混合料的施工質量，成為高速公路建設中亟待解決的問題。該文旨在深入探究高速公路下面層AC-20C道路石油瀝青混合料的施工技術，通過某高速公路實際施工，探討施工過程中的關鍵技術與質量控制措施，為同類工程提供借鑒與參考。

1 材料

1.1 集料級配

AC-20C型級配是瀝青路面下面層常用的一種級配類型。在礦料級配設計時，AC-20C型級配的關鍵篩孔4.75 mm的通過率控制在小于45%的范圍內。AC-20C型級配采用較粗的骨料和適量的細骨料，形成了一種骨架密實型結構。這種結構具有良好的抗剪強度和穩定性，能夠有效抵抗車輪荷載引起的剪切應力。同時，較粗的骨料還能增加路面的耐磨性和抗滑性，提高行車安全性。

在實際應用中，AC-20C型級配也需要注意一些問題。由于粗骨料的含量較高，瀝青混合料的和易性相對較差。在施工過程中需要嚴格控制混合料的拌和和壓實溫度。AC-20C型級配對瀝青的質量要求較高，需要選擇性能穩定的優質瀝青。為更好地滿足路面性能要求，還可以在AC-20C型級配的基礎上進行優化設計。例如，可以通過調整骨料的粒徑分布和比例，進一步提高混合料的力學性能；還可以考慮引入改性瀝青等新型材料，提高瀝青路面的抗老化性能和環保性能。

1.2 集料

在制備采用石灰巖軋制的碎石時，必須使用大型聯合碎石機，其破碎級數不得少于三級，且在破碎過程中，反擊破的級數應至少達到兩級。這樣的破碎流程可以確保得到的碎石顆粒形狀接近立方體，以滿足工程應用的特定需求。石灰巖的物理性質使其在破碎過程中展現出良好的可塑性和破碎效果，從而保證了碎石的均勻性和穩定性。石料壓碎值應不大于26%，吸水率不大于3%，軟石含量低于5%。

1.3 填料

為確保混凝土的質量和性能，應選用黏附性等級較高的優質石灰巖作為原料，經過精細打磨加工后制成礦粉。在此過程中，必須嚴格避免使用拌和樓回收的粉塵，因為這類粉塵可能含有雜質，對礦粉的質量產生不利影響。此外，所使用的礦粉必須保持干燥和清潔，以確保其能夠充分發揮作用，提高混凝土的強度和耐久性。瀝青下面層用礦粉質量技術要求表觀相對密度大于2.5，含水量小于1%。詳見表1所示。

2 瀝青混凝土配合比設計

2.1 目標配合比設計

根據工程設計的具體要求，必須對礦料的級配范圍和各礦料的組成比例有明確的了解。利用計算機或圖解法的先進工具，基于篩分結果，精確計算各礦料的用量。這一步驟將確保各種礦料可按照最佳比例混合，實現設計的性能要求。為滿足工程設計需要，在設計級配范圍內設計三組不同粗細的配合比，并據此繪制設計級配曲線。這將提供多樣化的選擇，以便根據實際情況選擇最合適的級配方案。在選擇瀝青用量時，應綜合考慮材料的性質、工程要求以及環境因素，所選的瀝青用量既滿足性能要求，又要符合經濟性和可持續性的原則。在驗證設計級配的有效性時，制作幾組不同級配的馬歇爾試件，并測定其空隙率（VMA）。通過對比分析，初選一組滿足或接近設計要求的級配作為最終的設計級配，確保設計在實際應用中能夠達到預期效果，并為后續的施工和維護提供有力支持。

2.2 生產配合比設計

在二次篩分流程完成后，從各個熱料倉中取得礦料樣品，再次進行篩分。根據篩分后的數據，計算每個熱料倉中礦料和礦粉的用量比例，這些關鍵數據將直接供給拌和機的控制室，以確保混合料的精確配制。為保持供料的穩定和均衡，精選篩孔的尺寸和安裝角度，并對冷料倉的進料比例進行相應調整。在選取油石比時，依據目標配合比設計的最佳油石比OAC，并考慮在其±0.3%的浮動范圍內進行馬歇爾試驗和試拌。試驗結果與目標配合比設計之間的微小差異應嚴格控制在±0.2%以內，保證質量控制效果。根據已確定的生產配合比，利用室內小型拌和機制作瀝青混合料試件，并對其進行殘留穩定度測試。

2.3 生產配合比驗證

根據生產配合比進行試拌操作，在試鋪段進行實地鋪筑，并采集試鋪過程中使用的瀝青混合料樣品。這些樣品經過了馬歇爾試驗檢驗、瀝青含量測定和篩分試驗，以全面評估其性能。只有當所有技術指標均符合或超越預期標準時，才能確定該配合比為正常生產的標準配合比。這一配合比不僅確保了礦料級配的合理性，還特別關注了幾個關鍵篩孔尺寸，如0.075 mm、2.36 mm、4.75 mm及公稱最大粒徑。這些篩孔的通過率被優化，以接近優選的工程設計級配，從而在確保工程質量的同時，提高施工效率。在設計過程中，應特別注意避免在0.3～0.6 mm范圍內出現“駝峰”，這是一個常見的質量問題，可能會影響混合料的穩定性。通過精心設計和調整，可以成功避免這一問題，進一步增強瀝青混合料的性能。

3 瀝青下面層施工

在大規模施工瀝青下面層之前，試鋪路段的施工是必不可少的環節。這一步驟的主要目的是通過實際操作驗證瀝青混合料的組成設計是否滿足工程要求，以及確保施工機械和設備在實際操作中的性能達到預定標準。需要根據已經合格的瀝青混合料組成設計，然后充分考慮施工條件、材料特性以及機械設備等因素，制定詳細的試鋪路段鋪筑方案，并使用經過調試且滿足施工要求的機械設備進行鋪筑。試鋪路段的選址一般選擇在主線的直線段進行，長度至少為300 m。

通過試鋪路段的施工，可以及時發現并解決潛在的問題，為后續的大規模施工提供有力的技術支撐和經驗借鑒。這一步驟的嚴格執行，對于確保整個瀝青下面層施工的質量和安全具有至關重要的意義。

3.1 瀝青混合料的拌制

（1）瀝青混合料的施工溫度控制范圍見表2所示。

（2）拌和樓控制室必須實時打印并記錄每一批次的瀝青和各種礦料的用量，以及相應的拌和溫度。這些數據不僅有助于監控生產過程，還能在出現問題時提供有力的依據。同時，為保障這些數據的準確性，控制室必須定期對拌和樓的計量系統和測溫設備進行校驗和調整，確保其處于良好的工作狀態。對于未能配備材料用量和溫度自動記錄裝置的拌和機，由于其無法提供必要的施工數據保障，應嚴禁使用。

（3）拌和時間的長短需基于試拌結果進行確定，以確保所有集料顆粒都被瀝青混合料充分裹覆，且瀝青混合料的拌和應達到均勻一致，無花白料現象。為保證混合料的質量，建議濕拌時間應不少于30 s，而干拌時間則應在5～10 s之間。

（4）在生產過程中，工作人員需要時刻保持警惕，密切注意混合料的均勻性，并對任何異常現象進行及時的分析和處理。例如，混合料是否出現花白、冒青煙或離析等不良情況。一旦發現這些問題，經確認是質量問題的，應立即廢棄相關混合料，并采取有效的糾正措施以防止問題進一步擴大。

對于油石比這一關鍵參數，其與設計值的允許誤差應嚴格控制在-1%～+2%的范圍內，以確保施工質量的穩定性。

3.2 瀝青混合料的攤鋪

（1）為最大限度地提高路面的平整度，必須確保攤鋪過程連續且穩定。攤鋪機的操作速度是一個關鍵因素，需要根據多個變量進行調整，包括拌和機的產量、施工現場可用的機械設備、攤鋪的厚度和寬度等。通常，攤鋪速度應控制在每分鐘2～3 m之間，以確保攤鋪過程既緩慢又均勻，且不會中斷。禁止隨意加速攤鋪幾分鐘，然后停機等待下一批材料的行為，施工團隊應確保有足夠的材料和設備以支持連續作業。此外，應實施分批輪換的用餐制度，確保攤鋪工作不會中斷。最佳實踐是每天工作結束后只停機一次，這樣可以最大限度地減少停機次數，進一步提高路面的平整度。

（2）針對下面層的攤鋪厚度控制，應采用鋼絲引導的高程控制方式[1]。此方法的關鍵在于使用扭繞式鋼絲，其直徑必須至少達到6 mm，同時保證鋼絲的拉力穩定在800 N以上。為維持鋼絲的穩定性，應每隔5～10 m設置一個支架，并使用細鋼絲對鋼絲繩進行綁扎，以防止其滑落。

在實施攤鋪施工過程中，應采用兩臺攤鋪機協同作業的方式，以提高施工效率和質量。具體布局如下：靠近中央分隔帶的一臺攤鋪機將置于前方，在其左側架設鋼絲，并在攤鋪機上安裝橫坡儀，以精確控制攤鋪層的橫坡，確保路面的平整度和排水性能；緊隨其后的另一臺攤鋪機則在其右側架設鋼絲，而左側則會在已攤鋪好的層面上使用“雪撬”進行作業，以確保新舊材料之間的緊密結合，減少接縫處的質量隱患。

為進一步提高攤鋪質量，將兩臺攤鋪機所形成的攤鋪層縱向接縫設計為斜接縫。這種設計可以有效減少接縫處的應力集中，避免產生明顯的縫痕。兩臺攤鋪機之間的距離應控制在10 m以內，并確保其搭接寬度不小于20 cm。在橋梁（隧道）與路基的銜接階段，為確保高程控制的連續性和精度，建議在300 m的范圍內使用鋼絲引導的高程控制方式。

（3）對機器進行調整使攤鋪機達到最佳工作狀態。在調整過程中，如果混合料的高度不一致，可能會導致攤鋪層出現離析，即不同粒徑的集料在攤鋪層中的分布不均勻，從而影響路面的質量和性能。為避免出現離析現象，需要定期檢查和清理螺旋布料器和熨平板，確保不存在雜物或殘留物。這些措施共同確保了攤鋪機的最佳工作狀態，從而生產出高質量、均勻的瀝青混合料攤鋪層。

3.3 瀝青混合料的壓實成形

壓路機的適宜碾壓速度隨初壓、復壓、終壓及壓路機的類型而異，可按表3所示選用。

3.4 施工接縫處理

（1）縱向施工縫。在兩臺攤鋪機梯隊聯合攤鋪時，縱向接縫宜采用斜接縫[2]。在已攤鋪的混合料部分留下10～20 cm寬的區域，暫不進行碾壓，作為后續高程的基準，確保新鋪設的混合料與前一層至少有15 cm的重疊。通過跨接縫碾壓的方式，以熱接縫形式消除縫跡。若條件允許，進行一次碾壓即可。此外，上下層之間的縱縫應至少錯開15 cm。

（2）橫向施工縫。在處理橫向施工縫時，一致采用平接縫工藝[3]。在施工過程中，使用3 m直尺沿縱向放置在已完成的攤鋪段端部。當攤鋪層與直尺不再接觸時，可確定接縫的具體位置。接下來，使用鋸縫機在確定的接縫位置進行整齊切割，并清除多余的混合料。在繼續攤鋪新層前，務必徹底清除鋸切過程中產生的灰漿，以確保新舊層之間的良好結合。然后，在接縫處涂抹適量的黏層瀝青，有助于增強新舊層之間的黏附力。開始攤鋪新層時，應從接縫處著手，并使用鋼筒式壓路機進行橫向壓實。在壓實過程中，壓路機應從已鋪路面上的跨縫逐漸移向新鋪的面層，確保新舊層之間實現無縫連接。

4 結論

該文通過深入了解了施工過程中的關鍵技術要素和質量控制措施，發現：AC-20C瀝青混合料的選用對于高速公路下面層的建設至關重要，其良好的抗車轍性、耐久性和穩定性，使得其成為高速公路建設的理想選擇；施工技術對于確保施工質量與效率具有決定性作用，在拌和、攤鋪和壓實等關鍵環節中，采用先進的施工設備和工藝，嚴格控制各項參數和操作過程，可以確保施工質量的穩定性和均勻性。綜上所述，AC-20C道路石油瀝青混合料施工技術可成功應用于高速公路的下面層的建設，該技術能夠有效提高路面的質量，為高速公路的安全、舒適和長期使用提供了有力保障。

參考文獻

[1]劉富強，孫巧紅，楊三強，等.新疆天之澤90 A道路石油瀝青及混合料性能研究[J].重慶理工大學學報（自然科學），2023（7）：177-183.

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[3]王曉亭.路橋工程中瀝青混合料的試驗檢測分析[J].黑龍江交通科技，2022（11）：47-49.