李令奇

摘要：目前大粒徑瀝青碎石混合料柔性基層作為新技術(shù)、新工藝在國內(nèi)多條高速公路中已得到應(yīng)用，其合理的混合料組成和優(yōu)越的強(qiáng)度形成理論有效的防止了路面面層反射裂縫的發(fā)生，增加了路面結(jié)構(gòu)的抗變形能力和耐久性?，F(xiàn)結(jié)合山東省榮成至文登高速公路工程，總結(jié)大粒徑瀝青碎石混合料柔性基層在新建高速公路中的應(yīng)用，通過對(duì)強(qiáng)度形成理論、配合比、施工工藝等方面的具體分析，為大粒徑瀝青碎石混合料柔性基層的施工做出探討，以期總結(jié)出一套合理的施工方案。

關(guān)鍵詞：高速公路；大粒徑瀝青碎石混合料；柔性基層；工藝探討

中圖分類號(hào)：U416.217 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674—3024（2016）11—07—02

引言

現(xiàn)在瀝青混凝土路面基層多采用半剛性基層，其具有整體性好，強(qiáng)度高，剛度大，水溫溫定性好，經(jīng)濟(jì)效益佳的特點(diǎn)。但由于半剛性基層瀝青混凝土路面容易發(fā)生裂縫和嚴(yán)重的水損壞等病害，這也成了當(dāng)前公路建設(shè)的頑疾。為了更好的解決這一頑疾，人們開始使用柔性基層技術(shù)，此結(jié)構(gòu)具有很強(qiáng)的柔性和變形能力，作為應(yīng)力消散層，大大延緩了路面反射裂縫的發(fā)生，并且其較大的孔隙率有良好的排水性，增強(qiáng)了水穩(wěn)定性。

1工程概況

榮成至文登高速公路是國家高速公路網(wǎng)榮成至烏海線起始路段，也是山東省“五橫一環(huán)”公路網(wǎng)框架中的重要組成部分。榮文高速設(shè)計(jì)車速為100km/h，雙向四車道，路基寬度為26米，路面結(jié)構(gòu)如下：18cm水泥穩(wěn)定砂礫（摻40%碎石）底基層+36cm水泥穩(wěn)定碎石基層+10cm透水性大粒徑瀝青碎石柔性基層+6cm中粒式瀝青混凝土下面層（AC-20-1）+4cmSMA瀝青混合料上面層。

2大粒徑瀝青碎石混合料柔性基層強(qiáng)度理論

大粒徑瀝青碎石混合料的結(jié)構(gòu)比較松散，礦料顆粒較粗，尺寸較均勻，混合料形成了骨架空隙結(jié)構(gòu)，強(qiáng)度主要由礦料間的嵌擠力和內(nèi)摩阻力組成，瀝青與礦料的粘附力及瀝青自身的粘聚力次之，所以其屬于嵌擠型混合料。嵌擠型混合料中嵌擠力和內(nèi)摩阻力的大小，主要取決于礦料的尺寸均勻度、顆料形狀及表面粗糙度。礦料尺寸較大、顆粒均勻、有棱角、表面粗糙時(shí)，所組成的混合料具有較大的嵌擠力和內(nèi)摩阻力。根據(jù)其力學(xué)特征可知其具有表面強(qiáng)度理論和膠漿強(qiáng)度理論兩種，這里主要以表面強(qiáng)度理論為主，即大粒徑瀝青碎石混合料形成了良好的石一石接觸，發(fā)揮骨架作用。

3大粒徑瀝青碎石柔性基層施工方案

3.1確定配合比

根據(jù)設(shè)計(jì)文件要求進(jìn)行試驗(yàn)室目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)，首先確定礦料最大粒徑，然后根據(jù)級(jí)配理論和實(shí)際需要確定礦料的級(jí)配范圍，用正規(guī)方程法計(jì)算礦料級(jí)配：最后根據(jù)瀝青用量規(guī)范給定的范圍和以往工程經(jīng)驗(yàn)，估計(jì)瀝青用量，并以該估計(jì)值為中值，以0.5%為步長(zhǎng)上下變化瀝青用量，取5個(gè)不同的瀝青用量制備馬歇爾試驗(yàn)的試件。按規(guī)定的試驗(yàn)溫度和試驗(yàn)方法進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，測(cè)定混合料的穩(wěn)定度、流值、密度；并計(jì)算壓實(shí)后混合料的剩余空隙率、飽和度及礦料間隙率。

完成目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)后，即進(jìn)入生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)階段。用間歇式拌和機(jī)拌和瀝青混合料時(shí)，將兩次篩分進(jìn)入各熱料倉的礦料取樣篩分，計(jì)算礦料的配合比比例，并用目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)階段確定的最佳瀝青用量的±0.5%進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果決定各熱料倉的材料比例，并調(diào)整最佳瀝青用量，供拌和機(jī)控制室使用，同時(shí)反復(fù)調(diào)整冷料倉比例以達(dá)到供料均衡。

最后進(jìn)入生產(chǎn)配合比驗(yàn)證階段，即按生產(chǎn)配合比及最佳瀝青用量上下浮動(dòng)0.3%，共3個(gè)瀝青含量進(jìn)行拌和并取樣做馬歇爾試驗(yàn)，隨后鋪筑試驗(yàn)段，試驗(yàn)段結(jié)束后，鉆芯取樣三組，進(jìn)行馬歇爾試驗(yàn)，與拌和時(shí)三次試驗(yàn)結(jié)果比較，并調(diào)整使之更接近目標(biāo)配合比。根據(jù)調(diào)試結(jié)果得出生產(chǎn)配合比為：6#倉：5#倉：4#倉：3#倉：2#倉：1#倉：石灰粉=9：30：30：15：7：8：1。瀝青為MAC-70#改性瀝青，油石比為3.2%。

3.2施工放樣

在已驗(yàn)收合格的基層上，先安裝內(nèi)外側(cè)路緣石：然后在路緣石外側(cè)沿路幅縱向每10m（曲線段每5m）左右兩側(cè)釘設(shè)高程控制樁（鐵立竿），掛Φ4鋼鉸線作為玄線，用緊線器拉緊、錨固后作為攤鋪機(jī)行走的導(dǎo)向線和攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時(shí)的高程控制線；前行攤鋪機(jī)一側(cè)感應(yīng)器置于鋼鉸線上，一側(cè)感應(yīng)器置于中間用支架固定并高度可調(diào)的鋁合金導(dǎo)梁上，鋁合金導(dǎo)梁的高度根據(jù)橫坡度用水準(zhǔn)儀控制進(jìn)行調(diào)節(jié)；后進(jìn)攤鋪機(jī)內(nèi)側(cè)感應(yīng)器置于已鋪筑上基層面上，外側(cè)感應(yīng)器置于鋼鉸線上。

3.3拌和

材料供給要求：礦料應(yīng)符合質(zhì)量要求，儲(chǔ)存量應(yīng)為平均日用量的五倍，堆料應(yīng)加大棚遮蓋以防雨水。經(jīng)研究結(jié)果和施工經(jīng)驗(yàn)表明，礦料含水量的多少對(duì)設(shè)備生產(chǎn)能力的影響很大，礦料的含水量大則意味著烘干與加熱費(fèi)時(shí)，生產(chǎn)能力降低，燃料消耗率增加?；旌狭系陌韬筒捎靡慌_(tái)TITAN4000型瀝青砼拌合機(jī)組拌和，拌和產(chǎn)量擬定為260t/h，拌和過程全部采用電子自動(dòng)化計(jì)量。瀝青采用導(dǎo)熱油加熱，加熱溫度控制在170℃～175℃范圍內(nèi)，集料加熱溫度為180℃～185℃。瀝青、集料的加熱溫度逐盤檢測(cè)評(píng)定，傳感器自動(dòng)檢測(cè)、顯示并打印，嚴(yán)格控制各階段的材料溫度，絕不允許有花料或半糊料現(xiàn)象發(fā)生。在正式試拌之前，先拌一鍋干料，取樣篩分，檢查混合料級(jí)配，級(jí)配無誤后加瀝青進(jìn)行濕拌，并取樣做馬歇爾抽提試驗(yàn)，檢驗(yàn)瀝青用量。干拌時(shí)間不少于10～15s，每盤的生產(chǎn)周期不小于45s，拌和好的混合料應(yīng)均勻一致，無花白料、無結(jié)團(tuán)或嚴(yán)重的粗細(xì)料分離現(xiàn)象?；旌狭铣鰪S溫度控制在170℃～180℃之間，高于195℃或低于145℃的混合料應(yīng)予以放棄。廠拌機(jī)組負(fù)責(zé)人詳細(xì)記錄混合料的拌和時(shí)間，以有效指導(dǎo)運(yùn)輸及攤鋪速度。

3.4運(yùn)輸

大粒徑瀝青碎石混合料運(yùn)輸宜采用15t以上自卸汽車運(yùn)輸，這里運(yùn)輸車輛共20輛，能充分保證攤鋪機(jī)勻速不間斷工作。裝料前，汽車底板及四壁應(yīng)清洗干凈并涂刷隔離劑。自卸車箱后擋板卡扣保持清潔，使其易于卡緊和開啟，以防汽車在行進(jìn)過程中漏料。每輛運(yùn)輸車都必須配有篷布，在運(yùn)輸過程中用來進(jìn)行保溫、防雨和防塵?；旌狭线\(yùn)到現(xiàn)查的溫度不低于165℃，現(xiàn)場(chǎng)配專人進(jìn)行插入式溫度檢測(cè)。

3.5攤鋪

（1）采用兩臺(tái)德國產(chǎn)ABG423型攤鋪機(jī)攤鋪。攤鋪機(jī)開工前應(yīng)提前0.5～1h預(yù)熱熨平板，預(yù)熱溫度不低于100℃。攤鋪機(jī)成先后梯隊(duì)交錯(cuò)排列，同時(shí)攤鋪，二者攤鋪間距保持5～10m，兩幅之間搭接寬度保持在10cm左右，攤鋪機(jī)行駛速度宜控制在2.0m/min。

（2）在正式開始攤鋪前，應(yīng)保證有5輛以上的料車待鋪，以保證攤鋪的連續(xù)進(jìn)行，避免停機(jī)待料現(xiàn)象的發(fā)生。為保證鋪筑的平整度和厚度，攤鋪機(jī)不得中途停頓，不得隨意調(diào)整攤鋪機(jī)的行駛速度。運(yùn)輸車輛設(shè)專人指揮卸料，汽車卸料完后，下一輛運(yùn)輸車馬上就位，停置于攤鋪機(jī)前10～20cm處，掛空檔，由攤鋪機(jī)推移車輛前進(jìn)，禁止碰撞攤鋪機(jī)。

（3）攤鋪機(jī)料斗混合料每次剩余1/3料斗時(shí)，以待與下車料同時(shí)攤鋪，以消除離析現(xiàn)象。

（4）攤鋪負(fù)責(zé)人要及時(shí)準(zhǔn)確地記錄攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時(shí)間，以有效控制混合料攤鋪速度。

3.6壓實(shí)

碾壓按先輕后重，由低向高處的方法壓實(shí)：對(duì)壓路機(jī)不能作業(yè)的地方，用手扶式振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)。

（1）在圓曲線段碾壓，壓路機(jī)行駛路線應(yīng)由外側(cè)向路中心碾壓。

（2）壓路機(jī)碾壓時(shí)，應(yīng)重疊1/2輪寬，并應(yīng)不小于200mm，后輪必須超過兩段的接縫處，后輪壓完路面全寬時(shí)為一遍。

（3）壓路機(jī)碾壓段的總長(zhǎng)度應(yīng)盡量縮短，不超過30～50m。

（4）碾壓工藝：為了保證壓實(shí)效果，控制壓實(shí)遍數(shù)，每臺(tái)壓路機(jī)采用翻牌制控制碾壓遍數(shù)。

（5）碾壓結(jié)束后，待溫度降到與環(huán)境溫度相同時(shí)試驗(yàn)室及時(shí)鉆芯檢測(cè)壓實(shí)度。

（6）碾壓過程中，壓路機(jī)不得中途停留、轉(zhuǎn)向或制動(dòng)。壓路機(jī)應(yīng)隨攤鋪機(jī)攤鋪成階梯形碾壓，避免折回處在同一橫斷面。同時(shí)應(yīng)采取有效措施，防止油料、潤(rùn)滑脂、汽油或其它有機(jī)雜質(zhì)在壓路機(jī)械操作或停放期間掉落在路面上。

3.7養(yǎng)生

每天施工完成的路面應(yīng)封閉交通，禁止任何車輛通行。成型路面完全冷卻至50℃以下后再開放交通，需要提早開放交通時(shí)，可灑水冷卻降低混合料溫度。

3.8檢測(cè)

通過取芯檢測(cè)，厚度、平整度、橫坡度、油石比等目標(biāo)均能滿足規(guī)范與設(shè)計(jì)要求，孔隙率在16%左右。

4結(jié)語

通過對(duì)原材料選擇、配合比設(shè)計(jì)到施工成型整個(gè)過程的研究，得出一些有用經(jīng)驗(yàn)：大粒徑瀝青碎石混合料原材料的級(jí)配選擇是關(guān)鍵，是其強(qiáng)度機(jī)理形成的重要因素；在拌和時(shí)，混合料的拌和溫度控制十分重要，還應(yīng)注意干拌和濕拌的時(shí)間；在攤鋪過程中，重點(diǎn)是控制攤鋪均勻，嚴(yán)禁出現(xiàn)離析現(xiàn)象。通過對(duì)此成功方案的總結(jié)，希望對(duì)以后柔性基層的施工提供一些借鑒。