杜敏芳

（元氏縣公路管理站，河北 石家莊 051130）

1 工程概況

某公路工程中的第七標段，路線全長9.864km，按照高等級公路標準建設(shè)，路基凈寬為25.5m，采用雙向四車道，行車時速為80km/h。為進一步提高該路段瀝青路面的路用性能，采用預(yù)拌增強技術(shù)，制備環(huán)保型瀝青混合料。本文重點對該公路施工中預(yù)拌增強環(huán)保型瀝青的應(yīng)用展開分析。

2 公路施工中預(yù)拌增強環(huán)保型瀝青的應(yīng)用

2.1 路用性能

瀝青路面的耐久性與瀝青混合料的性能密切相關(guān)，所以在應(yīng)用預(yù)拌增強環(huán)保型瀝青混合料前，要評價其路用性能，具體方法及過程如下。

2.1.1 試驗方案

本次試驗選用四種復合型膠結(jié)料，測試普通型、環(huán)保型和改性瀝青三種級配下混合料的路用性能，據(jù)此評價混合料在公路施工中的適用性?；旌狭系母邷匦阅茉u價采用馬歇爾和車轍試驗；低溫抗裂性能評價采用小梁彎曲施壓；抗水損壞性能評價采用浸水馬歇爾和凍融劈裂試驗；抗疲勞性能評價采用疲勞試驗。

2.1.2 試驗材料

試驗中使用的材料主要有集料（粗集料和細集料）、填料、纖維以及瀝青等。各種材料的技術(shù)指標如下：

（1）集料。包括粗集料和細集料，前者選用的是玄武巖礦料，要求表面粗糙、無風化現(xiàn)象、干燥、無雜物。主要技術(shù)指標如下：高等級公路中，用于表面層的粗集料，壓碎值不大于26%、磨耗損失不大于28%、表觀相對密度不小于2.6t/m3、吸水率不大于2.0%、針片狀合理含量不大于15%；后者選用玄武巖，要保證干凈、無雜、無風化，技術(shù)指標如下：用于高等級公路的細集料，堅固性不小于12%、含泥量不大于3.0%、砂當量不小于60%、表觀相對密度不小于2.5t/m3。

（2）填料。本次試驗中，填料選用的是巖漿巖礦粉，要求干燥、潔凈、無雜質(zhì)且具有良好的憎水性。主要的技術(shù)指標如下：用于高等級公路中的礦粉，含水量不大于1%、外觀無團粒結(jié)塊現(xiàn)象、親水系數(shù)小于1、塑性指數(shù)小于4、加熱安定性以實測為準、表觀相對密度不小于2.5t/m3。

（3）纖維。本次試驗中，選用的是木質(zhì)素纖維，生產(chǎn)廠家為國內(nèi)某科技公司，主要技術(shù)指標如下：0.85mm篩孔的通過率為85%±10%、0.106mm篩孔的通過率為30%±10%、灰分含量為18%±5%、pH值為7.5±1.0、含水率以質(zhì)量計小于5%。

（4）瀝青。本次試驗共選用三種瀝青，分別為70#、110#和改性瀝青。其中70#瀝青的技術(shù)指標如下：針入度實測值為70.2mm、軟化點為52℃、延度為7.3cm、質(zhì)量損失0.2%；110#瀝青的技術(shù)指標如下：針入度實測值為110mm、軟化點43.5℃、延度不小于150cm、開口閃點為258℃、60℃的動力黏度為183Pa·s、質(zhì)量損失為-0.2%；改性瀝青的技術(shù)指標如下：針入度實測值為68.5mm、軟化點為72.5℃、延度33.3cm、質(zhì)量損失為0.889%。

2.1.3 試驗中的拌和工藝

以巖瀝青作為改性劑，對軟質(zhì)瀝青改性，制備復合膠結(jié)料，經(jīng)研究后發(fā)現(xiàn)，這種膠結(jié)料可以使軟質(zhì)瀝青的性能得到顯著改善，其高溫抗車轍性能要優(yōu)于熱拌瀝青混合料，抗老化，能延長使用壽命。瀝青與礦料常用的拌和方式有兩種，一種是干拌，另一種是濕拌。分別采用干拌和濕拌拌制混合料，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，兩種拌和方式對混合料的強度影響差距非常小，基本可以忽略不計，所以選擇干拌和濕拌中的任意一種方法都可以滿足混合料拌制質(zhì)量要求。因干拌的操作過程更加簡單，故此試驗中采用該方法拌制混合料。

2.1.4 油石比

根據(jù)工程試驗，對混合料的最佳油石比加以確定，具體做法如下：選取5種油石比，制作馬歇爾試件，分別測試試件的物理力學指標，由測試結(jié)果可知，最大密度對應(yīng)的油石比為5.0%，最大穩(wěn)定度對應(yīng)的油石比為4.7%，瀝青飽和度中值對應(yīng)的油石比為4.35%，最終選取4.6%作為油石比。

2.1.5 性能試驗

由抗車轍試驗結(jié)果可知，預(yù)拌增強環(huán)保型瀝青混合料具有良好的穩(wěn)定性，可以顯著提升抗車轍變形能力；由抗水損試驗結(jié)果可知，預(yù)拌增強環(huán)保型瀝青混合料的殘留穩(wěn)定度達到95%以上，抗剝落性能非常顯著，遠超基質(zhì)瀝青；混合料中纖維的加入，使其低溫抗裂性能大幅度增強，當摻量為0.2%時，混合料的低溫抗裂性最佳。

2.2 優(yōu)選原材料

在預(yù)拌增強環(huán)保型瀝青混合料制備中，原材料的選擇是非常重要的環(huán)節(jié)之一，對混合料的路用性能具有直接影響，為此，必須優(yōu)選瀝青、集料、填料等材料。

2.2.1 瀝青

瀝青在混合料中其交膠結(jié)的作用，其質(zhì)量對混合料的路用性能影響較大，故此必須在混合料的制備中，對天然瀝青的質(zhì)量嚴格控制?；|(zhì)瀝青技術(shù)要求如下：軟化點不低于43℃；針入度為100～120（0.1mm）；開口閃點不低于230℃；60℃的動力黏度不低于120Pa?s[1]。

2.2.2 集料

混合料制備中，需要使用粗集料和細集料，其中粗集料要選用質(zhì)地堅硬、表面潔凈、除草、不含風化的顆粒。用于表面層的粗集料技術(shù)指標如下：壓碎值不大于26%；表觀相對密度不小于2.6t/m3；吸水率不大于2.0%；堅固性不大于12%；粒徑超過9.5mm的針片狀顆粒含量不大于12%。細集料要有恰當?shù)念w粒級配，并且各項技術(shù)指標應(yīng)滿足規(guī)定要求。具體如下：含泥量不大于3%；砂當量不小于60%；表觀相對密度不小于2.5t/m3[2]。

2.2.3 填料

預(yù)拌增強混合料中的填料選用礦粉，可以通過石灰?guī)r磨細獲得，礦粉的主要技術(shù)指標如下：含水量不大于1%；親水系數(shù)小于1；塑性指數(shù)小于4；外觀無團粒結(jié)塊。

2.3 配合比設(shè)計

2.3.1 目標配合比

按照工程所在地的氣候特點、交通特征，對預(yù)拌增強型混合料的級配范圍合理確定。當目標配合比確定后，采用馬歇爾試驗，計算出制備混合料時最佳的瀝青用量，制成試件后開展高低溫試驗和水穩(wěn)定性試驗，驗證目標配合比的合理性。

2.3.2 生產(chǎn)配合比

從熱料倉內(nèi)隨機抽取礦料做篩分試驗，依據(jù)試驗所得的結(jié)果，調(diào)整各種原材料的使用比例，確保調(diào)整后的礦料級配與目標配合比的設(shè)計要求相符。同時要使冷料倉和熱料倉的供料保持平衡，避免待料的情況發(fā)生。當生產(chǎn)配合比確定之后，可以通過集料篩分和馬歇爾試驗的方法，檢驗生產(chǎn)配合比，看是否滿足施工要求。檢驗合格后，按照生產(chǎn)配合比，拌制預(yù)拌增強環(huán)保型混合料，檢測各項技術(shù)指標，確認與要求相符后，便可對試驗路段進行鋪筑。

2.4 預(yù)拌增強混合料制備

預(yù)拌增強環(huán)保型混合料的制備是重點環(huán)節(jié)，在這一過程中，要明確影響混合料性能的主要因素，在拌制時加以控制，確保混合料的質(zhì)量達標。在混合料拌制中，拌和溫度對強度的影響較大，復拌時間也會影響強度，根據(jù)相關(guān)試驗結(jié)果，將混合料的拌和溫度控制在135℃，復拌時間控制在60s，能夠使混合料的強度達到施工要求[3]；與拌和溫度及復拌時間相比，混合料的養(yǎng)護時間對強度的影響比較輕微，由于本工程中使用的是預(yù)拌增強環(huán)保型混合料，要求其具備良好的黏結(jié)性，所以在制備混合料時，要充分考慮養(yǎng)護時間的影響，攤鋪碾壓完畢后，要按照規(guī)范要求養(yǎng)護，時間不少于3d，待混合料強度達到一定后，便可開放交通；拌和工藝對混合料強度的影響基本可以忽略不計，但是拌和工藝與混合料的整體質(zhì)量密切相關(guān)，故此必須嚴格按照工藝對混合料進行拌制，確保質(zhì)量達標。

2.5 預(yù)拌增強混合料施工要點

2.5.1 運輸

（1）與普通的瀝青混合料相比，預(yù)拌增強混合料對溫度的要求更高，為確保運至施工現(xiàn)場的混合料能夠保持足夠的溫度，可選用噸位相對較大的自卸式車輛運輸混合料。當攤鋪機前有4輛以上的運料車等待卸料時，便可開始攤鋪作業(yè)，由此能夠確保攤鋪的連續(xù)性，避免停工待料的情況發(fā)生。

（2）預(yù)拌增強混合料裝車的過程中，要控制好裝料順序，即先裝運料車的前部和后部，然后再裝中間，不斷調(diào)整運料車的位置，保證裝料的均衡性，避免離析現(xiàn)象的產(chǎn)生。混合料運輸時，要在運料車上覆蓋帆布，達到保溫的效果，以免混合料的溫度散失過快，影響施工質(zhì)量。

（3）為達到控溫要求，可在運料車的側(cè)面布設(shè)檢測孔，對混合料的溫度隨時監(jiān)測，確保到場的混合料溫度達標，若是到場后的混合料溫度過低，則必須廢棄處理。運料車出廠時，混合料的溫度要高于125℃，到場后的溫度不得低于115℃[4]。

2.5.2 攤鋪

（1）當預(yù)拌增強混合料運至施工現(xiàn)場，并確認滿足攤鋪作業(yè)要求后，便可開始攤鋪。由兩臺攤鋪機以梯隊的形式攤鋪，前面的攤鋪機與后面攤鋪機之間的距離控制在10～15m左右，采用全幅攤鋪。

（2）攤鋪作業(yè)正式開始前，要先對攤鋪機的熨平板預(yù)熱，使其溫度達到120℃以上?；旌狭蠑備侂A段，要使攤鋪機保持較高的振動頻率，將混合料初步壓實，為后續(xù)的碾壓施工創(chuàng)造有利條件。

（3）預(yù)拌增強混合料以攤鋪機作業(yè)時，松鋪系數(shù)控制在1.15～1.25，可結(jié)合實際情況適當調(diào)整；采用人工的方式攤鋪邊角等位置處時，松鋪系數(shù)控制在1.25～1.35[5]。

2.5.3 碾壓

（1）預(yù)拌增強混合料攤鋪完畢后，要及時碾壓密實。為達到預(yù)期中的壓實效果，并確保壓實度滿足規(guī)范標準的規(guī)定要求，碾壓過程中應(yīng)遵循緊、慢、高、低的原則，分三個階段碾壓，即初壓、復壓和終壓，確保壓實度達標。按照施工現(xiàn)場的實際情況，結(jié)合試驗段得到的施工參數(shù)，對碾壓方式、遍數(shù)進行確定，并控制好混合料的溫度。

（2）初壓時，可選用雙鋼輪壓路機，碾壓速度控制在2.0～3.0km/h，碾壓遍數(shù)以2～3遍為宜，其中第一遍為靜壓，第二遍和第三遍為振動壓實。初壓階段，預(yù)拌增強混合料的溫度不低于120℃；復壓緊跟初壓，碾壓機械與初壓相同，碾壓速度控制在4.0～5.0km/h，碾壓遍數(shù)為2～3遍，以振動壓實為主[6]。復壓階段，混合料的溫度不低于110℃；終壓在復壓完畢后及時開展，碾壓機械可以選用膠輪壓路機，以消除輪跡為主，碾壓速度控制在2.0～3.0km/h，碾壓遍數(shù)為2～3遍，采用靜壓的方式。該階段，混合料的溫度不低于100℃[7]。

2.5.4 接縫處理及養(yǎng)護

（1）為防止接縫部位的預(yù)拌增強混合料發(fā)生離析問題，要做好接縫處理工作。處理接縫時，要確保銜接平順，橫向接縫錯開距離不小于150mm，縱向接縫的錯開距離不小于400mm。接縫處理完畢后，以目測的方法檢查混合料的質(zhì)量，看有無明顯的花白料現(xiàn)象。

（2）當混合料施工完畢后，可待其自然冷卻至40℃以下時，開放交通[8]。要求開放交通后的72h之內(nèi)，禁止重載車輛通行，以免影響壓實效果，造成路面平整度下降[9]。

3 結(jié)語

瀝青路面的耐久性與瀝青混合料的性能密切相關(guān)，所以在應(yīng)用預(yù)拌增強環(huán)保型瀝青混合料前，要評價其路用性能。本次試驗選用四種復合型膠結(jié)料，據(jù)此評價混合料在公路施工中的適用性。試驗使用的材料主要有集料（粗集料和細集料）、填料、纖維以及瀝青等。在預(yù)拌增強環(huán)保型瀝青混合料制備中，原材料的選擇是非常重要的環(huán)節(jié)之一，對混合料的路用性能具有直接影響，為此，必須優(yōu)選瀝青、集料、填料等材料。按照工程所在地的氣候特點、交通特征，對預(yù)拌增強型混合料的級配范圍合理確定。預(yù)拌增強環(huán)保型混合料的制備是重點環(huán)節(jié)，在這一過程中，要明確影響混合料性能的主要因素，在拌制時加以控制，確?；旌狭系馁|(zhì)量達標。拌和工藝與混合料的整體質(zhì)量密切相關(guān)，故此必須嚴格按照工藝對混合料進行拌制，確保質(zhì)量達標。預(yù)拌增強混合料在施工中關(guān)注“運輸、攤鋪、碾壓、接縫處理及養(yǎng)護”等施工要點。預(yù)拌增強環(huán)保型瀝青混合料能夠提升路面的整體性能，隨著耐久性的增強，路面的使用壽命得到進一步延長，養(yǎng)護維修費用隨之顯著降低。由此可見，預(yù)拌增強環(huán)保型瀝青混合料在高等級公路工程項目中具有良好的推廣應(yīng)用價值。