淺談熱拌瀝青混合料路面施工

林榮芳

(福建省南平市閩北路橋工程公司)

淺談熱拌瀝青混合料路面施工

林榮芳

(福建省南平市閩北路橋工程公司)

摘 要:熱拌瀝青混合料是由礦料與瀝青在熱態(tài)下拌和而成的混合料的總稱。熱拌瀝青混合料在熱態(tài)下鋪筑施工成形的路面，即稱熱拌瀝青混合料路面。熱拌瀝青混合料可按混合料的性質(zhì)、強(qiáng)度構(gòu)成及礦料級(jí)配、最大粒徑等進(jìn)行分類。

關(guān)鍵詞:熱拌瀝青混合料;路面施工;方法

1 熱拌瀝青混合料特性

1.1 按混合料性質(zhì)分類

瀝青混合料按混合料的性質(zhì)分為瀝青混凝土混合料、瀝青碎石混合料及抗滑表層瀝青混合料。

1.2 按礦料級(jí)配分類

瀝青混合料按礦料最大粒徑可分為特粗式、粗粒式、中粒式、細(xì)粒式及砂粒式。礦料級(jí)配是指礦料中不同粒徑的粒料相互之間的比例關(guān)系，常以不同粒徑粒料的質(zhì)量比來表示，根據(jù)礦料級(jí)配的不同，瀝青混合料可分為連續(xù)級(jí)配和間斷級(jí)配瀝青混合料兩類。

(1)連續(xù)級(jí)配瀝青混合料

由大到小逐級(jí)按一定的質(zhì)量比例組成的礦料與瀝青拌和而成，又分為密級(jí)配和開級(jí)配兩種類型。密級(jí)配瀝青混合料各種粒徑的顆粒級(jí)配連續(xù)、相互嵌擠密實(shí)的礦料與瀝青拌和而成，壓實(shí)后剩余空隙率小于10%的瀝青混合料。

開級(jí)配瀝青混合料由適當(dāng)比例的粗集料、細(xì)集料與瀝青拌和而成，壓實(shí)后剩余空隙率大于10%的瀝青混合料。

(2)間斷級(jí)配瀝青混合料

礦料級(jí)配組成中缺少一個(gè)或若干個(gè)檔次而形成的間斷級(jí)配的瀝青混合料。由于間斷級(jí)配礦質(zhì)混合料不僅有足夠數(shù)量的粗粒料可以形成空間骨架，而且又有必要數(shù)量的細(xì)料填充于骨架間的空隙，使混合料有較高的密實(shí)度而形成一種骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)，故內(nèi)摩阻力和黏結(jié)力都較高，使瀝青混合料既能滿足穩(wěn)定性的要求，同時(shí)又具有良好的耐久性。但目前仍屬于試驗(yàn)研究階段。

(3)按強(qiáng)度構(gòu)成分類

瀝青混合料按其強(qiáng)度構(gòu)成，可分為嵌擠型和級(jí)配型兩大類。

嵌擠型是按嵌擠原則構(gòu)成的瀝青混合料，它的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以礦料之間的嵌擠力和內(nèi)摩阻力為主，瀝青的黏結(jié)作用為輔。這類混合料是以顆粒較粗、尺寸均勻的礦料構(gòu)成骨架。瀝青結(jié)合料填充空隙，并把礦料黏結(jié)成一個(gè)整體，這類瀝青混合料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度受自然因素的影響較小，瀝青碎石就屬此類。

級(jí)配型是按密實(shí)級(jí)配原則構(gòu)成的瀝青混合料，它的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以瀝青與礦料之間的黏結(jié)力為主，礦料的嵌擠力和內(nèi)摩阻力為輔。這類瀝青混合料的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度受溫度的影響較大，瀝青混凝土就屬此類。按密實(shí)級(jí)配原則構(gòu)成的瀝青混合料，其結(jié)構(gòu)通?？煞譃閼腋∶軐?shí)結(jié)構(gòu)、骨架空隙結(jié)構(gòu)、骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)三種。

2 瀝青混合料適合的路面結(jié)構(gòu)

瀝青路面各層適用的瀝青混合料類型是個(gè)非常重要的問題。應(yīng)根據(jù)不同地區(qū)道路等級(jí)及所處層位的功能性要求，選擇適當(dāng)?shù)慕Y(jié)構(gòu)組合。要綜合考慮滿足耐久性、抗車轍、抗裂、抗水損害能力、抗滑性能等多方面要求，根據(jù)施工機(jī)械、工程造價(jià)等實(shí)際情況選擇瀝青混合料的種類。

瀝青混凝土混合料面層宜采用雙層或三層式結(jié)構(gòu)，其中必須有至少一層T型密級(jí)配瀝青混凝土混合料。如各層均采用瀝青碎石混合料時(shí)，瀝青面層必須做下封層。

多雨潮濕地區(qū)的高速、一級(jí)公路的上面層宜采用抗滑表層混合料，其他等級(jí)公路及少雨干燥地區(qū)的高速、一級(jí)公路可采用I型瀝青混凝土混合料做表層。

3 瀝青混合料的試配與試拌鋪筑

瀝青混凝土面層須具有足夠的力學(xué)強(qiáng)度、良好的溫度穩(wěn)定性、耐久性、耐磨性及抗滑性能，混合料應(yīng)具有良好的施工和易性，這是瀝青混合料組成設(shè)計(jì)的總目標(biāo)。設(shè)計(jì)內(nèi)容包括選擇合格的原材料，確定礦料級(jí)配和瀝青用量。

按試驗(yàn)室所作的配合比經(jīng)試拌后混合料的各種指標(biāo)有時(shí)不滿足要求，因此結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，針對(duì)出現(xiàn)的問題進(jìn)行必要的調(diào)整，方可作為生產(chǎn)配合比。

生產(chǎn)配合比的驗(yàn)算階段是拌和機(jī)按生產(chǎn)配合比及最佳瀝青用量±0.3%進(jìn)行試拌，并鋪筑試驗(yàn)路段。

4 熱拌瀝青混合料路面施工

瀝青混合料必須在瀝青拌和廠(場、站)采用拌和機(jī)械拌制，集料和瀝青均在拌和機(jī)內(nèi)進(jìn)行加熱與拌和，并在加熱的狀態(tài)下攤鋪碾壓成形。其工藝過程主要有瀝青混合料的拌和、瀝青混合料的運(yùn)輸及瀝青混合料的攤鋪與碾壓。

4.1 試拌

瀝青混合料宜在拌和廠(場)制備。

在拌制一種新配合比的混合料之前，或生產(chǎn)中斷了一段時(shí)問后，應(yīng)根據(jù)室內(nèi)配合比進(jìn)行試拌。通過試拌及抽樣試驗(yàn)確定施工質(zhì)量控制指標(biāo)。

對(duì)間歇式拌和設(shè)備，應(yīng)確定每盤熱料倉的配合比;對(duì)連續(xù)式拌和設(shè)備應(yīng)確定各種礦料送料口的大小及瀝青和礦料的進(jìn)料速度。

瀝青混合料應(yīng)按設(shè)計(jì)瀝青用量進(jìn)行試拌，試拌后取樣進(jìn)行試驗(yàn)，并將其試驗(yàn)值與室內(nèi)配合比試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行比較，驗(yàn)證設(shè)計(jì)瀝青用量的合理性，必要時(shí)可作適當(dāng)調(diào)整。

4.2 瀝青混合料的拌制

(1)拌和機(jī)

瀝青混合料可采用間歇式拌和機(jī)或連續(xù)式拌和機(jī)拌制。高速公路和一級(jí)公路宜采用間歇式拌和機(jī)拌和，所用間歇式拌和機(jī)必須配備計(jì)算機(jī)設(shè)備，拌和過程中逐盤采集并打印各個(gè)傳感器測定的材料用量和瀝青混合料拌和量、拌和溫度等各種參數(shù)。

連續(xù)式拌和機(jī)使用的集料必須穩(wěn)定不變，一個(gè)工程如果從多處進(jìn)料、料源或質(zhì)量不穩(wěn)定時(shí)，不得采用連續(xù)式拌和機(jī)。

(2)拌和時(shí)間

瀝青混合料拌和時(shí)間根據(jù)具體情況經(jīng)試拌確定，以瀝青均勻裹覆集料為度。間歇式拌和機(jī)每盤的生產(chǎn)周期不宜少于45 s(其中干拌時(shí)間不少于5～10 s)，改性瀝青和瀝青瑪蹄脂碎石混合料(SMA)的拌和時(shí)間應(yīng)適當(dāng)延長。

4.3 瀝青混合料的運(yùn)輸

瀝青混合料宜采用噸位較大的自卸汽車運(yùn)輸。汽車車廂應(yīng)清掃干凈，并應(yīng)在車廂底板及周壁涂一薄層油水(柴油∶水為 1∶3)混合液。

從拌和機(jī)向運(yùn)料車上放料時(shí)，應(yīng)每放一斗混合料挪動(dòng)一下車位，以減小集料離析現(xiàn)象，運(yùn)至攤鋪地點(diǎn)的瀝青混合料溫度不宜低于130%(煤瀝青混合料不宜低于90℃)。運(yùn)輸中盡量避免急剎車，以減少混合料離析現(xiàn)象，運(yùn)料車應(yīng)用篷布覆蓋以保溫、防雨、防污染。

混合料運(yùn)料車的運(yùn)輸能力應(yīng)比拌和機(jī)拌和或攤鋪機(jī)攤鋪能力略有富余。施工過程中，攤鋪機(jī)前方應(yīng)有運(yùn)料車在等待卸料。運(yùn)料車在攤鋪機(jī)前100～300 rnrn處停住，空擋等候，由攤鋪機(jī)推動(dòng)其前進(jìn)開始緩緩卸料，不得撞擊攤鋪機(jī)。在有條件時(shí)，運(yùn)料車可將混合料卸人轉(zhuǎn)運(yùn)車經(jīng)二次拌和后向攤鋪機(jī)連續(xù)均勻地供料。對(duì)高速公路、一級(jí)公路，宜待等候的運(yùn)料車多于5輛后開始攤鋪。

運(yùn)到攤鋪現(xiàn)場的瀝青混合料應(yīng)符合規(guī)定的攤鋪溫度要求，已結(jié)成團(tuán)塊、遭雨淋濕的混合料不得使用。運(yùn)料車每次卸料必須倒凈，尤其是對(duì)改性瀝青和SMA，如有剩余，應(yīng)及時(shí)清除，防止硬結(jié)。

4.4 瀝青混合料的攤鋪

熱拌瀝青混合料應(yīng)采用履帶式瀝青攤鋪機(jī)攤鋪。

攤鋪前應(yīng)先調(diào)整攤鋪機(jī)的機(jī)構(gòu)參數(shù)和運(yùn)行參數(shù)。其中機(jī)構(gòu)參數(shù)包括熨平板的寬度、攤鋪厚度、熨平板的拱度、初始工作仰角、布料螺旋與熨平板前緣的距離、振搗梁行程等:運(yùn)行參數(shù)主要指攤鋪速度。鋪筑高速公路、一級(jí)公路瀝青混合料時(shí)，一臺(tái)攤鋪機(jī)的鋪筑寬度不宜超過6 m(雙車道)～7.5 m(3車道以上)，通常宜采用兩臺(tái)或更多臺(tái)數(shù)的攤鋪機(jī)前后錯(cuò)開10～20 m成梯隊(duì)方式同步攤鋪，兩幅之間應(yīng)有30～60 cm寬度的搭接，并躲開車道輪跡帶，最下層的搭接位置宜錯(cuò)開200 mm以上。

攤鋪機(jī)開工前應(yīng)提前預(yù)熱熨平板不低于100℃。鋪筑過程中應(yīng)選擇熨平板的振搗或夯錘壓實(shí)裝置具有適宜的振動(dòng)頻率和振幅，以提高路面的初始?jí)簩?shí)度。熨平板加寬連接應(yīng)仔細(xì)凋節(jié)至攤鋪的混合料沒有明顯的離析痕跡。

攤鋪機(jī)必須緩慢、均勻、連續(xù)不問斷地?cái)備?，不得隨意變換速度或中途停頓。以提高平整度，減少混合料的離析。攤鋪速度宜控制在2～6 m/t的范圍內(nèi)。

4.5 瀝青混合料的壓實(shí)

壓實(shí)的目的是提高瀝青混合料的密實(shí)度，從而提高瀝青路面的強(qiáng)度、高溫抗車轍能力及抗疲勞特性等路用性能，是形成高質(zhì)量瀝青混凝土路面的又一關(guān)鍵工序。

碾壓工作包括碾壓機(jī)械的選型與組合，碾壓溫度、碾壓速度的控制，碾壓遍數(shù)、碾壓方式及壓實(shí)質(zhì)量檢查等。

(1)壓實(shí)設(shè)備的選擇

用于瀝青路面碾壓的壓實(shí)機(jī)械，應(yīng)根據(jù)工程量的大小、攤鋪設(shè)備的攤鋪效率、混合料特性、碾壓厚度、現(xiàn)場施工條件等選擇合適的壓路機(jī)。為了達(dá)到最佳壓實(shí)效果，通常采用靜載光輪壓路機(jī)與輪胎式壓路機(jī)或靜載光輪壓路機(jī)與振動(dòng)壓路機(jī)組合的方式進(jìn)行碾壓。

按壓路機(jī)應(yīng)盡可能跟隨攤鋪機(jī)的要求，通過試鋪、試壓確定壓路機(jī)的數(shù)量。高速公路鋪筑雙車道瀝青路面的壓路機(jī)數(shù)量不宜少于5臺(tái)。施工氣溫低、風(fēng)大、碾壓層薄時(shí)，壓路機(jī)數(shù)量應(yīng)適當(dāng)增加。

(2)瀝青混合料的壓實(shí)工藝

瀝青混合料的壓實(shí)包括初壓、復(fù)壓和終壓。初壓是壓實(shí)瀝青混合料的基礎(chǔ)，一般采用輕型鋼筒壓路機(jī)或關(guān)閉振動(dòng)裝置的振動(dòng)壓路機(jī)碾壓兩遍，其線壓力不宜小于35N/cm，應(yīng)在瀝青混合料攤鋪后溫度較高時(shí)進(jìn)行初壓，主要是為了獲得最佳壓實(shí)溫度。溫度過高引起混合料隆起，碾壓后的攤鋪層裂紋，碾輪上黏起瀝青混合料;溫度過低將引起混合料黏性增大，導(dǎo)致壓實(shí)困難。壓實(shí)溫度應(yīng)根據(jù)瀝青稠度、壓路機(jī)類型、氣溫、攤鋪層厚度(厚度越小、散熱越快、溫度越難掌握)、混合料類型經(jīng)試鋪、試壓確定。

復(fù)壓應(yīng)在初壓后緊接著進(jìn)行，一般采用重型壓路機(jī)，碾壓溫度符合規(guī)定，碾壓遍數(shù)經(jīng)試壓確定，并不少于4～6遍，達(dá)到要求的壓實(shí)度為止。用于復(fù)壓的輪胎式壓路機(jī)的壓實(shí)質(zhì)量應(yīng)不小于15 t，用于碾壓較厚的瀝青混合料時(shí)，總質(zhì)量應(yīng)不小于22 t。

終壓應(yīng)緊接在復(fù)壓后，用6～8 t的振動(dòng)壓路機(jī)(關(guān)閉振動(dòng)裝置)進(jìn)行，碾壓不少于2遍，直至無輪跡為止，終壓溫度應(yīng)符合要求。

中圖分類號(hào):U416.1

C

1008-3383(2011)06-0122-02

收稿日期:2011-04-28

作者簡介:林榮芳(1975-)，男，福建省建陽市人，工程師，研究方向:公路路基。