浅析高寒地区沥青混凝土面层的施工工艺

2013-01-26中铁十八局集团有限公司

中国建设信息化 2013年7期

◎ 中铁十八局集团有限公司姜琳

用沥青混凝土铺设的路面是将沥青作为修筑面层和其他材料铺在公路上。沥青混凝土在道路铺设中获得了广泛应用。这是由于用沥青混凝土铺设的路面具有耐磨、平整、无接缝、振动小、维修简单、噪音低等特点，比水泥混凝土所铺设的路面更具优越性。虽然有着许多优点，但是如果在施工过程中忽略了施工工艺，那么将使施工质量受到严重影响，例如出现裂痕、泛油、松散、麻面、车痕、凹坑等路面疾病，同时降低道路的使用寿命，这不利于我国西部今后的建设。因此，要充分考虑高寒地区的海拔高、气温低、昼夜温差大等有可能影响施工工艺的因素，结合高寒地区的环境特征，严格监控施工工艺中的各个环节，多使用一些积极有效的防治手段。

一、项目施工的背景

自进入21世纪以来，我国一直在积极发展西部，而发展的关键在于铺路，由于我国西部基本上都是由高寒区域组成，因此，路面的铺设一般都是用沥青混凝土。其中，最常用的沥青混凝土有两种，分别是：AC-13与AC-16两种型号。用这两种沥青混凝土作为高寒地区路面面层的主要铺设物，其铺设厚度一般为5厘米。我国的高寒地区具有海拔高、昼夜温差大、空气稀薄等特点，因此施工的最佳工期一般在5～10月，这几个月中晚间温度极低，7～10月多雨雪天气对施工工作的连续性带来一定的影响。

二、高寒地区铺设面层的材料和控制质量

（一）沥青。沥青混凝土中所使用的沥青是一种改性聚化物沥青，它是一种SBR类乳胶，施工现场中的所有沥青都会受到严格的质量监管，根据我国有关公路沥青工程和沥青混凝土质量监管的有关规定，对沥青的各项指标进行一一检查，并使检测标准达到国家有关规定。

（二）粗集料。选择用机械设备打碎的石头用作粗集料，这些碎石的压碎值一定要控制在27%以下。其中软石的含量控制在5%以下，泥的含量控制在1%以下。假设用机械设备打碎的石头原料是含有酸性的岩石，那么在使用前要对其进行处理，经常使用的方法是用水灰浆对其处理，或是在沥青中掺入防止剥离的药剂等措施。

（三）细集料。要选用一些干净、干燥、无杂质的砂石作为细集料、在我国比较干旱的地区一般都有天然丰富的砂石资源，其中细砂、中砂、粗砂在这片区域的分布较广。如果在天然砂石直径小于0.075mm的颗粒含量大于3%，那么在施工之前就要用水洗砂工艺。同时，为了使沥青混凝土更符合要求，砂石的选择标准应该是2.3～3.0的中砂。

（四）填料。沥青混凝土中的填充物料是矿粉，所使用的石料必须要磨细并且干净、干燥、无杂质的憎水性材料，要按照相关要求将矿粉磨细，也就是说矿粉的外表要无块状颗粒，外表密度大于2.5g/cm³，水溶性小于1 ，塑性值小于4%，含水量小于1%。

三、沥青混凝土的材料配比

（一）沥青混凝土材料配比的设计过程。其设计过程一共分为三个环节：第一个环节为：设计目标的配比，根据沥青混凝土中各个材料之间的用量比值，按照有关规定进行调配，然后配置的混合料进行马歇尔实验，以便确定最佳的设计方案；第二个环节是，设计生产的配比，这个环节工作的主要目标是对每个热料仓库的材料进行筛选，以便对确定材料的选取比例，有助于拌和机操作室的应用。在这个环节，为了使各材料保持均衡，要不断进行调整，并且采用上一个环节中沥青的最佳比例将其用量控制在±3%，对这三种沥青进行马歇尔实验，从中找出沥青比例的最佳用量；第三个环节，对沥青的材料配比进行验证，经过对生产配比进行试拌，并铺设在路面上，然后钻芯取出样本，对其进行马歇尔实验，并对生产配比进行验证，以便确定生产是最终使用的配比值。

（二）对影响配比的因素进行考虑。对配料的空隙程度要首先考虑，在路面铺设成型后，路面面层的空隙值一定不能大于6%。面层为I型的沥青空隙值最佳应控制在3%到6%；然后，由于施工的地方在高寒地区，因此沥青混凝土的搅拌温度最好在160℃～170℃之间，加热矿料的温度应该控制在180℃～195℃之间，搅拌后的沥青混凝土的温度应该控制在165℃～180℃之间。

四、沥青混凝土离析的施工工艺

（一）离析的形成和危害。离析是沥青混凝土在运输、搅拌时所形成的。搅拌后沥青混凝土在卸载的过程中，每个单位的沥青混凝土在放到车体表面时，沥青混凝土的颗粒在下落的瞬间，所受的重力会大于其粘着力，颗粒物将沉淀到货箱底部，从而是表面物料形成离析。离析会对沥青混凝土的质量造成严重影响，由于沥青混凝土中部的成分较细腻，路面面层因此没有矿料的支撑，路面受车辆自身重量的影响产生变形，使路面受到车印的破坏。同时，细料的表面积很大，因此其颗粒物会受到较多沥青的包裹，这会使沥青混凝土铺设在路面后形成较多的空隙，使所出来的沥青向上涌，出现泛油现象，路面因此比较滑，如果不及时处理，严重的会诱发交通事故的发生。

（二）预防离析。首先，由于用沥青混凝土铺设的道路在高寒地区，为了使沥青混凝土搅拌后的温度最大限度的不受损害，避免由于温差过大而造成离析现象，所以不能用平原地区沥青混凝土在施工和运输过程中保温的处理方式来进行，在高寒地区对沥青混凝土进行保温时一般用棉絮覆盖其上；然后对沥青混凝土的铺设宽度进行严格控制，使其最大值不能超过7米。如果超过7米，要在路面的两侧用两个铺路机使用热接缝施工工艺。当路面宽度大于7米时，出现离析现象是不能避免的。最后，使用和研制新的科学技术，例如，目前在美国比较流行的是具有搅拌功能的铺路车，用这种方式运输沥青混凝土是我国今后科研项目的发展方向。

五、沥青混凝土的碾压工艺

为了加强沥青混凝土内部结构的稳定性，减少路面面层的空隙值，确保沥青混凝土的高密性，需要对沥青混合料凝土进行碾压。碾压是要达到国家有关规定程度，把握好路面空隙值，避免当车辆出现负载时，路面遭到车印的破坏。为了达到这一要求，首先要按照试验道路的碾压程度控制路面整体的碾压度；然后，对碾压温度进行控制，这对沥青混凝土的碾压质量十分重要。一般在碾压过程中温度不会太高，如果温度太高，稍有不慎温度就会下降，因此一定要做好沥青混凝土的保温工作。同时尽量让运输车等铺路机，不要出现让铺路机等运输车的现象。用沥青混凝土进行铺路时，其温度一般不能小于160℃，刚进行碾压时，温度不能小于150℃，碾压结束后，路面面层温度不能小于90℃；在路面可以通车时，其面层温度不能大于45℃。如果由于一些特殊原因，在施工后要立刻对车辆放行，在碾压结束后温度没有达到规定范围时，可以在沥青混凝土的面层喷洒酒水，从而达到让温度下降的目的，这时才可以对车辆放行。