Superpave高性能沥青路面施工技术研究

2021-03-30陈亚红

绿色环保建材 2021年1期

陈亚红

徐州市路兴公路工程有限公司

1 前言

随着中国社会经济的快速发展，沥青具有优良的路用性能和良好的驾驶舒适性，在我国高等级公路中得到广泛应用。但现在交通网络越来越密集，公路也呈现出多种发展趋势，特别是重载车辆和超载车辆的增多，导致普通沥青路面在通车年限内出现早期病害，如车辙、坑槽、路面开裂等，通过对沥青路面高温稳定性差、总分不合理、施工不规范等原因，发现沥青层的质量不能满足交通荷载的要求。所以，高性能沥青路面设计方法具有良好的高温稳定性、水稳定性和耐热性，更适合实际情况。自20世纪60年代以来，国内外许多学者对沥青路面进行了大量的研究。但由于沥青混合料在不同的气候条件下使用性能不同，需要做大量的工作。本文对沥青路面施工技术进行了综述，结合工程实践，对原材料质量和施工质量控制标准进行了研究，并对实际应用效果进行了检验。

2 高性能沥青路面施工技术

高性能沥青路面的施工技术包括三个主要组成部分：沥青优化系统；全沥青实验室分析系统；沥青混凝土性能预测系统。可以确定沥青系统。目前的路用性能预测系统由实验室试验平台、计算机模拟软件和包括气候条件、自然环境和现有道路性能数据在内的数据库组成。到目前为止，沥青结合料规范及配合比设计系统取得了满意的效果，混合分析方法、性能模型和计算机软件系统仍有待进一步研究和完善。传统的沥青混凝土按马歇尔法设计，马歇尔法主要用于粘性、渗透性、延伸率和渗透性的黏附指数。这些指标不能确定水泥的弹性，不能很好地预测水泥的性能。沥青水泥的选择是根据实际的能源需求，即沥青结合料必须在公路所处的最高和最低设计温度下达到规定的性能指标。详细介绍了沥青混凝土材料的选择，包括沥青和集料的试验方法和指标，混合料的设计指标和试验方法。

3 高性能沥青混合料性能

（1）沥青混合料的高性能沥青路面为“s”型。复合骨料含量越高，复合骨料的内摩擦角越大。粗集料和细集料比传统的aci非晶态高，且混合料更容易在聚合之间形成层间结构。压路机的大部分轧制功是用来克服内摩擦阻力，只有小部分的附着力被用来克服黏结剂。同时，由于粗集料冷却快，碾压时间不够，难以稠化。沥青混合料的出料温度、碾压温度和有效压实度是必须提高的，达到理想密度。

（2）粗粒沥青混合料的特点是设计级配中间集料较大，这显然是由于混合料的掺和和挤出性能优于相同粒径的AC-i结构，其高温稳定性也优于ac-i结构。

4 黏合剂和聚合物规范

4.1 胶凝材料

与现行的沥青粒径和黏度规范相比，胶凝材料规范具有以下重要特点：施工和使用过程中沥青的老化是综合考虑的。黏弹性沥青指数变为动态测量。测试性能标准，确定指标而试验温度是可变的，它适用于未改性沥青和改性沥青。目前，我国许多地区在进口沥青指标中加入了沥青黏度指标，保证了沥青路面具有良好的高温性能。

4.2 超细骨料

混合料的设计方法主要从两个方面考虑骨料特性：共同特性和料源特性。材料的共同特性包括粗集料角、细集料角、细颗粒质量和黏土质量；材料来源包括总强度、集料稳定性、集料稳定性、污染物含量等。

4.3 骨料级配

混合料体积组成的骨料级配选择是通过控制点完成的。设为总筛分的控制点，不应超过规定的间隔，控制点应为标称最大筛分，平均筛分（2.36mm）与最大筛分（0.75mm）不同。限制区的目的是限制砂量，位于中间筛网的最大密度台阶和0.3mm 筛布上。因此将驼峰分选是一种混砂类型或对应的砂总量。细砂颗粒太多，级配类型在施工过程中经常出现压实问题，在使用过程中存在耐久性不足的变形性。中国幅员辽阔，气候和交通条件各不相同。如何根据当地气候和道路等级进行调整，特别是工程批次调整。

5 高性能沥青路面施工工艺

5.1 施工前

施工前对进场材料进行分批抽检，确保质量符合要求，并对施工机械进行全面检查和维护，特别是拌和室等重要工具，摊铺机和压路机。施工前使用高性能沥青混合料时，应清理路面下部的持力层，清除表面杂草、碎石等杂物。上、中、下三层应妥善处理。施工前应喷透水层。中间应黏附油扩散层。注意底层洒酒均匀，防止洒布时漏洒或溢出。

5.2 拌和

高质量沥青混合料的混合料不同于普通沥青混合料，混合料温度和压缩温度由沥青混合料的粘温曲线决定。沥青混合料通常为间歇式和连续式。连续搅拌系统还包括长滚筒和双滚筒，无论采用何种类型的搅拌设备，都具有收集干燥、矿粉和沥青加药、搅拌和粉尘处理等功能。如果搅拌机运转，工作人员必须随时打印并记录料仓的数量，以确保集料和沥青混合料的拌和温度与标准值不发生变化。此外，最终产品混合均匀，无白料、无离析、无涂层。

5.3 运输

高性能材料和普通沥青混合料的材料基本上是相同。为了沥青混合料在运输过程中的保温、防水板也不宜使用。车内应涂上油水混合料，使橡胶混合料向负荷方向移动，以避免骨料过多堆积。如果塌方过大，说明混合料级配或沥青含量有问题，应及时检查。车辆连续正常运行，不得出现因车辆不足而停车等重大现象。运输前，沥青混合料的温度过高。到达现场后需要等到沥青混合料温度降低。

运输控制需要做以下工作：（1）尽量使用大吨位车辆，因为大吨位车辆运输方便，所以运输至少需要15辆车。特别是长途运输时，小吨位车辆不允许在低温下使用。运输车货舱内的混合料必须覆盖保温层，运至现场冷却，温度不超过5摄氏度；（2）翻斗车的数量应满足连续补料的要求，且不得在搅拌站停留。根据生产规模和距离，一般需要20～40 辆车。（3）搅拌车不得将污染的车厢挪作他用。底板及两侧应严密、干净、光滑。地面和周围墙壁上的车厢前应使用日常运输材料土/水混合物（柴油：水=1:3）。防止混合物粘在底板上。（4）施工前对所有司机进行培训，加强对车辆的维护保养，防止车辆在运输过程中发生故障。（5）装车顺序应按车厢前、中、后的顺序进行，避免混合料离析；避免制动力使混合料分离；车辆运输后应在摊铺机前10-30 厘米处停车，应将其悬挂在中间位置，并从摊铺机上向前推进，以确保人行道的稳定性。

5.4 摊铺

摊铺前应定期检查摊铺机，确保路面是光滑的。路面施工前，先准备2～3 块10cm～20cm 宽的矩形优质木板。板材的长度稍长，以车间所有人员停止铺料时的松散度系数为准，板材放在上面，并正确测量和缓冲木材的厚度。摊铺机配备专用加热设备，对水平缝和板进行预热，确保接缝处于良好状态。

高性能沥青混合料的路用温度是以沥青强度等级为基础的，通过试验分析确定了温度和路面厚度等条件。摊铺前应先清理路面，表面清理干净后，即可进行高性能沥青混合料的摊铺工作。施工时对铺路材料进行预热，并均匀地涂上铁板，以避免黏附到颗粒材料油水混合物上。根据沥青混合料的种类、摊铺厚度、摊铺速度等参数调整热板振幅和振动频率，保证摊铺质量。摊铺机摊铺速度必须调整在2m/min～3m/min，摊铺速度不得改变或停止。沥青混合料中粗、细集料含量相对较小，易分离。因此，应保证摊铺层高度大于2/3 的螺杆，以保证输送给料机的旋转，减少摊铺机全宽的离析现象。

摊铺控制应注意以下几个方面：（1）混合料的摊铺速度应与搅拌机的进料速度一致，摊铺应保持恒定速度，不宜过快，控制在2m/min以上，中途不得停车。（2）路面厚度为设计厚度，乘以压力试验确定的路面系数，沥青混合料的自由系数一般为1.15～1.30，取细粒排水系数的上限和自由系数的下限。（3）沥青混合料的铺贴温度应根据沥青和黏结工艺选择，并应选择铺筑石料的涂层、温度和厚度。如果温度低于10 摄氏度，则不得混合热沥青。（4）摊铺机器必须配备全自动控制板。一个或两个走道必须配备传感器，通过外部参考线的纵向距离接触整个板，并能自动传输信号，倾斜控制器应能够将整个平台的坡度保持在0.1%以内。（5）摊铺机器应配备两个长度大于16m 的自动找平装置，该装置必须牢固地安装摊铺机两侧。全板控制的传感器组合，在贴片检查水平面后，必须使用传感器组合控制路面的厚度和水平，及时调整。