黄土高原地区Superpave高性能改性沥青混凝土面层施工质量控制

【摘 要】 本文结合雷西高速LXLM1合同段路面工程Superpave高性能改性沥青混凝土的施工经验，从原材料质量控制、级配控制、施工工艺质量控制等方面论述了Superpave高性能改性沥青混凝土路面质量控制。

【关键词】 Superpave高性能改性沥青混凝土 施工质量控制

雷西高速公路是国家高速公路网青岛至兰州高速公路（编号G22）的重要组成路段，起点位于陕甘交界的雷家角，顺接陕西壶口至雷家角高速公路，终点位于西峰区李家寺，接西峰至长庆桥高速公路。路线全长28.057km。项目主要位于黄土高原区陇东黄土高原亚区，是我国黄土高原地貌特征表现最为典型的部分。项目所在区属黄土高原干湿过渡区―陕北典型黄土高原中冻区。夏季炎热，降水多；秋季降温迅速，潮湿多雨；冬季寒冷漫长。

雷西路面面层结构为：密级配沥青碎石ATB-30（厚90mm）+中粒式高性能改性沥青混凝土superpave-20（厚50mm）+细粒式高性能改性沥青混凝土superpave-13。本项目高性能改性沥青混凝土严格按照superpave沥青混合料的设计方法进行设计，并严格控制superpave施工工艺，高质量地完成了面层施工，现以LXLM01标为例，简要介绍Superpave高性能改性沥青混凝土的施工关键工艺及质量控制要点。

1 原材料质量控制

1.1 沥青

沥青质量的好坏对路面施工质量起着决定性的作用，品质优良的沥青，是提高路面路用性能和长寿命的首要保证。Superpave高性能改性沥青混凝土使用改性沥青除应符合“聚合物改性沥青技术要求”的规定，同时必须符合美国SHRP PG76-22规定。本项目中、上面层选用韩国SK（AH-90#）SBS（I-C）改性沥青（表1）。

1.2 粗集料

（1）为了确保碎石集料生产的质量和均匀性，统一选用大型石料厂生产加工，采用三级破碎二级除尘工艺加工。（2）沥青面层根据不同混合料级配类型，满足级配要求，将集料分成4档规格备料。如下：Sup-13：16～9.5mm、9.5～4.75mm、4.75～2.36mm、2.36～0mm；（3）本项目sup-13面层采用陕西蒲城产石灰岩碎石，压碎值为17.3%，单粒径碎石针片状颗粒含量为7.2%，洛杉矶磨耗损失22.2%，吸水率0.3%，表观相对密度2.770，片石抗压强度大于35MPa，石料粘附性达到5级。

1.3 细集料

沥青面层细集料采用石灰岩轧制机制砂，洁净、干燥、无杂质。0.075mm筛孔以下颗粒不超过10%，2.36mm筛孔通过率应在90%以上。

1.4 矿粉填料

矿粉采用石灰岩或岩浆岩中强基性岩石等憎水性集料经磨细得到，原集料中不得含有泥土等杂质。本项目使用矿粉0.075mm筛孔通过率在90%以上。

1.5 原材料的抽检

对原材料经检验合格后方可组织进场。改性沥青进场后严格按《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）中的规定，进行车车检测，杜绝任何不合格的沥青入库。

集料在进场过程中，应加大检测频率，严格控制集料的质量变异性在规范要求范围内。料场须进行场地硬化，采取隔离措施，以免不同规格的碎石混杂在一起，料堆要有明显标识。最重要的是各个料堆集料质量的均匀一致性，同时要保证集料足够干燥。

2 Superpave混合料级配控制及路用性能检测

Superpave沥青混合料配合比设计是通过旋转压实系统来实现，设计空隙率为4%，通过AASHTO T283冻融劈裂试验进行混合料水敏感性评价，要求残留强度比大于80%。

本项目对Superpave沥青混合料采取双指标进行施工质量控制。通过实践证明，Superpave级配设计主要是控制关键筛孔2.36mm和0.075mm的通过量。0.075mm通过率是粉胶比及压实度的最主要影响因素之一，只有精确、严格的控制其用量，才能生产出性能优良的沥青混合料。（LXLM01标SUP-13上面层数据汇总）。

3 施工工艺控制

3.1 施工准备

（1）沥青面层原材料试验检测各项指标均符合设计及规范要求。（2）粘层施工。采用空压机配合专业清扫车将下承层表面的碎石、杂物、灰尘等彻底清理干净；对于局部粘附于下承层的灰尘、泥土用钢丝刷配合高压水枪冲洗，干燥后施工粘层。粘层油的喷洒宜在面层施工前12小时进行。对路肩及构造物边部与沥青混合料贴合的部位，人工涂刷粘层油。（3）沥青料拌和站调试完毕，沥青摊铺机、压路机、水车等设备都已到位，摊铺机已调试完毕。施工前放样已完毕。

3.2 沥青混合料拌和

沥青混合料拌和采用玛莲尼4000型沥青拌和机拌制，配备8个冷料仓、6个热料仓；拌和能力300吨/小时。（1）严格控制沥青和集料的加热温度以及混合料的出厂温度。沥青的加热温度宜在165℃～170℃，不应超过175℃，矿料加热温度为180℃～210℃，混合料出厂温度为175℃～185℃，当混合料出厂温度超过195℃或低于165℃，已影响沥青与集料的粘结力，混合料应废弃。（2）拌和时间由试拌确定。必须使所有集料全部裹覆沥青结合料，并以沥青混合料拌和均匀为度，每盘拌和时间不宜少于45s。（3）拌和时由试验室及时对拌和出的沥青混合料进行试验检测，并取样进行旋转压实试验、马歇尔试验和抽提试验，检验油石比、矿料级配及沥青混凝土的物理力学性质，如不符合要求立即进行调整。对不合格的沥青混合料坚决不上路摊铺。油石比与设计值的允许误差-0.1%至+0.2%。矿料级配与生产设计标准级配的允许差值：0.075mm±2%、≤2.36mm±4%、≥4.75mm±5%，并满足superpave限制点和限制区的要求。（4）在大面积生产过程中操作人员可根据计量、溢料情况，及时适当的调整冷料比例，但在整个路面施工过程中，试验段确定的热料仓比例再不容许调整。（5）控制粉尘用量 。不使用回收粉尘，拌和机排放的粉尘采用湿法处理，进入专用的废粉罐，集中加湿派运至指定地点。（6）每班作业完成后，用拌和楼打印的各种料数量，进行总量控制校核。以各仓用量及各仓级配计算平均施工级配、油石比，并与施工厚度和抽提结果进行校核（利用一个评定周期的沥青混合料总生产量、施工总面积、沥青混合料密度计算该摊铺层的平均压实厚度）。

3.3 沥青混合料运输

（1）沥青混合料运输采用15吨以上自卸车，运输车不少于15辆。自卸车必须清理干净，车厢底板及侧板要涂一层专用隔离剂，但不能在底板留有余液。（2）从拌和机贮料罐向运料车上卸料时，分层放料，汽车挪动不少于四次，从而减少粗细集料的离析现象。（3）运输车装好料运走前，拌和楼人员必须采用具有金属探测针的插入式数显温度计检测沥青混合料出厂温度（插入深度要大于150mm，在运料卡车侧面中部设专用检测孔，孔口距车厢底面约30cm），并检测沥青混合料的重量、记录好出厂时间、签发运料单、不合格的混合料不得进行上路摊铺。（4）沥青混合料在运输时必须加盖苫布保温、防雨、防污染（棉芯）帆布蓬，其大小应能完全覆盖整个车厢。到达工地时，只有当前一车正在进行卸料摊铺时，才能揭去该车覆盖蓬布。

3.4 沥青混合料的摊铺

（1）为了避免摊铺机搭接部位不出现温度离析，沥青混合料的摊铺采用一台大功率、抗离析的福格勒S2100-2摊铺机半幅全宽度进行，螺旋拼装宽度10.25m，采用平衡梁控制标高和平整度，摊铺速度一般控制在1.5～3m/min的范围内，做到缓慢、均匀、不间断的铺筑。摊铺机熨平板振捣30-40%。摊铺过程中，两侧螺旋送料器应不停的匀速旋转以减少离析现象，用餐时应分批轮流“交替”进行，切忌停工用餐，争取做到每天收工停工一次。（2）摊铺机应调整到最佳工作状态，螺旋布料器内混合料表面以略高于螺旋布料器2/3为度，使熨平板的挡板前混合料的高度在全宽范围内保持一致，避免摊铺层出现离析现象。（3）在摊铺前0.5～1h应预热熨平板，且预热温度不低于100℃，但要防止过冷、过热，因过冷易使铺层面拉痕，过热易使铺层拉油和烫出沥青胶浆。（4）每天开始摊铺时，摊铺机前方应有5辆以上运料车等候卸料，在摊铺过程中，摊铺机保持缓慢、匀速行走前进，不随意中途变速或停顿，随时注意松铺厚度及路拱，设专人修边，不影响平整度。（5）混合料摊铺温度一般不得低于165℃，并随时跟踪检测。（6）连续摊铺过程中，运料车在摊铺机前10-30cm处停住，不得撞击摊铺机。卸料过程中运料车应挂空档，靠摊铺机推动前进。并应将运料车的车厢大角度快速提升，使沥青混合料整体滑落，以避免大骨料向接料斗两侧滚动和堆积。（7）当遇雨或下层潮湿时，不得摊铺沥青混合料，对未经压实即遭雨淋、以及未达到压实度要求即已冷却结硬的混合料，应予以报废。

3.5 沥青混合料的压实成型

（1）SUP-13面层碾压组合方案：沥青混合料摊铺段落达到50米之后立即进行碾压。首先，采用2台13t双钢轮振动压路机并行同进退开始碾压2遍（静压匀速前进，后退时沿前进碾压时的轮迹行驶并振动碾压）碾压速度2～3 Km/h。然后，采用2台30t胶轮压路机并行同进退复压2遍（低温施工时可增加一台轮胎压路机加强复压），碾压速度控制在3～4Km/h；最后，采用1台13t双钢轮振动压路机全宽范围内微振一遍（前进后退均振动），静压1遍，碾压速度控制在3～4KM/h。小型双钢轮压路机及时进行边部碾压。（2）沥青混合料的碾压应掌握“紧跟、高温、慢压、强振”的原则，做到高温碾压、及时碾压。（3）碾压过程中，压路机起步，停车要缓慢，不得在热的混合料上急停或掉头。压路机碾压过程中采用间歇喷水方式，严格控制喷水间歇时间，以不粘轮为原则。当采用轮胎压路机时可以在轮胎上少量涂抹3：1的水与食用油混合物，待轮胎发热后粘轮现象可以消除。（4）压路机的碾压应在尽可能高的温度下进行。初压时，温度不得低于155℃；终压结束时温度不宜低于100℃。（5）现场的压实度采用压实度和空隙率双控，压实度以最大理论密度作为标准密度时，对于sup-13按其93%～97%控制，现场的空隙率用钻取的芯样进行测定，控制在3%～7%之间。

4 结语

高性能Superpave改性沥青混凝土作为路面面层时，能极大地提高沥青路面的抗永久变形能力和低温抗裂缝能力，收缩性能、疲劳特性、抗渗透性和抗滑性能等路用性能显著改善，延长了路面的使用寿命。为保证高性能Superpave改性沥青混凝土的施工质量，我们应该从原材料质量、级配、施工过程工艺、以及试验检测等方面严格加强控制。