浅析市政工程改性沥青路面施工技术

【摘要】：本文重点分析聚合物改性沥青的分类及适用范围以及改性沥青路面施工的配合比设计再到改性沥青路面施工工艺、技术要点通过路面全程施工进行分析和阐述。

【关键词】：市政工程改性沥青施工技术

中图分类号： TU99 文献标识码： A 文章编号：

市政公路建设作为拉动城市经济增长和提升城市形象的基础物质条件具有举足轻重的作用 ，近年来，随着各种新工艺、设备和材料的应用，以改性沥青应用于市政道路的养护，大大降低了成本，缓解了政府财政压力,加快了城市建设步伐,实现城市绿色GDP的快速增长。

一、聚合物改性沥青的分类及适用范围

主要规定了SBS、SBR、EVA及PE等三类聚合物改性沥青的技术要求，这是目前国内外最普遍采用的聚合物改性剂；改性沥青以针入度分级(这次修改为一个范围)，将感温性即针入度指数PI作为关键性评价指标；相应于不同的气候条件选择使用不同的等级。SBS改性沥青标号的选择：我国大部分地区可以选择I-D，西北和东北地区可以选用I-C，I-B适用于非常寒冷的地区，I-A级除特殊情况外很少使用。

关于改性沥青性能的评价指标，针对三类改性沥青的不同特点，选择代表性的试验指标作为重点评价指标。SBS改性沥青的高温、低温性能都好，且有良好的弹性恢复性能，所以采用软化点、5℃低温延度、回弹率作为主要指标。离析是一个量化的控制指标。SBR改性沥青的低温性能较好，所以以5℃低温延度作为主要指标。另外粘韧性试验对评价SBR改性沥青特别有价值。EVA及PE改性沥青的特点是高温性能改善明显，以软化点作为主要指标。离析是一个量化的控制指标。由于PE不溶于三氯乙烯，对溶解度不要求。考虑到普遍反映SBS改性沥青PI值试验误差较大，经常发生争议，因此这次普遍降低了0.2。因为改性沥青用RTFOT做质量损失有困难，而且国外正在修订RTFOT的试验方法，因此老化试验改为以TFOT为主。

二、改性沥青路面施工的配合比设计

国家规范规定的指标是最起码的要求，是一个低要求。规范必须兼顾全国各种不同的情况，有不同的气候条件、不同的交通条件、不同的道路等级、不同的经济基础、不同的材料资源、不同的技术水平。将那么多的不同都统一到一个规范中，规范就不可能有明确的针对性，不能满足每个具体的工程的要求。 执行规范的时候，必须考虑到当地的实际情况，允许对技术要求作适当的调整，所有这些，往往都反映在工程的设计文件和招标文件中。各地应该根据当地的材料、施工水平、经济实力、习惯，尤其是使用多年的成功的经验，规定更具体的指标。对改性沥青混合料的性能检验，应针对改性目的进行。以提高高温抗车辙性能目的为主的一种改性沥青混合料，在车辙试验动稳定度符合要求的同时，其低温性能不得低于未改性的基质沥青混合料的指标。以提高低温抗裂性能为主要目的的改性沥青混合料，在低温弯曲试验的破坏应变在符合要求的同时，其高温稳定性不得低于未改性的基质沥青混合料的指标。有人认为配合比设计检验达到了规范指标，路面就不应该发生车辙或者出现坑槽等水损坏了。这是对配合比设计“检验”的一种误解。配合比设计“检验”是检验配合比设计是否合理的指标，但路面发生车辙或水损坏更重要的是受施工质量与均匀性、设计(如路面结构组合）、气温、荷载等的影响。动稳定度高不等于路面不会发生车辙，水稳定性检验指标达到要求不等于路面不会发生水损坏。但反过来，要想防止路面破坏，这些检验指标是起码应该达到的，所以应该辩证的认识这些指标：既要按规范检验符合要求，同时又不能过分扩大其作用。

1、要明确区分集料最大粒径和公称最大粒径

集料最大粒径：指集料的100%都要求要通过最小的标准筛筛孔尺寸；

集料公称最大粒径：指集料可能全部通过或允许有少量不通过(一般容许筛

余不超过10%)的最小标准筛筛孔尺寸。通常比集料最大粒径小一个粒级。沥青面层集料的最大粒径宜从上到下逐渐增大，并应该与压实层厚度相匹配。

实践证明，我国通行的中下面层的层厚在只有50～60mm的较薄的情况下，采用的25～30mm的公称最大集料粒径与厚度不匹配，导致最大粒径相对过大。最大粒径相对层厚过大的缺点是混合料离析严重(全幅摊铺离析更甚)；压实不足，达不到提高抗车辙性能的目的；不能形成一定的压实层，导致沥青层透水，并导致早期水损害破坏。

2、各种沥青混合料类型的适用范围

多年来，我国的设计文件对路面的结构层和沥青混合料类型都有所规定。但是多年来，各工程建设单位在审查设计文件时，经常有异议，且经常要通过专家论证提出进行修改，施工单位也经常有不同的看法。因此，作为施工的一环，工程建设单位、监理、施工单位需对路面结构的合理性予以认可，如发现设计明显不适合工程的交通条件时，可提出意见要求修改，这是施工阶段的一项重要工作，这样做能避免许多由于设计不合理造成的早期破坏。

沥青混合料配合比设计时，最重要的指标莫过于空隙率了，但对于如何确定设计空隙率各国都有不同的做法，大部分国家是规定一个范围，而且普遍为3%～5%，或3%～6%，美国以前采用马歇尔方法设计时也是这样规定的。后来采用Superpave方法后，统一采用空隙率4%。结合我国实际情况，应根据路面施工的实践经验以及公路等级、气候条件、交通情况，调整确定最佳的沥青用量OAC。

对炎热地区公路以及高速公路、一级公路的重载交通路段，山区公路的长大坡度路段，预计有可能产生较大车辙时，宜在空隙率符合要求的范围内将计算的最佳沥青用量减小0.1%～0.5%作为设计沥青用量。施工时的密度或压实度不低于未减小沥青用量时的水平，且渗水系数符合要求。如果试拌试铺达不到此要求时，宜调整所减小的沥青用量的幅度。

对寒区公路、旅游公路，最佳沥青用量可以在OAC的基础上增加0.1%～0.3%，以适当减小设计空隙率，但不得降低压实度要求。

三、改性沥青路面施工工艺、技术要点

1、混合料拌和工艺

拌和厂地额地面要硬化，细集料加顶棚；宜采用间歇式拌和机；间歇式拌和楼每盘生产周期不宜小于45s，干拌时间不少于5～10s。改性沥青和SMA混合料拌和时间应适当延长；根据纤维的品种和形状的不同，可选择采用适当的方式与拌和周期同步添加，纤维不加热，在拌和过程中必须充分分散，与沥青混合料拌和均匀；颗粒纤维宜采用专用设备自动上料，纤维应在粗集料投入的同时加入，经5～8s的干拌，再投入矿粉，总的干拌时间应比普通沥青混合料增加5～10s；当工程量很小，且缺乏机械添加纤维设备，只能由人工添加时，颗粒纤维可将每拌一锅所需的数量换算成体积由人工量取直接投入拌和锅中拌和；絮状纤维可预先分装成塑料小包，按照每拌一锅所需的数量，添加一包或两包，包装纤维用的塑料袋应能在拌和过程中遇热熔化；拌和SMA混合料的拌和机应有良好的密闭性，防止纤维、石粉飞扬，影响添加数量。

2、混合料的运输

从拌和机向运料车上装料时，应每卸一斗混合料挪动一下汽车位置，以减少粗细集料的离析现象； 运输车的标准载重不宜小于15吨、车厢侧板和底板可涂一薄层油水混合液；运料车应用篷布覆盖，夏季运输时间短于0.5h时，也可不盖。但对改性沥青或SMA混合料，任何情况都必须覆盖。

施工过程中摊辅机前方应有运料车在等候卸料，开始摊铺时等候卸料的运料车不宜少于5辆；摊铺过程中，运料车应在摊辅机前l0～30cm处停住，不得撞击摊辅机。卸料过程中运料车应挂空挡，靠摊辅机推动前进；为了解决沥青路面施工过程中的交叉污染，本规范作了一系列规定。对运料车的轮胎要求干净是首次列入，这在国外似乎是常识，但我国许多工程往往很成问题，必须下功夫改进。

3、混合料的摊铺

摊铺沥青混合料应缓慢、均匀、连续不间断地摊铺。摊铺过程中不得随意变

换速度或中途停顿。用机械摊铺的混合料，不应用人工反复修整。人工找补或更换混合料应在现场主管人员指导下进行；当高速公路和一级公路施工气温低于1O°C 、其他等级公路施工气温低于5ºC时，不宜摊铺热拌沥青混合料。有些工程出于平整度的考虑，不切实际的采用一台摊铺机全幅摊铺的方法，容易造成离析，振捣力较小，压实不均匀。应强调在摊铺前的下层质量，对不符合质量要求的应坚决不予以施工；摊铺机摊铺速度的要求是2～6m/min，改性沥青混合料和SMA时宜为1～3m/min。

4、混合料的压实

压实是沥青路面施工中最重要的一个工序！现在，压实不足是一个比较突出的问题！是导致沥青路面早期损坏的重要原因。平整度固然重要，但压实度更重要，必须在确保压实度的前提下提高平整度！碾压过程中有一些问题特别应该注意：普遍存在压路机碾压速度过快的问题；普遍存在碾压过程中喷水过多的问题，喷水必须是雾状的，不得自流的，喷嘴必须经常检查有没有堵塞；对轮胎压路机，不必洒水。开始碾压之前必须将轮胎预热，除了开始阶段可能会沾轮要注意清理外，很快轮胎发热了就不会沾轮了；压实层最大厚度：沥青混凝土不宜大于100mm，沥青稳定碎石混合料不宜大于120mm，但是采用大功率压路机可达到150mm。经实采用振动压路机或轮胎压路机直接碾压无严重推移而有良好效果时可免去初压，直接进入复压；复压碾压段总长度通常不超过60～80m。轮胎压路机总质量不宜小于25t，增加了对粗集料宜优先采用振动压路机复压。采用三轮钢筒压路机时增加重叠宽度“不应少于200mm”要求。增加了对大型压路机难于碾压部位宜采用小型振动压路机或振动夯板补充碾压。

5、接缝

现规范上下层的纵缝应错开150mm(热接缝)或300~400mm(冷接缝)以上；

现规范在接缝碾压方式上面增加：碾压时由边向中碾压留下100~150mm，再跨缝挤紧压实。现规范横向接缝型式增加“阶梯形接缝”，阶梯形接缝的台阶经铣刨而成，并洒粘层沥青，搭接长度不宜小于3m；现规范删除了平接缝施工方法。

6、透层油或下封层

透层油必须起到固结、封闭、与基层连接成为一体的作用。在半刚性基层上洒布阳离子乳化沥青透层油时经常透不下去，形成油皮，施工车辆破坏较多，透层油没有起到应有的作用，封不住水。这也是沥青路面导致早期损坏的根本原因所在。因此在做下封层时，实际上进行喷洒乳化沥青后，再进行撒石屑或砂子，这时候的这个厚度并不能叫下封层，只能叫透层油。为了做好半刚性基层上透层油，宜采用煤油稀释的中凝液体沥青，或采用阴离子乳化沥青，为了使透层油好透一些，最好用水泥稳定碎石进行上基层的摊铺，尽可能少用或者不用二灰碎石，粘层油对加强沥青层与沥青层之间的粘结十分重要；必须强化洒布粘层油的规定。同时要注意不得污染沥青层；严禁在沥青面层铺筑过程中或铺筑后将挖出的土堆放在沥青面层上造成污染。

7、施工过程中压实度的检测

碾压过程中宜采用核子密度仪等无破损检测设备进行压实度的动态过程控制，测点应随机选择，一组不少于13点，取平均值，并与标定值或试验段测定值比较评定。测定温度应与试验段测定时一致，检测的准确性需经钻孔试件标定。压实度计算及标准密度的确定方法应遵照本规范附录E的规定，选用其中的1个或2个标准评定，并以合格率低的作为评定结果。钻孔取样后应及时将孔中灰浆冲洗干净，吸净余水，待干燥后以相同的沥青混合料分层填充夯实。钻孔试件逐个测定密度计算压实度。压实度检测一组数据的最少测点数为3个，当一组检测的合格率小于60%，或平均值小于要求的压实度时，可增加一倍检测点数。如6个测点的合格率小于60%，或平均值仍然达不到压实度要求时，允许再增加一倍检测点数，要求其合格率大于60%，且达到规定的压实度要求。

必要时应核查标准密度的准确性，以确定是否需要返工以及返工的范围。当所有钻孔试件检测的压实度持续稳定并符合要求时，钻孔频度可适当减少至不少于每公里一个孔。

【参考文献】

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