大粒径透水性沥青混合料柔性基层施工技术浅谈

摘 要 大粒径透水性沥青混合料（Large Stone Porous Asphalt Mixes，以下简称LSPM）是指混合料最大公称粒径大于26.5mm，具有一定空隙率能够将水分自由排出路面结构的沥青混合料。LSPM是一种新型的沥青混合料，通常由较大粒径（25～62mm）的单粒径集料形成骨架，由一定数量的细集料形成填充而形成的骨架型沥青混合料，用作路面结构的基层使用。本文结合项目的具体施工情况，对其施工工艺做简要介绍。

关键词 大粒径 透水性 沥青混合料 柔性基层 施工

中图分类号： TU74 文献标识码： A

1 工程概况

本合同段为长深线青州至临沭（鲁苏界）高速公路第一标段，起讫桩号为K0+000～K7+250，路线全长7.25公里。工程范围包括路基、路面、桥梁、涵洞（通道）、排水防护、交通等工程。

本合同段路面主要工程量：路面面层70.35万平方米、大粒径透水性柔性基层18.04万平方米、路面基层43.36万平方米、底基层23.13万平方米，路面主线结构层总厚度为83cm。各层组合如下：上面层为4cm改性沥青马蹄脂碎石混合料（SMA-13）；中面层为6cm中粒式改性沥青混凝土（AC-20）；下面层为8cm粗粒式沥青混凝土（AC-25）；柔性基层为15cm大粒径透水性沥青混合料（LSPM-30）；基层为34cm水泥稳定碎石；底基层为16cm水泥稳定石屑。

2 施工材料

大粒径沥青混合料所用粗集料应采用坚硬岩石，应该洁净、干燥、表面粗糙。细长及扁平颗粒含量不应超过15%，集料压碎值应不大于26%，与沥青粘附性不小于5级；粗集料其它质量技术指标应满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）对沥青混合料用粗集料的质量技术要求；细集料宜采用机制砂，应洁净、干燥、无风化、无杂质，并有适当的颗粒级配，机制砂宜采用专用的制砂机制造。

由于大粒径沥青混合料为透水混合料，为了提高沥青混合料的抗水损害能力，填充料应采用干燥消石灰粉或生石灰粉，石灰粉应干燥、洁净，能自由地从粉仓中流出，其质量应满足《公路路面基层施工技术规范》（JTJ 034-2000）表4.2.2中Ⅲ级钙质消石灰粉或生石灰粉技术要求，并同时满足下表要求。

填料技术要求

在拌和站拌和过程中禁止使用回收粉进行混合料生产，集料经拌和站加热、除尘后0.075筛孔的通过率不得大于1%。

为了提高大粒径沥青混合料的耐久性，混合料采用的沥青胶结料为MAC改性沥青，改性用的基质沥青应为70-A级道路石油沥青。MAC-70号改性沥青要求的技术指标如下表。

MAC-70#改性沥青的技术要求

3配合比设计

3.1 级配设计

LSPM作为基层要承受车辆荷载，另外还兼有排水功能，因此设计的混合料要形成骨架结构、空隙率在15%左右。LSPM没有固定的级配曲线，其级配与原材料的性能有关，不同的原材料其级配曲线是不一样的。最终设计级配需经过混合料体积设计、功能（渗水）及性能检验确定。由于LSPM的级配是根据粗集料的骨架和体积状态以及细集料的填充状态，通过实际计算而得到，级配范围随着原材料的体积性质而有所变化，但是为了便于对施工质量的控制，在级配控制时采用对重点筛孔进行重点控制，主要为0.075、4.75、9.5、13.2、26.5、31.5各级必须满足范围要求。其余筛孔允许有一点超出施工级配要求范围，偏差范围以标准级配曲线为准，标准级配曲线是指成功试验段混合料多次抽提筛分结果合成曲线，沥青含量允许偏差为±0.2%。

大粒径级配允许范围

混合料的级配曲线以抽提筛分结果为准。混合料在取样时应尽量避免离析，可以多取一些然后进行四分。

3.2 配合比设计

LSPM可采用大型马歇尔试验方法或旋转压实法进行配合比设计，其设计采用体积指标、沥青膜厚度以及混合料性能指标来控制。最佳沥青含量的确定应采用沥青膜厚度、设计空隙率并综合析漏与飞散试验方法确定。混合料室内采用大马歇尔法成型时，双面要求各击实112次。沥青膜厚度要求大于12μm，沥青膜厚度计算采用混合料集料比表面积。

按目标配合比设计、生产配合比设计和生产配合比验证三阶段进行混合料的配比设计。当料源发生变化时，需重新进行配合比设计。沥青混合料配合比设计应完成以下性能验证：高温稳定性、渗透性能、肯塔堡飞散试验。其中高温稳定性试验用8cm厚车辙试件进行车辙试验，或用汉堡轮辙试验进行检测。渗水试验按照ASTMPS-129规范标准，不小于0.01cm/s。混合料大马歇尔试验配合比设计技术指标需满足下表要求。

LSPM大马歇尔试验配合比设计技术标准

4 混合料施工控制

4.1 LSPM摊铺前下封层施工

根据设计要求，为了保证层间粘结良好，应在水稳碎石基层顶面撒布乳化沥青透层油，洒布量控制在1.2±0.2kg/O。

为了保证LSPM渗透的水分不继续下渗而破坏下面结构层，在透层油之上采用单层沥青表处作为封层与密水层，具体做法为使用道路石油沥青70#-A级热沥青作为粘结料，采用专用的热沥青撒布机进行施工，沥青用量为1.1～1.3Kg/O，然后撒布5～10mm沥青用量为0.3%的预拌碎石（石灰岩）。碎石洒布量控制在7～9kg/O （具体应通过试验确定），在碎石洒布完以后采用胶轮压路机碾压，以使碎石嵌入沥青之中。

4.2 混合料拌和

因为LSPM矿料中细颗粒成分较少，在干燥筒中容易过热，拌和时会促使沥青老化，因此应对拌和温度进行严格控制。LSPM与传统沥青混合料存在较大的差异，这种差异可以体现在施工的每一个环节。混合料采用MAC-70#改性沥青，沥青采用导热油加热，加热温度在170～180℃之间，集料加热温度应比沥青温度高10～20℃。拌和站混合料的出场温度宜控制在170～185℃，废弃温度为195℃。拌和时间由试拌来确定，必须使所有颗粒全部覆裹沥青结合料，并以沥青混合料拌和均匀为度。拌和的混合料应均匀一致、无花白料，无结团成块或严重粗集料分离现象，不符合要求时不能使用，并应及时调整。LSPM最大粒径比较大、粗集料多而且沥青用量小，为此必须延长拌和时间，一般至少为45s以提高混合料的均匀性。

4.3混合料运输与摊铺

为了防止混合料中的细料粘结在料车底部或周壁并积聚，最后倒入摊铺机而在路面形成油斑，料车在每天装料前应适当涂抹油隔离剂，同时在摊铺过程中也应当注意细料的积聚并清除。运输过程中应尽量避免急刹车，以减少混合料的离析。由于混合料的特殊性容易离析，所以要从开始就注意避免离析的发生，在往运输车装料时要求料车做到前后移动分多堆装车；运输车应当在摊铺机前10～30cm处停住，不得撞击摊铺机，卸料过程中运输车应挂空挡由摊铺机推动前进；运输车辆应当备有覆盖蓬布，以保证混合料在运输过程中温度尽量不损失。同时运输能力要有比摊铺能力有所富余，以避免摊铺机的长时间待料，并保证摊铺的连续性。

混合料的摊铺应保持合理的速度，根据拌和站的拌和能力进行合理调整，一般不得大于2m/min，达到缓慢、均匀不间断的摊铺。摊铺机应调整到最佳工作状态，调整好螺旋布料器两端的自动料位器，并使料门开度、链板送料器的速度和螺旋布料器的转速相匹配。布料器中料的位置应以略高于螺旋布料器2/3为度，同时螺旋布料器的转速不宜太快，避免摊铺层出现离析现象。要注意摊铺机料斗的操作方法，减小粗集料的离析，摊铺机料斗应在刮板尚未露出约有10cm的热料时收拢，基本上是在运输车刚退出时进行，而且应该做到在料斗两翼刚复位时下一辆料车开始卸料，做到连续供料避免粗集料集中。

4.4混合料压实

LSPM的压实是保证基层质量的重要环节，应选择合理的压路机组合方式和碾压步骤。由于LSPM是一种完整的粗骨料架结构，施工时既要保证粗骨料的骨架结构又要防止由于过碾而导致骨架棱角的破坏。

摊铺混合料后紧接着碾压，碾压采用2台戴纳派克双钢轮振动压路机（或采用DD130振动压路机或吨位相同的振动压路机）、1台DD110双钢轮振动压路机和1台胶轮压路机。压实分初压、复压、终压三个阶段进行。碾压时，由外到内，相邻碾压带轮迹重叠20cm以上，中间接缝处先碾压部分先预留30～50cm，待剩余部分摊铺完成后一并碾压，压路机不得在新铺的沥青混合料上转向、调头、停留和刹车。

初压时，采用振动双钢轮压路机碾压，压路机应让驱动轮靠近摊铺机，起步时不应过猛，停机时不得急刹车，初压时，速度不超过1.5km/h。复压及终压均采用双钢轮振动压路机碾压，机轮上洒适量水保持合理的压实速度。为避免压实过程中出现粘轮现象，振动压路机水箱中可以加入少量的洗衣粉表面活性剂。胶轮压路机可以在压实过程中涂抹隔离剂，并以不粘轮为原则，即等到轮胎温度升高后不再粘轮时就不需要继续喷洒了。

4.5接缝处理

在摊铺过程中，采取两台摊铺机一前一后梯队摊铺的形式，前后距离一般在10～20米，可避免纵向接缝。

横向接缝应与线路中线垂直，摊铺新料前，人工在前一天施工段端部切一道横向接缝，挖走废料。在下一天施工路面上放置厚度为“松实厚度之差”的钢板（6～10mm）将摊铺机熨平板沿横缝放在钢板上，开始摊铺，局部离板部位筛适量热的细料，开始碾压，碾压时选用双钢轮式压路机横向碾压，每压一遍向新铺混合料方移15～20cm，直到压路机全部在新铺层上，再改为纵向碾压。

5 混合料防离析控制

所谓离析是指混合料中的粗集料与细集料分离开来，呈现出粗细集料在某一部位局部集中的现象，是LSPM在生产施工中应当预防和注意的最常见问题。沥青混合料中主要发现三种离析：随机离析、纵向离析和运输离析。

5.1随机离析

随机离析通常是因为料场对粗集料的堆积不当或冷料进料过程中有问题。在堆料时粗集料容易沿料堆向下滚落到料堆底部，在送向冷料斗之前，必须用前端装载机将集料拌和均匀。如果没有重新拌和，粗集料会被装载机集中地放在一个冷料斗中，这应根据拌和楼的生产方式，明显地改变混合料中集料的级配。

5.2纵向离析

仅发生在摊铺机一侧连续的离析，通常是由于卡车在由拌和楼或储料仓不正确的装料引起。如果混合料不能卸载在卡车底的中间位置，最粗的颗料就可能滚到一侧并沿边上堆积。当混合料装进摊铺机料斗时，离析的混合料将会置于道路的同一侧，这样就会在摊铺机一侧纵向出现离析的粗纹理区。

5.3运输离析

LSPM运输离析发生在卡车运送混合料到摊铺机的过程中。当运输道路不平整时，极容易发生离析现象。在卡车装料过程中，为避免装料和运输离析，最好移动卡车位置，将混合料在卡车中装成前、后、中三小堆，减少集料滚动的距离。

5.4减少离析的主要措施

5.4.1集料堆积和运输

分层堆积集料（尤其是粗集料）可以减少随机离析问题。在料场场地容许的情况下，尽可能减少料堆的高度。如果粗集料在料堆底部发生了离析，应当采用前端装载机将料重新拌和后，才能送到冷料斗中。加强料堆卸料和装料的管理，是减少随机离析的关键。

5.4.2汽车装卸料

防止因汽车装载而形成的离析，在装载过程中，应至少分三次装载，第一次靠近汽车的前部，第二次靠近汽车的尾部，第三次在汽车的中部，通过这种方法基本上能消除因装载形成的离析。如果每拌一盘料就进行装载，通过滑模在汽车的上方移动，可对汽车进行均匀装载，它比分三次装载的效果还要好。另外，当汽车内的混合料进入摊铺机时，应使混合料作为一个整体进入摊铺机的料斗，这样可以避免因汽车卸载时引起的离析。

5.4.3摊铺机摊铺作业

在摊铺过程中保持摊铺机料斗至少半满，只有在必要时才收起料斗，料斗的收起能消除料床上的料沟，能使下一车的料作为一个整体卸在摊铺机的料斗里，这样会明显减少离析程度。在汽车卸载在摊铺机上时，卸载速度应尽可能的快，当摊铺机的料很满时，混合料就从汽车的底部运走，这样就减少了材料的滚动，一定程度上减少了离析。尽可能保证摊铺机进行连续作业，不要停顿。调整摊铺机的摊铺速度使之与拌和厂的供料速度一致。

5.4.4保证摊铺厚度

根据对LSPM离析的施工，发现摊铺厚度对混合料离析有很大影响，当摊铺厚度变厚时可以明显减少离析程度，因此在摊铺过程中应注意检查摊铺的厚度，保证混合料的最小摊铺厚度。

参考文献：

1.长深线青州至临沭（鲁苏界）高速公路土建工程《施工招标文件》

2.长深线青州至临沭（鲁苏界）高速公路第一合同段两阶段施工设计图纸

3.《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）

4.《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTJ 052-2000）

5.《公路工程质量检验评定标准》（JTGF80/1-2004）

6.《大粒径透水性沥青混合料柔性基层设计与施工指南》