浅议高性能沥青路面施工

摘要：Superpave， 即高性能沥青路面， 它包括胶结料与集料规范、混合料体积设计、混合料施工、性能预测、试验方法及设备等。随着设计交通等级的提高， 设计的要求也不断增加， 以保证道路使用的可靠度，使路面的使用性能得到显著改善。

关键词：沥青路面施工 高性能沥青

一、胶结料与集料规范

1.胶结料规范

同现行的沥青针入度和粘度规范相比， 胶结料规范具有下列重要特征:

综合考虑了施工期和使用期的沥青老化问题。

测量沥青动态的粘弹性指标。

试图使用性能指标。

指标固定， 变化试验温度。

既适用于未改性沥青， 也适用于改性沥青。

目前， 我国不少地区在进口沥青指标中增加了粘度指标， 这对保证沥青路面的高温性能起到了良好的作用。

2.集料规范

Superpave 混合料设计方法主要从两个方面考虑集料的特性: 共同特性和料源特性。集料的共同特性包括粗集料棱角、细集料棱角、扁平与细长颗粒质量分数和粘土质量分数; 集料的料源特性包括集料坚固性、集料安定性和有害物质含量等。

3.集料级配

Superpave 混合料体积设计的级配选择是通过控制点和限制区来实现的。设置控制点是要求集料

级配不得超出规定的区间， 控制点分别设于公称最大尺寸筛、中等筛(2. 36 mm ) 和最小筛(0. 75 mm )处。设置限制区的目的一是为了限制砂的用量， 二是为了提供足够的VMA。限制区位于沿最大密度级配线中等筛和0. 3 mm 筛之间， 形成一个级配不易通过的地带， 由于其形状象驼峰， 所以通过该区域的级配称为“驼峰级配”。“驼峰级配”表现为一种多砂混合料， 或相当于总砂量来说细砂太多的混合料， 这种级配的混合料在施工期间常出现压实问题， 并表现为在使用期间抗永久变形的能力不足。而且， 集料级配通过限制区容易造成VMA 过小， 从而对沥青含量过分敏感。我国幅员辽阔， 气候与交通条件变化很大， 各地对规范规定的级配范围有许多不同看法， 规定较宽，如何根据当地的气候和公路等级调整，尤其对表面层， 工程上进行了许多调整。

二、混合料体积设计

1. Superpave 混合料体积设计特点

用各种不同的沥青用量来压实混合料， 选定在设计压实次数时空隙率为4% 的沥青用量作为设计沥青用量。

加大了试件尺寸(150 mm 直径) ， 使之更适合于大粒径(25～ 50 mm ) 的集料。

旋转压实机更接近现场的压实过程， 其工程性质更接近于现场岩心试件。

实时测量实件高度与旋转次数， 画出压实曲线， 从而能评价混合料的压实特性。

增加了混合料短期老化， 使压实和空隙率计算更为符合实际。

在最大压实次数时规定了一个最大压实度， 使混合料的抗车辙能力更有保障。

在初始压实次数时规定了一个最大压实度， 避免了不稳定混合料的产生。我国沥青路面技术规范规定以拌和厂混合料与马歇尔密度作为标准， 以这个标准密度控制压实度。由于马歇尔密度随着拌和与压实温度变化而发生巨大变化， 如果稍稍降低一点拌和温度与压实温度， 马歇尔密度就会偏低， 以这个偏低密度的96% 去控制施工， 施工单位可以很容易地达到这个标准， 会认为这样做有利于提高路面平整度。以牺牲路面压实度为代价来片面追求路面平整度而引起的路面早期损坏问题， 在我国不少高速公路上都曾有过惨痛的教训。如果以最大理论密度作为标准密度， 就可基本避免此类事情的发生。

2. Superpave 混合料体积设计步骤

材料设计。

设计集料结构的选择。

设计沥青用量的选择。

水敏感性评价。需要指出的是， 关于水敏感性评价， 我国专家和学者已对此进行了多年研究。方面的指标。虽然沥青混合料有空隙率的指标， 但由于各种原因， 空隙率正常的路面照样发生水毁破坏，而且对于空隙率测定是否正确又很难检查。所以有人提出建立透水方面的指标，比空隙率更直观，也便于验收检查。

三、Superpave 混合料的施工

1.Superpave 混合料的拌和

关于拌合温度的确定，我国公路工程沥青及沥青混合料试验规程和Superpave 的相关规定中一致认为:拌合温度和压实温度应根据沥青结合料粘―温关系曲线来确定，为保证Superpave 混合料的压实，拌合温度应相对较高，以保证高温碾压。同时，为减轻离析、提高混合料的均匀性，还应特别注意拌合机的设置。拌合厂应选择合理的振动筛筛孔，严格控制，将超粒径料排除出去。同时拌合机要解决好漏粉问题。

2.Superpave 混合料的运输

Superpave 混合料的运输与普通沥青混合料基本相同，沥青混合料在运输过程中宜采用篷布保温。车厢内应涂上油水混合物，防止混合料粘厢。装料车在装料时应前后移位，避免料堆过高而造成集料离析。混合料装载后应保持一定的形状，如过度坍落说明混合料的级配或沥青含量存在问题，应及时注意检查。料车数量的调配应保证摊铺机连续正常作业的需求，不能出现因车辆少而造成停工等料现象。运输车在运输前应对沥青混合料进行温度测量，到现场后低于摊铺温度的混合料不得卸车。

3.Superpave 混合料的摊铺

沥青混合料的摊铺温度应根据沥青标号、粘度、气温、摊铺层厚度的不同通过实验确定。摊铺混合料之前，应把已铺好的中面层顶面清扫干净。经严格检查合格后，方可进行上面层高性能混凝土的摊铺作业。为保证各层摊铺表面平整、厚度均匀，符合纵横坡度要求，在每次摊铺前应设置足够的基准控制线，并仔细调整摊铺机熨平板角度和坡度以及自动控制系统。对熨平板必须预热，并均匀涂刷油水混合液，以免粘附粒料。

4.Superpave 混合料的碾压

对热拌沥青混合料路面而言，压实对路面的强度和耐久性有很大的影响。良好的路面压实有助于提供足够的承载力来满通荷载的需要、抵抗周围环境的变化。Superpave 混合料通过使用高要求的材料，达到改善路面长期使用性能的目的，但压实问题也随之而来。

四、配合比质量控制

有了优质的原材料，需要充分理解规范中配合比设计所要求的有关技术指标，使设计出的沥青混合料既要满足规范的有关规定，又要使混合料性能尽可能的优良，应注意以下几点：

1. 配合比设计总的目标是确定混合料的最佳组成，使之满足路用性能要求，而且经济。但由于沥青混合料是一种不变的相互矛盾的体系，应结合当地具体情况，抓主要矛盾，以马歇尔试验为主，并通过车辙试验确定比较合理的配合比。

2. 配合比设计采用的原材料一定要有代表性，特别是生产配合比的调试，否则无法指导施工。

3. 在最佳油石比选择上，要充分考虑当地气候的影响及渠化交通等因素，既要有足够的沥青含量以保证沥青混合料的耐久性，又要不因沥青用量过多而引起高温车辙和泛油现象出现。

结论

随着公路等级的不断提高，对沥青路面的质量提出更高的要求。Superpave技术设计沥青混合料有较好的抗车辙变形、能力、抗疲劳性能和抗水损害性能，能达到高性能沥青路面的预期效果。