高速公路沥青路面施工质量监控技术

摘要: 应用有关先进技术与工程经验, 对沥青路面施工中的材料选择、混合料设计、混合生产与混合料铺筑4 个关键环节及其相互关系, 以及施工过程的质量管理与质量要素进行了重点而具体的论述, 并提出了相关建议。期望能对解决我国沥青路面早期损坏问题有所裨益。

关键词： 质量管理； 混合料设计；混合料生产；混合料铺筑

中图分类号：F253文献标识码： A

我国高速公路与重交通道路沥青路面发生早期破坏的现象并不少见, 破坏原因比较复杂, 需要对具体情况进行具体分析。除了土基与半刚性基层的质量问题以外, 就沥青面层本身而言, 在沥青与集料的选择、沥青混合料设计以及混合料生产与铺筑上存在问题, 都会对沥青路面的质量造成重大影响。

1沥青与集料的选择和准备

正确选择沥青结合料与集料, 是沥青混合料设计与沥青路面施工的基础。严格来讲, 这是沥青混合料设计的首要问题。

1.1沥青结合料

沥青结合料是沥青路面的关键材料, 沥青结合料的性能与用量直接影响到沥青路面的热稳性、抗裂性与耐久性。应按照高速公路或重交通道路所在地区的气候与交通荷载条件选择适合的沥青等级。我国沥青路面施工规范采用针入度指标对道路沥青进行分级, 规定高速公路沥青路面采用重交通道路沥青, 寒区采用AH- 90, AH- 110 与AH- 130, 温区采用AH- 70 与AH- 90, 热区采用AH- 50 与AH-70。这样规定可为沥青等级的选择提供粗略的指导。但这是很不够的。针入度只说明中等温度( 25 ) 时沥青的稠度, 无法表征低温特性。因此按针入度分级的沥青规范, 有可能把具有不同温度敏感性的沥青划为同一等级, 从而在工程应用上造成问题。美国战略公路研究计划( SHRP) 所提出的全新的沥青结合料规范和全新的试验设备及方法, 既适用于未改性沥青也适用于改性沥青。其特点为结合料粘弹性能的规定值是固定的, 而达到此规定值的试验温度是变化的。试验温度则同沥青路面设计最高温度与最低温度直接相关, 而路面最高与最低的设计温度又取决于当地的最高与最低日气温。结合料规范全面考虑了结合料的高、中、低温的粘弹性能、老化特性与施工特性, 而且根据工程的交通荷载与气温条件来确定结合料性能等级, 是比较科学合理的, 代表了当今沥青技术的先进水平。故建议在选择沥青结合料时沥青结合料除了符合我国现行规范要求以外, 还应按 结合料规范的要求,确定沥青结合的性能等级PG。事实上我国许多省市在进行沥青结合料的选择时都这样做了, 而且都取得了满意的效果。在选择沥青结合料等级时, 还应考虑到沥青混合料类型的不同。骨架型混合料如SMA 需要采用比常规AC 混合料粘度( 稠度) 更大的沥青结合料。美国建议SMA 按结合料规范确定结合料等级, 在根据气候推荐PG 等级的基础上高温等级增加1 级或2 级。我国公路SMA 路面施工技术指南( 草案) 规定, 采用比当地常用沥青较硬一级的重交通道路沥青, 建议南方热区采用AH- 50, 中部级北部温区采用AH- 70, 东北寒区采用AH- 70 及AH- 90。有的地区在铺筑SMA 或抗滑表层时, 采用了常规沥青混凝土所用沥青结合料, 路面在交通荷载作用下容易出现车辙, 或在行车碾压带发生沥青玛蹄脂上浮, 而失去构造深度。

1.2集料

在沥青混合料中集料( 含矿粉) 比例约为94~96% , 沥青含量约为4~ 6%。集料是沥青混料的主体成分, 它与沥青结合料一起, 决定着沥青路面的服务性能。要求选用质地坚硬、断面粗糙、形状接近立方体的破碎石料, 许多国家都采用洛杉矶磨耗率来表征粗集料的韧度。几乎所有国家都有关于集料形状、破碎面数量与洁净度的规定。用于上面层或磨耗层的集料还要求具有优良的抗磨光性能。集料的洛杉矶磨耗率、压碎值、坚固性、视密度等为集料的资源特性。资源特性固然重要, 但毕竟受到地区资源的限制而不可苛求, 从工程经济考虑,在集料选择上应尽量利用当地资源, 贯彻就地取材原则。集料更为重要的特性为统一特性或加工特性, 集料的加工特性表现为集料的棱角性、针片状颗粒含量和洁净度( 粘土含量) 。采用正确的破碎机械与加工工艺, 如采用园锥式破碎机或反击式破碎机均能加工出符合统一特性要求的集料。集料加工生成的各级料堆集料的尺寸规格, 应根据所设计的沥青混合料的公称最大径进行确定。例如AK - 13A( 或SMA13) 可加工生产9. 5~16. 0 mm, 4. 75~ 9. 5 mm、2. 36~ 4. 75 mm 与0~ 2. 36mm 4 种集料;AC- 16I 可加工生产9. 5~ 19. 0 mm, 4. 75~ 9. 5mm、0~ 4. 75 mm 3 种集料;AC- 20I 可加工生产16. 0~ 26. 5 mm, 9. 5~ 16.0 mm、4. 75~ 9. 5 mm 与0~ 4. 75 mm 4 种集料;AC- 25I 可加工生产16. 0~ 31. 5 mm, 9. 5~ 16.0 mm、4. 75~ 9. 5 mm 与0~ 4. 75 mm 4 种集料;AC- 16I、AC- 20I 与AC- 25I 型混合料做配合比设计时一般还应添加适量的天然砂。集料加工应有稳定的料源, 适合的破碎加工方法( 包括筛分) 。这样才能获得规格稳定一致的各级

2 沥青混合料设计

沥青混合料设计是在工程选定的沥青结合料与集料的基础上进行的, 因此它是一种工程现场设计。从广义上说, 沥青结合料与集料的选择应作为沥青混合料设计的一个重要组成分。沥青混合料设计的任务是根据建设项目沿线的气候与交通荷载条件, 选择适合的沥青结合料和集料, 并按照合理的设计方法将这些材料组合起来, 使竣工沥青路面的服务性能满足气候与交通荷载的要求。沥青混合料设计结果是沥青路面施工的依据与目标。其重要性是不言而喻的。

我国现行沥青路面施工技术规范中沥青混合料配合比设计方法存在问题较多, 主要表现在:( 1) 忽视了集料对沥青的吸收, 因而所确定的压实混合料的体积特性如空隙率与VMA 均与实际不符并直接影响到混合料设计结果。( 2) 混合料设计技术标准主要参考了国外20世纪80 年代的资料, 难以满足现代沥青路面设计的需要。( 3) 按规定级配范围的中值进行

16 技术不够成熟。设计空隙率为4~ 10% 的很大范围, 在大多数情况下路面渗水, 这我国沥青路面容易发生早期水损害的重要原因。现行混合料配合比设计方法存在的上述问题,不能不是我国沥青路面发生早期破坏的主要原因之一。

3结束语：

生产符合设计要求的混合料是获得沥青路面优良质量的根本保证。混合料设计成果包括混合料设计级配组成、设计沥青用量、各组分原材料的设计用量比例, 以及设计混合料的体积特性与性能特性, 是混合料生产的依据与目标。我国规范规定高速公路沥青混合料必须采用间歇式拌和装置进行生产。现行沥青路面施工技术规范的修订与混合料配合比设计方法的改进已势在必行。

参考文献：

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