石 飛,沈文超,王永勝

（葛洲壩集團交通投資有限公司,湖北 武漢 430056）

0 引言

當前，我國高等級公路大多數(shù)采用瀝青混凝土路面，但瀝青路面受水文地質(zhì)、路面材料、施工工藝及行車荷載等因素的影響，容易產(chǎn)生較為嚴重的早期損壞。公路瀝青路面的設計期限通常為15 年，但研究結(jié)果卻顯示：部分公路自通車后5～10年內(nèi)即可能發(fā)生較大規(guī)模的破壞事件，如裂紋、坑槽、軌轍、水毀、松散等病害，將嚴重威脅路面的使用壽命。通過對路面水損傷因素大量的研究和實體施工檢驗，選擇高顆粒滲透性能瀝青混合料（Large Stone Porous asphalt Mixture，簡稱LSPM）的新型路面基層結(jié)構(gòu)，能夠克服瀝青路面易開裂、易發(fā)生水損害的缺陷，經(jīng)過配合比設計的LSPM 瀝青混合料具有良好的抗車轍性能[1]。因此在瀝青路面基層施工中，應該加強對LSPM 基層關鍵技術(shù)控制，采用科學合理的施工方法，加強施工過程質(zhì)量把控，對于延長瀝青路面使用壽命具有非常重要的意義。

1 主要研究內(nèi)容

LSPM 是一類新型瀝青混凝土材料，具備透水性強、耐軌轍、耐反射開裂和耐疲勞的特點，采用LSPM 的系列新型路面設計具有基層厚度大、費用低廉的優(yōu)點。在道路構(gòu)造上，LSPM 作為過濾層，兼具承載、抗反射裂縫和清除滲入道路構(gòu)造內(nèi)積水的作用，并在國內(nèi)開展了大規(guī)模的普及與使用，證實其優(yōu)異的路用特性（見圖1）。該文以巨野至單縣高速公路（以下簡稱巨單高速）LSPM柔性基層施工為依托，對LSPM 基層的拌和、運輸、攤鋪、碾壓、溫度控制及接縫處理等施工工藝進行探討，總結(jié)了LSPM 柔性基層的施工質(zhì)量控制點[2]。為LSPM 柔性基層的大規(guī)模的應用推廣提供了經(jīng)驗和參考。

圖1 LSPM-25 大粒徑透水性改性瀝青混合料路面結(jié)構(gòu)示意圖

2 原材料性能研究

2.1 粗集料

LSPM 采用的粗集料應為機械加工的堅硬巖石，應保持干燥、潔凈、表面粗糙。最大公稱粒徑，碎礫石≤26.5 mm，碎石≤31.5 mm。制作礫料時的原石不能帶有灰塵、垃圾等雜質(zhì)等，骨料成品不能直接和泥土接觸，防止產(chǎn)生危害。當粗集料與液體瀝青的黏附性不能滿足規(guī)范相關要求時，采取措施進行處置，確保混合料性能滿足規(guī)范要求。

2.2 細集料

LSPM 采用的細集料通常優(yōu)先使用巖石屑料和機器加工的砂礫。細骨料應清潔、干燥、無風化作用、無雜質(zhì)，機制砂礫應通過專業(yè)的制砂機加工，并選用質(zhì)量良好的礦石作原材料，硬巖集料通過粉碎和過濾后≤2.4 mm 的部分具備了良好的棱角性能，且具有了合理的粒度級配。

2.3 填料

LSPM 所采用的充填材料，通常是干燥消石灰粉以及生石灰粉，石灰粉必須干燥、潔凈，并天然地從粉倉中掉落收集，其質(zhì)量也應當滿足Ⅲ型鈣質(zhì)消石灰和生石灰的相關標準和規(guī)定。

2.4 瀝青膠結(jié)料

LSPM 一般應選用黏性大的普通瀝青作為膠結(jié)料（見表1），也一般選用在SBS 改性瀝青、其他改性瀝青和一般瀝青中的多級瀝青結(jié)合料，在改性瀝青或一般瀝青中可添加纖維穩(wěn)定劑。現(xiàn)場制備的改性瀝青必須隨配隨用，對于必須在短時間保存的，使用前必須拌和均勻，在不發(fā)生離析現(xiàn)象的條件下使用。而根據(jù)要求配比采用時要采用自動真空密封法，也可以采用大型馬歇爾測試驗證，LSPM 的瀝青用量可以通過對瀝青分層厚度、設計多孔性和綜合離析漏的飛散試驗方法進行確定。

表1 SBS 改性瀝青檢測結(jié)果

2.5 混合料配合比設計

大顆粒透水型瀝青混料無固定級配曲線，其級配與原材料的來源密切相關，應通過混料體積設計、結(jié)構(gòu)（滲水）和耐久性測試確認混合料設計所要的級配。工程設計中級配只用作配合比制定的基礎，而不用作在設計質(zhì)量控制所允許變化的級配限制范圍內(nèi)。在原材料來源變更后，應再次實施配合比的制定[3]?，F(xiàn)場實施過程中按目標配合比設計、生產(chǎn)配合比設計和生產(chǎn)配和比驗證三個階段進行配和比驗證。瀝青混料配合比設計主要涉及以下的技術(shù)驗證：高溫穩(wěn)定性、滲透特性、以及肯塔堡飛散測試等，其中高溫穩(wěn)定性采用車轍試驗，技術(shù)指標要求參考相關標準。

3 施工過程控制

柔性基層施工采用滑模攤鋪機自動化施工的方法，施工流程主要包括:下承層準備→測量放樣→拌和→運輸→攤鋪機攤鋪→碾壓→接縫處理→質(zhì)量檢測。

3.1 下承層準備

（1）下承架結(jié)構(gòu)應經(jīng)監(jiān)理工程師審查通過后，方可進行上部的柔性結(jié)構(gòu)施工。下承面的測試項目，大致包括：壓實度、平整度、高程、中線、橫向坡度、寬度等。

（2）下承面必須清掃完畢，上表面要表面平整且無污垢，在柔性基層澆筑前一天進行封層和透層的澆筑。

（3）施工前進行裂縫調(diào)查，若發(fā)現(xiàn)有較寬且深度大于5 cm 以上裂縫時，則先使用乳化瀝青灌縫，再使用寬度為30 cm 的瀝青瑪蹄脂防裂貼騎縫密貼；若發(fā)現(xiàn)為淺表型裂縫時，則使用寬度為30 cm 的瀝青瑪蹄脂防裂貼騎縫密貼，避免和減輕反射裂縫對瀝青路面結(jié)構(gòu)的影響。

3.2 施工放樣

（1）對一般線段采用10 m 間距的施工放樣，對曲線段應進行加密至5 m，并確定結(jié)構(gòu)層的攤鋪邊線，再根據(jù)間距要求確定下承面標高。

（2）在建筑結(jié)構(gòu)面板兩側(cè)布置高程基準線，基準線通過鋼釬樁或鋼釬上布置綁扎繩的方法加以控制。兩輛攤鋪機的中間采用了三角導向支架和鋼尺進行高度傳遞，并通過對鋼尺標高線拉吊差的方法控制高度，吊差點位置和鋼尺支架位置一般相同。

3.3 混合料拌和

（1）場地及施工機械方面選用的一臺3000 型混凝土拌和塔，定額產(chǎn)能達到180 t/h，并具有保溫能力非常好的成品貯料倉。攪拌混合工藝中，逐盤測量并打印各個傳感器所測定的材料用量和瀝青混料拌制用量、拌和混合質(zhì)量等各項數(shù)據(jù)。每臺班完成后打印下一個臺班的數(shù)據(jù)，用于攤鋪厚度的總量測試，當數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常后，可暫停生產(chǎn)，找出的問題在徹底解決后方可以繼續(xù)生產(chǎn)。

（2）因為LSPM 礦物質(zhì)材料中的細小顆粒狀成分比重較小，在干燥筒內(nèi)容中易產(chǎn)生過熱的探測現(xiàn)象，在拌和均勻時也容易引起混凝土老化，所以在施工階段中必須對拌和的溫度進行嚴格把控。拌和原料一般采用SBS改性瀝青，而瀝青則應采用導熱油進行加熱，一般的受熱溫度約為160～165 ℃之間，而骨料顆粒的受熱溫度宜比瀝青的高10～20 ℃。拌和樓混合料的出場溫度控制在170～185 ℃，混合料溫度超過195 ℃時應廢棄。拌和的時間也要嚴格按照拌制的結(jié)果來確定，并需要確保所有顆粒都全部裹覆了結(jié)合材料，瀝青和原料的拌和方法平穩(wěn)。同時，混合均勻機的拌和料應均勻一致、無花白料、不結(jié)團成塊和較嚴重的骨料顆粒分散等不良現(xiàn)象。但由于LSPM 的粗骨料顆粒較大、體積較多且瀝青用量也較小，所以必須延長瀝青混合料的拌和時間（經(jīng)驗證拌和時間一般不少于45 s，以提高混合料的均勻性，其中干拌時間不得少于10 s，濕拌時間不得少于35 s）。

3.4 混合料運輸

（1）瀝青混料運送車輛需要使用較大噸位的運送汽車，重量大小應按照運距、拌和水平、混合料攤鋪水平和車速等因素確定，在攤鋪機前應不少于5 臺卸料車現(xiàn)場等候，且運量要與拌和的水平和混合料攤鋪速度有富余量，且運送的汽車數(shù)量不得低于20 臺，并以保證拌和樓及攤鋪機連續(xù)施工為準，且不得出現(xiàn)停車待料的情況。

（2）運送混合料的汽車應距攤鋪機前沿在10～30 cm處停住，并不得撞擊攤鋪機，在攤鋪過程中運輸?shù)钠囈獞铱諜n，或受攤鋪機的推動而前進；運輸車上還應該設有覆蓋的遮篷，以保證拌料的溫度在運輸過程中盡量不丟失，同時運輸能力也應該比拌料在攤鋪中的能力有富余，從而縮短了攤鋪機的長期待料時間，并保證拌原料在攤鋪作業(yè)的長期穩(wěn)定性。

（3）卸料車要選擇用大蓬布，安裝牢固緊實。當施工運輸機動車進入路面建設的施工現(xiàn)場后，要選擇合適地點并安排專人對客運車胎面進行清洗，以減少機動車對路面污染，進而影響瀝青混凝土原料車的攤鋪質(zhì)量。瀝青混凝土原料在運往瀝青攤鋪場時，應由人員持運料單收料，并隨時檢查其溫度和外觀質(zhì)量。凡不滿足規(guī)定溫度條件的，已發(fā)白、結(jié)團成塊、滴漏或被雨水沖刷的，均不得繼續(xù)使用，且要運往固定地點廢棄。

3.5 混合料攤鋪

（1）混合料攤鋪要保持適當?shù)暮癖?，碾壓成形后混合料攤鋪厚度不得低?0 cm，前150 m 松鋪系數(shù)為暫定1.2，則松鋪厚度宜掌握在12 cm；后150 m 松鋪系數(shù)為暫定的1.23，故其松鋪厚度宜限制在12.3 cm。

（2）柔性的攤鋪利用攤鋪機進行安裝，當攤鋪機安裝就位之后，在熨平板下面攤鋪墊木，而墊木的頂面標高即為該點的設計標高再加攤鋪層的松鋪厚度，墊木的預壓位置經(jīng)反復校正必須正確，直到達到規(guī)定的標準時，攤鋪機才能安裝就位，攤鋪機在受料時向彈斗中噴灑一些防粘料用的防粘油。

（3）攤鋪機在啟動后，應提前預熱熨平板溫度不小于100 ℃，開始后及時測量高度、橫坡與厚度，并適時進行溫度校正和調(diào)節(jié)，一般此項工作在距離攤鋪約30 m高度后進行，若有必要應停車測試，問題較大時需要再次啟動。

3.6 混合料碾壓

（1）攤鋪現(xiàn)場配有30 t 膠輪壓路機2 臺、13 t 雙鋼輪雙驅(qū)動振動壓路機3 臺、小型雙鋼輪壓路機1 臺，一次碾壓長度一般以不超過50 m 為宜。

（2）碾壓程序與工藝。13 t 雙鋼輪振動壓路機穩(wěn)壓1 遍（前進靜壓后退弱振）、13 t 雙鋼輪振動壓路機復壓1 遍（弱振）、30 t 膠輪壓路機碾壓1 遍、13 t 雙鋼輪振動壓路機復壓2 遍（高頻高幅）、30 t 膠輪壓路機碾壓1遍，最后再由13 t 雙鋼輪振動壓路機靜壓后再收光1 遍，共需碾壓七遍。

3.7 接縫處理

（1）相鄰兩幅及上、下層的橫縫應錯開，且不小于2 m，不可以置于其他斷面的中間位置。

（2）柔性基層的橫縫必須采用豎直接縫。橫向或豎直放置連接的方法要求；必須用垂直點的方法水平連接，而不得用階梯形的方法傾斜連接；用6 m 直尺沿縱向放置，在攤鋪段端部的直尺呈懸臂狀，以攤鋪層與直尺脫離接觸處定出接縫位置，趁尚未冷透時用鋸縫機或人工垂直刨除端部層厚不足的部分（刨除或切割不得損傷下層路面），然后再用水沖洗一遍地面，待晾干時再涂抹上黏層的瀝青。

3.8 質(zhì)量檢測

對于LSPM 現(xiàn)場壓實度應采用空隙率與壓實度雙標準進行監(jiān)測，并且對路面的芯樣采用體積計算法進行測試，另外還需要通過壓實遍數(shù)來進行壓實控制。由于場地夯實量與室內(nèi)擊實質(zhì)量存在一定差距，加上場內(nèi)瀝青封層和石屑的上浮，使混合料底面更加密實也增加了多孔性，所以對場地面層鉆心取樣后檢測的多孔度應控制在13%～18%，極值為20%；夯實量的控制方法也與一般瀝青混合材料相同，壓實度檢測也不能少于98%[4]。

4 施工質(zhì)量控制

（1）在進行LSPM 混凝土施工前，首先必須對基礎結(jié)構(gòu)進行全面的質(zhì)量檢查，并且做好對透層、封層等工藝的執(zhí)行工作，并保證其下承面清潔程度、平整度、強度等符合工程設計條件，在所有技術(shù)性指標都滿足了工程設計要求之后，方可完成LSPM 大粒徑滲透的瀝青混合料基礎施工。

（2）LSPM 在生產(chǎn)前，必須對產(chǎn)品的配合比進行嚴格檢驗。根據(jù)設計要求的配合比，首先進行熱料倉振動篩的選擇，然后進行熱料倉篩分調(diào)整和初試級分配，最后再根據(jù)抽提篩分的狀況確定成品級分配，最后方可確定成品瀝青用量。

（3）LSPM 結(jié)構(gòu)面層必須兼具排水層作用，因為水分主要經(jīng)由路基內(nèi)部排泄，所以設計路肩時必須能盡快將水分排除，因此設計結(jié)構(gòu)面層上必須設置下封層，對路肩加以特別設置，通過碎石路肩或在較硬路肩上必須設有排滲管，讓滲入路基內(nèi)部的水分得以順暢排除。

5 結(jié)語

經(jīng)過對LSPM 的施工和性能分析，使用大粒徑透水性瀝青混合料（LSPM）可以有效避免反射裂紋的出現(xiàn)，同時可以去除路面構(gòu)架層內(nèi)的水分，減少積水對下承面及混凝土表面的損害。另外高顆粒穿透能力瀝青混料有很大的模量和抗變形功能，還可以用作老路補強或新路改造的結(jié)構(gòu)模板中，這都是今后應該探索的領域。