大粒徑透水瀝青混合料柔性基層施工控制技術

郭漢山

（山東省濱州公路工程總公司 濱州 256600）

大粒徑透水瀝青混合料柔性基層（LSPM）是從發達國家引進的新技術，代表了國內外高等級公路路面結構設計的新趨勢，它解決了國內瀝青路面反射裂縫造成的“積漿”、“坑槽”等質量通病，可以保證主要結構層不產生疲勞裂縫和疲勞損壞，路面不發生結構性變形，較大的孔隙率很好地保證了結構層內部積水排除問題。大粒徑透水瀝青混合料柔性基層施工的關鍵控制點是確保壓實度，將孔隙率控制在15%～18%，保證排水順暢，防止水毀。

1 大粒徑瀝青混合料配合比設計

LSPM作為基層要承受車輛荷載，另外還兼有排水功能，因此設計的混合料要形成骨架結構，空隙率要在15%左右。高速公路應考慮預拌碎石下封層的熱瀝青部分，孔隙率宜控制在16%左右，且不宜低于14%，因此作為填料的生石灰粉用量不宜大于1%。

由于大粒徑瀝青混合料的級配是根據粗集料的骨架和體積狀態以及細集料的填充狀態，通過實際計算而得到，級配范圍隨著原材料的體積性質而有所變化，但是為了便于對施工質量的控制，通過對國內外許多資料的查詢，在級配控制時對重點篩孔進行重點控制，主要是0.075，4.75，9.5，13.2，26.5，31.5 mm 的篩孔，各級必須滿足級配允許范圍，見表1［1］。

表1 大粒徑透水性瀝青混合料級配允許范圍

根據重點篩孔偏差范圍可以制定相應施工控制范圍要求，其余篩孔允許有一點超出施工級配要求范圍，偏差范圍以標準級配曲線為準。標準級配曲線是指成功試驗段混合料多次抽提篩分結果合成曲線，瀝青含量允許偏差為±0.2%。

大粒徑瀝青混合料的設計采用體積指標、瀝青膜厚度以及混合料性能指標來控制，混合料室內試驗采用旋轉壓實儀法。重交通量要求選取初始壓實次數為8次，設計壓實次數選擇為20，50，75與100次。

瀝青膜厚度要求大于12μm，瀝青膜厚度計算采用混合料集料比表面積，比表面積的計算采用以下公式

式中：Pi為各對應篩孔的通過百分率，%。

混合料試件由于含有較大的空隙，密度測試可以采用計算法；采用體積計算法計算試件的毛體積密度。混合料試件室內檢測指標空隙率，當采用計算法計算試件密度時，空隙率平均值宜控制在15%～18%，為防止瀝青含量過高而發生析漏，混合料要求進行析漏試驗，要求析漏量小于0.2%。

2 施工工藝及操作要點

2.1 混合料的拌和

采用日工240間歇式拌和機拌和，配備計算機進行逐盤打印且具有2級除塵裝置，不使用回收粉。混合料采用MAC-70號改性瀝青時，瀝青采用導熱油加熱，加熱溫度在170～180℃之間，集料加熱溫度應比瀝青溫度高15～20℃，拌和站混合料的出場溫度宜控制在175～185℃，廢棄溫度195℃，LSPM最大粒徑比較大、粗集料多而且瀝青用量小，為此必須適當延長拌和時間5～10 s，以保證混合料能夠充分拌和均勻。

2.2 混合料的運輸

采用載重25 t運輸車裝料20 t運輸，以防超載運輸，同時嚴防運輸車輛在路基及路面上急剎車或急轉彎。為了更好地防止混合料的離析，拌和站在往運輸車中放料時應當先兩頭后中間，整個放料過程運輸車應經常移動，嚴格禁止一次放夠高度，混合料在運輸過程中應當覆蓋以保持溫度。

2.3 混合料的攤鋪

待攤鋪機前不少于5輛運料車時開始攤鋪，采用2臺攤鋪機交錯10 m梯隊前進。2幅搭接5 c m，混合料的攤鋪應保持合理的速度，根據拌和站的拌和能力進行合理調整，一般攤鋪速度控制在1.5～2 m／min，攤鋪機在攤鋪過程中盡量保證不停機等料，在不得已時應當采取一定措施保證混合料的壓實。瀝青大碎石柔性基層用鋼絲繩掛線方式控制施工，隨攤鋪隨設專人檢查虛鋪厚度、攤鋪溫度，并始終保持混合料在布料器中的高度不少于2／3高度，以防離析，每層攤鋪前都要檢查下承層是否干燥、清潔，否則嚴禁向前攤鋪，以保證層間良好結合。

2.4 混合料的碾壓

由于大粒徑瀝青混合料是一種完整的粗骨料骨架結構，施工碾壓時既要保證形成骨架結構達到壓實度又要防止過碾而導致骨架棱角的破壞，混合料壓實采用較大噸位振動壓路機。

具體壓實工藝為2臺雙輪振動壓路機，初壓第一遍前進靜壓，后退振動；第二遍前進后退均為振壓。壓實速度宜為1.5～2 k m／h，為防止過分振動振碎粗骨料，又要保證壓實度，壓路機宜采用高頻中幅進行壓實，相鄰碾壓帶輪跡重合為20 c m左右。灑水裝置進行間斷灑水，只要保證不粘輪即可。振動過后，膠輪壓路機再碾壓1～2遍，隨后即可以進行趕光。趕光可采用7～11 t鋼輪壓路機，速度可控制在3～4 k m／h。由于混合料在冷卻到一定溫度以下用振動方式容易造成集料過度壓碎，因此在溫度降低后不應再用振動碾壓。

3 材料要求

3.1 集料

大粒徑瀝青混合料柔性基層（LSPM）混合料其粗集料應采用堅硬巖石，顆粒性狀良好，細長及扁平顆粒含量不應超過12%，集料壓碎值應不大于20%，粗集料與瀝青的粘結力為5級，小于5級時應采取抗剝落措施。細集料包括機制砂、石屑。LSPM不允許使用天然砂，細集料棱角性必須大于42%，砂當量值不小于65%。

3.2 填料

由于大粒徑瀝青混合料為透水混合料，為了提高瀝青混合料的抗水損害能力，填充料應采用干燥的生石灰粉，至少應滿足III級要求，不用礦粉。

3.3 瀝青

為了提高大粒徑瀝青混合料的耐久性，混合料采用的瀝青膠結料為MAC-70號改性瀝青或SBS改性瀝青。

4 施工質量控制要點

4.1 嚴格控制施工過程，防止離析

在裝料、運輸和攤鋪過程中，仔細觀察瀝青大碎石中集料的混合狀態。宜降低攤鋪寬度，采用2臺攤鋪機半幅攤鋪。若出現離析或細集料集中區域，應暫停施工；查明原因并采取可以消除離析現象的措施后，方可繼續施工。

4.2 嚴格控制碎石原材料的質量

嚴格控制碎石原材料強度、壓碎值、集料中小于0.5 mm細料的塑性指數以及集料中針片狀顆粒含量等指標在規定范圍內，這是瀝青大碎石柔性基層獲得較高強度和剛度的基本保證，同時集料應該進行水洗，以保證潔凈。

4.3 嚴格控制瀝青穩定碎石的級配組成

嚴格的級配是瀝青穩定碎石獲得高密實度、高強度的關鍵因素。因而在瀝青大碎石柔性基層的施工中必須保持其級配于規定要求中。要嚴格控制料場碎石質量完全符合要求。配料前，對40～20，20～10，30～10，10～5 mm，以及石屑進行嚴格篩分分析，各級料應隔離，分別堆放；細集料應有覆蓋，防止雨淋。再根據最終采用瀝青穩定碎石的級配嚴格確定各級碎石所占比例，并換算為體積比以便用裝載機配料，配料拌和后應定期抽檢所出混合料級配，以便實時控制和調整各規格配料比例［2］。

4.4 混合料的拌和

拌和均勻是瀝青大碎石柔性基層形成強度和具有良好功能的關鍵，拌和設備與生產常規瀝青混合料的設備相同，均采用間歇式拌和樓。在拌和大粒徑瀝青碎石時，應改變拌和樓熱料倉的篩網設置，但是冷料倉無需增減。同時，由于材料較粗，瀝青用量相對較低，所需要的拌和時間宜較一般混合料長，瀝青混合料的拌和時間應以混合料拌和均勻，所有礦料顆粒全部裹覆瀝青結合料為準。一般采用間歇式拌和機，每鍋料拌和時間為30～50 s，要求拌和料均勻一致，無花白料，無結團成塊或離析現象。

4.5 混合料的運輸

對于大粒徑瀝青混合料的運輸，盡量保證車輛處于良好狀態，縮短運輸時間，提高運輸車輛的速度。為保證施工的連續性，運輸汽車的運輸能力應比拌和能力及攤鋪能力有所富余。

4.6 混合料的攤鋪

瀝青大碎石柔性基層在攤鋪時比較容易發生離析現象，建議在施工時采用2臺攤鋪機進行半幅攤鋪，2臺攤鋪機一前一后，相隔10～20 m成梯隊向前攤鋪。其攤鋪溫度應控制在165～175℃之間，以保證混合料能夠充分地攤鋪均勻。在鋪筑瀝青大碎石柔性基層時，松鋪系數一般應在1.2～1.3，攤鋪厚度采用鋼絲引導的高程控制方式。

4.7 混合料的碾壓

瀝青大碎石柔性基層的碾壓是所有施工工藝中最主要的環節，合理的碾壓工藝和碾壓遍數是保證柔性基層達到設計要求的根本條件，是鋪筑性能優異的瀝青路面時非常重要的保障。在碾壓時，初壓溫度應控制在150～160℃，而在復壓時，溫度應在130～140℃，終壓溫度應大于120℃。壓實度應以最大理論密度作為標準，按91～93℃控制。初壓第一次應該采用鋼輪進行穩壓一遍，振動方式采用前靜后振。復壓采用一次振動壓實，再采用≥25 t的膠輪壓實4～5遍，這樣既可以很好地壓實又不至于壓碎瀝青穩定碎石。終壓采用≥13 t雙鋼輪壓路機靜壓1遍，主要目的是消除輪跡。接縫按常規進行縱、橫向處理。

4.8 性能檢測

對于LSPM現場壓實度應采用空隙率與壓實度雙指標進行控制，從路面取心樣，以二次封蠟法或計算法進行測試，混合料理論最大密度應采用計算法為準，但也要進行實測以比較兩者之間的差別。由于現場壓實與室內壓實存在差別，以及現場瀝青封層和石屑的上浮造成混合料底部比較密實也影響了空隙率，但為了結構層排水通暢，杜絕局部存水現象，綜合考慮各種因素，現場路面鉆心取樣檢測空隙率宜控制在平均值為15%～18%，極值為20%，當采用計算法確定最大理論密度時，宜采用各熱料倉集料的有效密度來計算［3］。

式中：γse為礦料的有效相對密度；C為礦料的瀝青吸收系數，按集料的吸水率求取；Wx為礦料的吸水率，%；γsb為材料的毛體積相對密度；γsa為材料的表觀相對密度。

考慮空隙率測定方法的不同，在正式實施時還可以進行調整；壓實度的控制與普通瀝青混合料相同，不應小于98%。對于混合料質量控制，應每天分別從拌和站和攤鋪現場取樣進行抽提和篩分試驗，每天至少2次，每次取樣不少于10 kg。為了便于對施工質量的控制，通過對國內外許多資料的查詢，在級配控制時采用對重點篩孔進行重點控制，主要為0.075，4.75，9.5，13.2，26.5，31.5 mm，各級必須滿足范圍要求，根據重點篩孔偏差范圍制定相應施工控制范圍要求，其余篩孔允許有一點超出施工級配要求范圍，瀝青含量允許偏差為±0.2%。

5 結語

要修筑高質量的大粒徑透水性瀝青混合料柔性基層，必須抓好施工技術控制這一重要環節。在施工技術上要更加嚴格地控制各個步驟，加強對大粒徑瀝青混合料配合比設計、施工工藝及操作要點、材料要求等施工要點的控制，只有這樣，才能真正保證大粒徑透水性瀝青混合料柔性基層施工質量和使用壽命。

［1］ 王松根.大粒徑透水性瀝青混合料（LSPM）柔性基層設計與施工指南［M］.北京：人民交通出版社，2007.

［2］ 張素云.瀝青混合料組成對路用性能的影響［J］.武漢理工大學學報：交通科學與工程版，2011（3）：472-475.

［3］ JTG F40－2004公路瀝青路面施工技術規范［S］.北京：人民交通出版社，2004.