淺析ATB柔性基層在武夷新區快速通道應用中的質量控制

■周芳美

（福建省交通建設工程監理咨詢有限公司，福州 350001）

0 引言

目前，我國瀝青路面結構通常由半剛性材料底基層、半剛性材料基層和瀝青面層構成，這類基層由于施工、氣候等原因極易產生溫縮、干縮裂縫，進而反射到瀝青面層形成反射裂縫。研究發現，瀝青穩定碎石柔性基層（ATB）具有較高的抗拉、抗剪強度和良好的抗疲勞性能，可有效抑制瀝青路面反射裂縫的產生。

因此，在半剛性基層之上設置瀝青穩定碎石柔性上基層形成復合式路面結構，不僅可以阻斷半剛性基層的反射裂縫，而且又能增加瀝青層厚度，提高路面結構的整體性能，具有廣泛的應用前景。本文以南平市武夷新區快速通道 S303線（新規劃的G327線）固縣至武夷山公館大橋段工程B標段為依托，通過對混合料配合比和施工機械配置情況進行驗證，總結了瀝青穩定碎石柔性基層的設計施工技術要點，以期為瀝青穩定碎石柔性基層的推廣應用提供技術參考。

1 工程概況

南平市武夷新區快速通道S303線 （新規劃的G237線）的起點位于建陽洪尾，止于武夷山公館大橋，該工程是 《福建省普通國省干線公路網布局規劃》“八縱十一橫十五聯”的重要組成部分，是南平地區貫通南北的快速通道，同時也是省內第一條結合軌道交通（武夷新區旅游觀光軌道交通）設計的公路，以及南平新行政中心武夷新區的重要交通主干道。

該項目全長54.1km，按一級公路標準建設，總投資約41.9億元。其中固縣至武夷山公館大橋段B標施工樁號為K29+854.622～K52+690，該路段路面結構形式為：4cm改性瀝青混凝土抗滑上面層（AC-13C）+6cm中粒式改性瀝青混凝土下面層 （AC-20C）+16cm密級配瀝青穩定碎石上基層 （ATB-25）+15cm級配碎石下基層+30cm3%水泥穩定碎石底基層+土方路基+石方路基。

2 ATB-25柔性上基層配合比設計的質量控制

2.1 原材料試驗

本項目采用韓國加德士A級70號道路石油瀝青，各項試驗技術指標如表1所示。碎石采用政和護田村料場的石灰巖，采用 19～31.5mm、9.5～19mm、4.75～9.5mm 和0～4.75mm水洗石屑5檔料，壓碎值為16.3%；砂采用0～2.36mm機制砂，砂粒干燥、潔凈、無雜質，集料技術指標如表2和表3所示；填料為強基性巖石經磨細處理所得，其級配良好，外觀無團料結塊，技術指標如表4所示。

表1 韓國加德士A級70號瀝青技術指標

表2 粗集料技術指標

表3 細集料和砂技術指標

表4 填料技術指標

2.2 礦料級配選擇

根據各檔集料篩分結果，設計級配A、級配B和級配C3組級配，作為初擬級配，其各檔料用量占比及配合比計算結果如表5和表6所示，礦料級配曲線如圖1所示。

表5 初擬級配各檔料用量占比

圖1 初擬礦料級配曲線圖

表6 初擬級配質量通過率

2.3 初試瀝青用量與混合料特性

基于工程經驗，以4%的瀝青含量對三種初試級配進行馬歇爾試驗，雙面擊實75次，擊實溫度控制在145℃，馬歇爾試驗結果如表7所示。

表7 初擬級配馬歇爾試驗結果匯總

由表7可知，級配B在初試瀝青用量下的混合料性能指標均能很好的滿足技術規范要求，且該級配公稱最大粒徑附近集料用量較少、粗集料通過率較大，可以提高高溫穩定性，減小生產、施工過程中粗集料集中所產生離析的幾率；級配下部分通過率較小，能較好的保證孔隙率，減小夏季高溫收縮對瀝青穩定碎石的影響。因此，確定級配B為設計級配，即各檔占比為 19～13.5∶9.5～19∶4.75～9.5∶0～4.75∶機制砂∶礦粉=36∶23∶11∶19∶9∶2。

2.4 最佳瀝青用量確定

按照規范要求，通過馬歇爾試驗確定ATB-25柔性基層的最佳瀝青用量。

（1）首先確定最佳瀝青用量的初試油石比為3.0%、3.5%、4.0%、4.5%、5.0%五組，根據選定的瀝青穩定碎石混合料級配中各材料用量比例成型馬歇爾試件，每組4個。

（2）采用表干法測定馬歇爾試件的毛體積相對密度，并通過瀝青混合料實測理論最大相對密度計算各組試件的空隙率、瀝青飽和度、礦料間隙率、穩定度和流值等各項指標，各項指標與油石比的關系曲線圖如圖2所示。

（3）分析圖2可以得出，密度沒有出現峰值，直接將目標空隙率 （或中值）所對應的瀝青用量a3=3.7%作為OAC1；同時，由圖2中分析可得，滿足各項技術指標的瀝青用量范圍的中值為OAC2=（3.5%+4.4%）/2=4.0%。綜合以上分析，初定最佳瀝青用量為OAC=（OAC1+OAC2）/2=3.8%。

圖2 最佳瀝青用量確定組圖

經確認，3.8%所對應的各項指標均符合馬歇爾試驗技術標準，且相似氣候和交通狀況的浦南高速公路C合同段的瀝青穩定碎石基層的最佳瀝青用量與此相近，因此該柔性基層的最佳瀝青用量為3.8%。

3 ATB-25施工關鍵技術質量控制

3.1 混合料拌和中的質量控制

（1）在正式攤鋪前先進行試拌，以確定拌和時間以及驗證瀝青拌和樓性能穩定，同時在此過程中，應注意對混合料的均勻性等進行目測檢查，觀察是否出現白花、離析、冒青煙等現象，對出現的異常情況進行及時分析解決。

（2）嚴格控制集料和瀝青的加熱溫度，對瀝青加溫應控制在 155～165℃，礦料加溫應控制在 165～175℃，瀝青混和料出料溫度應大于160℃，當高于195℃時應廢棄。

（3）拌和樓的電腦打印裝置要運行良好，要逐盤打印混合料用油量、各料倉集料用量以及瀝青混合料重量，并繪制油石比波動圖。

（3）嚴格控制礦料質量和級配，生產過程中對礦料級配、油石比等原材料技術指標進行定期檢驗，生產配合比不當應及時調整。

3.2 混合料運輸中的質量控制

（1）根據拌和能力和運距合理安排運輸車輛數量，該合同段運輸車輛采用30t自卸式卡車。車廂應保持清掃干凈，為防止瀝青與車廂板粘結，車廂側板和底板均噴涂一薄層油水混合液（柴油∶水=1∶3），有余液積聚在車廂底部，立即進行清掃。

（2）在運料車裝載時，采用三次或多次卸料法，以減少混合料粗細集料的離析，即第1、2次卸料分別位于車廂兩端，第3次卸料位于車廂中部。

（3）運料車全部用帆布覆蓋，用以保溫、防雨、防污染。不得超載運輸，或急剎車、急彎掉頭。運料車進入攤鋪現場，輪胎上不得沾有泥土等有可能污染路面的臟物，避免瀝青路面施工過程中的交叉污染。

（4）瀝青混合料在出廠時和攤鋪前要進行溫度檢測，為方便檢測溫度，運料車側面中部應設置溫度檢測孔，孔口距車廂底面約300mm，檢測時插入式熱電偶溫度計插入深度大于150mm，瀝青混合料運輸到現場的溫度不低于 150℃。

3.3 混合料攤鋪中的質量控制

（1）現場采用兩臺德國產福格勒攤鋪機聯合攤鋪，其熨平板采用電加溫，提前1小時對燙平板預熱，一般情況下應將燙平板的溫度加熱到100℃以上。在施工之前，還應根據要求對自動找平裝置進行適當調整。同時，在攤鋪過程中，也可以開啟提供夯錘和振動功能的振動板，以有效的確保混合料的初始密度。

（2）本合同段上基層設計總厚度為16cm，分兩層施工，單層施工厚度8cm；根據攤鋪機振搗情況和以往施工經驗初擬松鋪系數為1.2，待攤鋪碾壓完畢，選取試驗段的8個斷面，24個點碾壓前后的厚度進行檢測，以確定是否對松鋪系數進行調整，并在下一步的攤鋪中再次驗證其適宜性。

（3）攤鋪時兩臺攤鋪機前后交錯排列同步施工，在攤鋪施工過程中，為了有效控制攤鋪層厚度，采用外側攤鋪機一側走鋼絲，另一側在攤鋪好的層面上走“雪橇”，內側攤鋪機外側走鋼絲，另一側走自動找平裝置。

（4）攤鋪機之間的距離保持在10m左右，軌道重疊10cm左右，以保證接縫處的平整密實且為熱接縫；攤鋪機在施工過程中應保持勻速、不間斷攤鋪，速度控制在2.5m/mim，避免出現突然停止或者改變方向的操作。在攤鋪時，如發現混合料出現離析、波浪和裂縫等問題，應及時采取相應的處理措施。

3.4 混合料碾壓中的質量控制

熱拌瀝青混合料碾壓成型后應滿足壓實度和平整度雙重要求，因此合理安排壓路機組合方式與碾壓步驟顯得很重要，該試驗段選用下面的碾壓組合。

（1）初壓：采用CC-522型雙鋼輪振動壓路機前進靜壓1遍，初壓盡量緊跟攤鋪機進行，兩端的折返位置隨攤鋪機前進面推進；

（2）復壓：先用2臺YL30膠輪壓路機碾壓4遍，再用CC-522雙鋼輪壓路機掛強振碾壓3遍；

（3）終壓：用一臺DD110雙鋼輪壓路機碾壓2遍，至無明顯輪跡為止，終壓完成后溫度不低于80℃。

4 結語

施工完畢后按有關規范要求對該試驗段攤鋪后的攤鋪厚度、平整度、壓實度和空隙率進行檢測，各項指標均滿足規范和設計要求。

本文通過對原材料、配合比設計和施工技術的質量控制，保證了現場的施工質量，為瀝青中、上面層質量取得好成績打下了堅實的基礎。瀝青穩定碎石基層具有很好的抗疲勞性和強度以及較為適度的柔性，能有效防止反射裂縫的產生，顯著延長路面的使用壽命，其在高等級公路中應用前景廣闊。

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