高水穩定性瀝青混凝土路面施工技術在廈門市白云大道工程的應用

葉清藝

（廈門安能建設有限公司， 福建 廈門 361000）

0 引言

常見的瀝青混凝土路面病害為裂縫、車轍、坑槽和泛油，形成瀝青混凝土路面病害的成因有多種，水是最主要的成因之一：新鋪的基層，混合料中水分減少得愈多愈快，產生的干縮應力和干縮應變就愈大，容易導致干縮裂縫；雨水通過裂縫滲入基層表面，在行駛車輛的反復作用下生產灰漿，灰漿基層材料被行駛車輛帶走，久而久之則演變成坑槽；雨水侵入瀝青混凝土內部會導致車轍；雨水滲入使下層瀝青與石料剝離,在水作用下瀝青膜剝落,上泛引起表層泛油。福建省乃至整個南方地區都是潮濕多雨地區，瀝青路面容易受到水的反復侵蝕而出現路面危害，研發高水穩定性瀝青路面施工技術具有重要的社會意義。

1 工程概況

廈門市白云大道（同南公路-同安東路段）工程位于廈門市同安城區北部，工程總造價2.03億元，路線總長度4.103公里，道路等級為城市主干道，設計速度為 60Km/h，路面設計荷載：BZZ-100，主要施工內容包括路基、路面、橋涵、隧道、雨水、污水、照明、交通及綠化等工程，典型路面結構為：4cm瀝青瑪蹄脂碎石混合料(SMA-13)+乳化瀝青黏層+6cm中粒式改性瀝青混凝土（AC—16C）+乳化瀝青黏層+8cm粗粒式瀝青混凝土（AC—25C）+稀漿封層+1cm乳化瀝青透層+30cm5%水泥穩定碎石+15cm3%水泥穩定碎石+15cm級配碎石。

2 施工技術原理

高水穩定性瀝青混合料中，瀝青是具有微弱極性抗水親油的物質，骨料則是與水分具有較強親和力、具有強極性表面的無機物，兩者無法非常緊密牢固地粘結在一起。Duroflex添加劑是一種利用再生材料制得的環境友好型高分子聚合物材料，聚合物分子中同時具有極性基團親水基和非極性的碳氫鏈疏水基，它的碳氫鏈疏水基與瀝青牢固聯結，親水基團則與骨料聯結，借助聚合物的橋梁作用，瀝青與骨料相互親和，緊密地粘附起來，成為很難被破壞的穩定整體，大幅提升了抗水害性能。Duroflex添加劑膜與基體瀝青膜緊密接觸，提供了強大的界面力，他們之間的分子在相互滲透時產生了化學作用，在改性劑與瀝青接觸的表面形成了淺層的互溶過渡層，使得大幅提升了瀝青的強度。

采用高水穩定性瀝青混凝土施工技術可以大幅提升高溫抗車轍能力、低溫抗開裂能力和粘附性，減少出現裂縫、車轍、泛油、坑槽等病害，具有優秀的抗雨水反復侵蝕的水穩定性能，延長了道路使用壽命，降低了道路維護成本，具有重要的社會意義。

3 施工工藝

高水穩定性瀝青混凝土路面施工技術的施工工藝流程為：施工準備→混合料配合比設計→試驗段鋪筑→瀝青混合料拌和→瀝青混合料運輸→瀝青混合料攤鋪→瀝青混合料碾壓→接縫、修邊→驗收。

圖4.1 施工流程圖

4 施工操作要點

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4.1 混合料配合比設計

試驗室根據施工經驗結合現場材料供應情況，擬定了三個水平的瀝青用量，然后設置三個水平的油石比，再確定三個水平的 Duroflex添加劑摻量，采用正交試驗法優選最佳的生產配合比。

1 試驗因素及位級因素位級表

2 正交試驗表及試驗結果

正交試驗表

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對正交試驗設計成果分析，相對密度越大，混合料質量越好，最佳方案為 AⅠ、BⅠ、CⅡ的組合；重要性程度為B＞A＞C。

4 最佳配合比

通過正交試驗設計法，我們優選出最佳的配合比方案為瀝青：集料用量100kg，油石比 4.5%，Duroflex添加劑摻量0.4%。

4.2 試驗段鋪筑

拌和機采用生產配合比進行拭拌并鋪筑試驗段，試驗段的長度為 200米，通過試驗，確定的瀝青混合料施工參數為：

1松鋪系數

經 200米長的試驗路段的試鋪，壓實成型前后的標高測定，實際松鋪系數為1.21，在正式下面層鋪筑施工時，松鋪系數按1.21進行松鋪控制作業。

2 施工用混合料各施工環節溫度控制范圍。

序號 施工環節 溫度控制范圍1 瀝青加熱溫度 控制在：165℃—170℃之間2 礦料溫度 控制在：190℃—220℃之間3 混合料出廠溫度 控制在：160℃—180℃之間4 混合料攤鋪溫度 控制在：不低于160℃5 初壓溫度 控制在：不低于150℃6 復壓溫度 控制在：不低于135℃7 終壓溫度 控制在：不低于90℃8 開放交通溫度 控制在：不高于50℃

3 施工時的平均攤鋪速度

經過試鋪，結合拌和樓生產能力、施工時的氣溫、混合料運距等情況。施工正常時的攤鋪速度宜控制在：1.5米/分～2.0米/分。下面層最大攤鋪速度不能超過2.5 米/分。

4 施工時的碾壓組合

初壓用兩臺 BW202AD雙鋼輪壓路機，前靜后振，壓 2遍。復壓采用兩臺BW202AD雙鋼輪壓路機振壓二遍，再用一臺廈工 6262P型號膠輪壓路機碾壓三遍，終壓采用雙鋼輪靜壓兩遍收光。

5 施工時混合料的拌和時間控制

序號 拌和時間名稱 拌和時間（秒） 備注1 拌和時間 45～50 含出料時間2 混合料拌和 濕拌時間 39 加入瀝青后拌和時間干拌時間 6 各檔碎石采料拌和3 卸料時間 5

4.3 瀝青混合料拌合

1 裝載機將各種材料按生產配合比數值，分不同比例上到冷料倉中，控制室操作手將按生產配合比、瀝青最佳量、外加劑添加量輸入到微機中去，并隨時調整各材料的進料速度。

2 外加劑 Duroflex添加劑采用同時添加工藝，在瀝青熔化后，按照比例采用內摻法同時添加Duroflex添加劑到瀝青溶液中并攪拌均勻。Duroflex添加劑添加設備具備準時、足量、自動化添加的功能，采用配套的專用設備。

3 由普工負責將礦粉裝入粉泵中去，然后由礦粉泵將礦粉打到礦粉罐中去，瀝青的加熱由專門的試驗員監督，派一名技術工人負責用導熱油加熱所需的瀝青罐，控制導熱油的進出溫度，同時監控瀝青罐上的溫度表。

4 啟動拌和機，將燃燒器火苗增大，直至礦粉加熱溫度達到預定的溫度范圍，同時調整好拌和時間，高水穩定性瀝青混合料的拌和時間以混合料拌和均勻、所有礦料顆料全部裹覆瀝青結合料為度，拌和時間為45～50s，其中干拌時間不得少于6s。

5 拌好的高水穩定瀝青混合料不立即鋪筑時，可放成品貯料倉貯存，貯料倉無保溫設備時，允許的貯存時間應符合攤鋪溫度要求為準，有保溫設備的儲料倉儲料時間不宜超過6小時。

4.4 瀝青混合料運輸

采用20部自卸汽車，自卸汽車的車廂清潔干凈，用1:3油水混合液噴車斗。自卸車的車廂保持干凈，頂部加蓋苫布，防止運輸途中污染及保溫。安排專人指揮料車倒車,在攤鋪機前 10cm停住,待攤鋪機推動料車行走,料車避免撞擊攤鋪機,并掛空檔不踩剎車。運輸能力以保證拌和機和攤鋪機能連續作業。

4.5 瀝青混合料攤鋪

1 攤鋪機熨平板提前0.5～1h進行預熱,為保證燙平板不變形，采用多次加熱，預熱熨平板不低于100℃。并將熨平板的振搗或夯錘壓實裝置調至適宜的振動頻率和振幅，以提高路面的初始壓實度。

2 瀝青混凝土下面層攤鋪采用雙基準線控制，基準線可采用基準梁，高程控制樁間直線段宜為l0m，曲線段宜為5m。攤鋪過程中和攤鋪結束后，設專人在浮動基準梁和攤鋪機履帶前進行清掃，及時對滑靴進行清理潤滑，保證其表面潔凈無粘著物。

4.6 瀝青混合料碾壓

1 高水穩定性瀝青混合料的碾壓分為初壓、復壓、終壓三個階段。根據混合料的級配類型，選擇合理的壓路機組合方式及碾壓要求，以達到最佳效果。

結合試驗段試壓結果，采用的碾壓機械組合見下表。

正常施工的碾壓組合表

初壓（遍數） 復壓（遍數） 終壓（遍數）組合類型 適宜 最大 適宜 最大 適宜 最大鋼輪 1靜1振 1靜2 振 -- -- 2～3 靜壓 3靜壓膠輪 -- -- 2～3 4 -- --

2 碾壓段長度以溫度降低情況和攤鋪速度為原則進行確定，壓路機每完成一遍重疊碾壓，就應向攤鋪機靠近一些，在每次壓實時，壓路機與攤鋪機間距應大致相等，壓路機應從外側向中心平行道路中心線碾壓，相鄰碾壓帶應重疊1/3輪寬，最后碾壓中心線部分，壓完全幅為一遍。

5 施工質量

通過嚴格控制質量，廈門市白云大道（同南公路-同安東路段）工程的瀝青混凝土路面表面平整密實，無泛油、松散、裂縫和明顯離析等現象，經檢測壓實度＞97%，滲水系數＜50ml/min，平整度＜3mm，質量優良。該工程完工后運行至今，未出現因受水損害而出現裂縫、車轍、坑槽和泛油等病害現象。

6 效益分析

6.1 經濟效益

高水穩定性瀝青混凝土大幅提升了瀝青混凝土的抗水損害性能，能夠有效減少出現車轍、裂縫、泛油、坑槽等道路病害，施工質量好，增加了外加劑的成本，減少了保修期內道路病害維修費，以 1000噸的瀝青集料進行估算分析，增加Duroflex添加劑的成本1440元，減少保修期內缺陷處置費用6.1萬元，節約成本累計59560元，具有一定的經濟效益。

6.2 社會效益

采用高水穩定性瀝青混凝土路面施工技術大幅減少出現道路病害，有利于減少維修成本，對于減少交通事故、提升道路利用率、促進社會和諧等方面具有重要的社會效益。

7 總結

廈門市白云大道（同南公路-同安東路段）工程成功應用高水穩定性瀝青混凝土路面施工技術，用正交試驗設計法優選最佳瀝青混合料生產配合比，通過采用微機控制的內摻法同時添加技術，在高水穩定性瀝青混合料中添加能大幅提升道路的承載能力和抗病害能力的 Duroflex添加劑，嚴格控制瀝青混合料加熱溫度、拌和時間、松鋪系數和碾壓遍數，施工質量達到優良，水穩定性大幅提升，取得了一定的經濟效益，具有良好的社會效益。