瀝青穩定碎石排水層施工方法分析

關 健

(五大連池風景名勝區自然保護區公路管理站，黑龍江 五大連池 164155)

水損害是導致公路結構受損的主要原因。瀝青穩定碎石排水層是路面結構的重要組成，位于下承層之上，是一種多孔結構，當路面水分向下滲透時，可通過這些空隙及時將水分排出，避免影響公路下承層等主要結構，達到保障公路穩定性、延長公路使用壽命的目的，提高路面結構排水能力，降低水損害。近年來，瀝青穩定碎石排水層已廣泛應用于各級公路中，但由于施工方法不當、技術管理不嚴，很多時候沒有達到預期目標。熟練掌握瀝青穩定碎石排水層施工方法和管理要點具有十分重要的意義。

1 基礎材料的選擇

基礎材料的規格和質量必須達到施工標準，這是保證瀝青穩定碎石排水層功能的前提條件。設計階段，要提前做好調查，掌握施工路段地質條件及路面排水要求，根據這些信息選擇合適的瀝青材料，其中抗拉性、耐磨性、抗壓性等是重點參數。部分地區還需要考慮高、低溫對瀝青材料的影響。除瀝青外，礦粉、集料等是用量較多的主要材料。選擇集料時，粗集料的壓碎值、針片狀含量、吸水率、小于0.075 mm顆粒的通過率及細集料的砂當量、含水量、塑性指數等都是需要重點關注的技術指標，必須滿足相關標準。

2 配合比設計

將各類基礎材料按照一定比例配合，可顯著提高混合材料的綜合性能，在提高路面結構穩定性、保證滲水及時排出等方面發揮積極作用。瀝青穩定碎石排水層的配合比設計主要包含兩項工作：一是級配設計。粗集料發揮骨架支撐作用，細集料則發揮填充作用，粗、細集料相互搭配，既可以保證瀝青穩定碎石排水層的支撐效果，還能保證孔隙率，滿足排水需要。二是最佳油石比設計。瀝青發揮黏結作用，但是對瀝青的用量也要進行嚴格控制。試驗研究表明，礦料表面的瀝青膜平均厚度為12～16 mm時可保持不出現瀝青流淌。瀝青用量可按集料表面積與瀝青膜平均厚度的乘積確定，表面積S則可按下列關系式估算：

S=0.41+0.41a+0.82b+1.64c+2.88d+6.14e+12.28f+32.77g(m2/kg)

式中，a～g分別代表4.75 mm、2.36 mm、1.18 mm、0.6 mm、0.3 mm、0.15 mm、0.075 mm篩孔的通過百分比。采用瀝青膜平均厚度的中值14 μm，運用油膜厚度經驗公式初步估算最佳油石比為3.0%。

3 施工方法和管理要點

3.1 松鋪系數

松鋪厚度與達到規定壓實度的壓實厚度之比，即為松鋪系數。加強松鋪系數的控制，可充分發揮瀝青穩定碎石排水層的功能。如果松鋪系數偏小，則說明松鋪材料用量偏少，鋪筑層厚度達不到施工標準，路面實際壽命低于設計壽命。相反，如果松鋪系數偏大，則導致鋪筑層偏厚，增加了物料用量和施工成本。施工過程中，影響松鋪系數的因素有多種，如壓實工藝(碾壓次數、碾壓機械)、材料組成(粗細集料的搭配、孔隙率的高低)等。現場施工時，要提前開展試驗確定合適的松鋪系數，并在施工過程中嚴格控制。

3.2 材料溫度

瀝青作為非晶體材料，溫度變化會對瀝青的針入度、延度有直接影響。保持合適的材料溫度，能夠讓瀝青與集料充分混合，從而提升整個瀝青穩定碎石排水層的使用效果。正常情況下，瀝青混合料的攤鋪溫度應控制在120℃～130℃，在保證瀝青混合料具有較高延度的前提下，可避免出現瀝青滴落、材料離析的情況。目前使用的瀝青混合料攤鋪機通常有自動調溫功能，可隨時檢測出口處瀝青混合料的溫度，根據材料實際溫度和設定溫度的差異，進行加熱或降溫。還要考慮特殊作業環境對瀝青混合料溫度的影響。如夏季高溫天氣施工，地表溫度可能在40℃以上，這時可以適當降低瀝青混合料溫度。

3.3 碾壓工藝

材料攤鋪結束后，要及時進行碾壓。相比于普通的瀝青混合料，由于瀝青穩定碎石排水層中使用了較多的粗集料，因此對壓實要求更高。為保證壓實效果，要選擇合適的壓路機，根據壓實度需要，準備多臺不同噸位的壓路機，如25 t重的膠輪壓路機，15 t重的雙鋼輪壓路機，及10 t重的鋼輪壓路機。碾壓瀝青混合料時，按照順序先使用膠輪壓路機完成初壓，這一遍碾壓的目的是壓縮粗、細集料的空隙，保證表面基本平整。然后再根據壓實效果，選擇雙鋼輪或單鋼輪壓路機，完成復壓。復壓時，同一路段需要按照相同方向進行碾壓，不允許在路面掉頭，也不允許在路面中途停車，必須保證勻速運行。壓實前，為防止瀝青粘在壓路機滾輪上，可提前在輪胎上刷上一層植物油。復壓時，先完成規定的碾壓次數，然后檢查壓實度、平整度是否達標。對于局部不達標的位置，要增加碾壓次數，直到符合標準。

4 施工質量檢測

完成瀝青穩定碎石排水層主體施工后，要進行必要的養護。如加強管護，防止人為踩踏或機具行駛，瀝青混合料完全硬結后，再開放行駛。為了確保施工質量，要開展質量檢測。檢測方式有兩種：一是混合料抽檢。油石比的誤差應控制在0.3%以內。通過率誤差應控制在5%以內，其他粒徑的通過率要符合施工要求的配合比。路面隨機選擇取樣部分的檢測達標率要達到90%以上，說明施工質量良好。二是鉆芯取樣檢測。將整個施工路段劃分成等長的若干片段，每個片段內隨機選擇3～5處取樣點，使用鉆孔機進行鉆芯取樣。在實驗室內對樣品進行分析，空隙率應控制在15%～25%，鋪層厚度應控制在10±0.5 cm，馬歇爾穩定度則應高于3.5 kN。如果發現有未達標的，結合某一項性能、質量缺陷，采取相應的加固措施，保證整體施工效果。

5 結語

瀝青穩定碎石排水層在公路工程建設中廣泛推廣應用。施工人員不僅要熟悉整個作業流程，明確相關標準規范，還要嚴格加強技術管控，保證工程質量，充分發揮瀝青穩定碎石排水層的應用價值，延長公路工程的使用壽命。