Superpave高性能瀝青路面施工技術研究

陳亞紅

徐州市路興公路工程有限公司

1 前言

隨著中國社會經濟的快速發展，瀝青具有優良的路用性能和良好的駕駛舒適性，在我國高等級公路中得到廣泛應用。但現在交通網絡越來越密集，公路也呈現出多種發展趨勢，特別是重載車輛和超載車輛的增多，導致普通瀝青路面在通車年限內出現早期病害，如車轍、坑槽、路面開裂等，通過對瀝青路面高溫穩定性差、總分不合理、施工不規范等原因，發現瀝青層的質量不能滿足交通荷載的要求。所以，高性能瀝青路面設計方法具有良好的高溫穩定性、水穩定性和耐熱性，更適合實際情況。自20世紀60年代以來，國內外許多學者對瀝青路面進行了大量的研究。但由于瀝青混合料在不同的氣候條件下使用性能不同，需要做大量的工作。本文對瀝青路面施工技術進行了綜述，結合工程實踐，對原材料質量和施工質量控制標準進行了研究，并對實際應用效果進行了檢驗。

2 高性能瀝青路面施工技術

高性能瀝青路面的施工技術包括三個主要組成部分：瀝青優化系統；全瀝青實驗室分析系統；瀝青混凝土性能預測系統。可以確定瀝青系統。目前的路用性能預測系統由實驗室試驗平臺、計算機模擬軟件和包括氣候條件、自然環境和現有道路性能數據在內的數據庫組成。到目前為止，瀝青結合料規范及配合比設計系統取得了滿意的效果，混合分析方法、性能模型和計算機軟件系統仍有待進一步研究和完善。傳統的瀝青混凝土按馬歇爾法設計，馬歇爾法主要用于粘性、滲透性、延伸率和滲透性的黏附指數。這些指標不能確定水泥的彈性，不能很好地預測水泥的性能。瀝青水泥的選擇是根據實際的能源需求，即瀝青結合料必須在公路所處的最高和最低設計溫度下達到規定的性能指標。詳細介紹了瀝青混凝土材料的選擇，包括瀝青和集料的試驗方法和指標，混合料的設計指標和試驗方法。

3 高性能瀝青混合料性能

（1）瀝青混合料的高性能瀝青路面為“s”型。復合骨料含量越高，復合骨料的內摩擦角越大。粗集料和細集料比傳統的aci非晶態高，且混合料更容易在聚合之間形成層間結構。壓路機的大部分軋制功是用來克服內摩擦阻力，只有小部分的附著力被用來克服黏結劑。同時，由于粗集料冷卻快，碾壓時間不夠，難以稠化。瀝青混合料的出料溫度、碾壓溫度和有效壓實度是必須提高的，達到理想密度。

（2）粗粒瀝青混合料的特點是設計級配中間集料較大，這顯然是由于混合料的摻和和擠出性能優于相同粒徑的AC-i結構，其高溫穩定性也優于ac-i結構。

4 黏合劑和聚合物規范

4.1 膠凝材料

與現行的瀝青粒徑和黏度規范相比，膠凝材料規范具有以下重要特點：施工和使用過程中瀝青的老化是綜合考慮的。黏彈性瀝青指數變為動態測量。測試性能標準，確定指標而試驗溫度是可變的，它適用于未改性瀝青和改性瀝青。目前，我國許多地區在進口瀝青指標中加入了瀝青黏度指標，保證了瀝青路面具有良好的高溫性能。

4.2 超細骨料

混合料的設計方法主要從兩個方面考慮骨料特性：共同特性和料源特性。材料的共同特性包括粗集料角、細集料角、細顆粒質量和黏土質量；材料來源包括總強度、集料穩定性、集料穩定性、污染物含量等。

4.3 骨料級配

混合料體積組成的骨料級配選擇是通過控制點完成的。設為總篩分的控制點，不應超過規定的間隔，控制點應為標稱最大篩分，平均篩分（2.36mm）與最大篩分（0.75mm）不同。限制區的目的是限制砂量，位于中間篩網的最大密度臺階和0.3mm 篩布上。因此將駝峰分選是一種混砂類型或對應的砂總量。細砂顆粒太多，級配類型在施工過程中經常出現壓實問題，在使用過程中存在耐久性不足的變形性。中國幅員遼闊，氣候和交通條件各不相同。如何根據當地氣候和道路等級進行調整，特別是工程批次調整。

5 高性能瀝青路面施工工藝

5.1 施工前

施工前對進場材料進行分批抽檢，確保質量符合要求，并對施工機械進行全面檢查和維護，特別是拌和室等重要工具，攤鋪機和壓路機。施工前使用高性能瀝青混合料時，應清理路面下部的持力層，清除表面雜草、碎石等雜物。上、中、下三層應妥善處理。施工前應噴透水層。中間應黏附油擴散層。注意底層灑酒均勻，防止灑布時漏灑或溢出。

5.2 拌和

高質量瀝青混合料的混合料不同于普通瀝青混合料，混合料溫度和壓縮溫度由瀝青混合料的粘溫曲線決定。瀝青混合料通常為間歇式和連續式。連續攪拌系統還包括長滾筒和雙滾筒，無論采用何種類型的攪拌設備，都具有收集干燥、礦粉和瀝青加藥、攪拌和粉塵處理等功能。如果攪拌機運轉，工作人員必須隨時打印并記錄料倉的數量，以確保集料和瀝青混合料的拌和溫度與標準值不發生變化。此外，最終產品混合均勻，無白料、無離析、無涂層。

5.3 運輸

高性能材料和普通瀝青混合料的材料基本上是相同。為了瀝青混合料在運輸過程中的保溫、防水板也不宜使用。車內應涂上油水混合料，使橡膠混合料向負荷方向移動，以避免骨料過多堆積。如果塌方過大，說明混合料級配或瀝青含量有問題，應及時檢查。車輛連續正常運行，不得出現因車輛不足而停車等重大現象。運輸前，瀝青混合料的溫度過高。到達現場后需要等到瀝青混合料溫度降低。

運輸控制需要做以下工作：（1）盡量使用大噸位車輛，因為大噸位車輛運輸方便，所以運輸至少需要15輛車。特別是長途運輸時，小噸位車輛不允許在低溫下使用。運輸車貨艙內的混合料必須覆蓋保溫層，運至現場冷卻，溫度不超過5攝氏度；（2）翻斗車的數量應滿足連續補料的要求，且不得在攪拌站停留。根據生產規模和距離，一般需要20～40 輛車。（3）攪拌車不得將污染的車廂挪作他用。底板及兩側應嚴密、干凈、光滑。地面和周圍墻壁上的車廂前應使用日常運輸材料土/水混合物（柴油：水=1:3）。防止混合物粘在底板上。（4）施工前對所有司機進行培訓，加強對車輛的維護保養，防止車輛在運輸過程中發生故障。（5）裝車順序應按車廂前、中、后的順序進行，避免混合料離析；避免制動力使混合料分離；車輛運輸后應在攤鋪機前10-30 厘米處停車，應將其懸掛在中間位置，并從攤鋪機上向前推進，以確保人行道的穩定性。

5.4 攤鋪

攤鋪前應定期檢查攤鋪機，確保路面是光滑的。路面施工前，先準備2～3 塊10cm～20cm 寬的矩形優質木板。板材的長度稍長，以車間所有人員停止鋪料時的松散度系數為準，板材放在上面，并正確測量和緩沖木材的厚度。攤鋪機配備專用加熱設備，對水平縫和板進行預熱，確保接縫處于良好狀態。

高性能瀝青混合料的路用溫度是以瀝青強度等級為基礎的，通過試驗分析確定了溫度和路面厚度等條件。攤鋪前應先清理路面，表面清理干凈后，即可進行高性能瀝青混合料的攤鋪工作。施工時對鋪路材料進行預熱，并均勻地涂上鐵板，以避免黏附到顆粒材料油水混合物上。根據瀝青混合料的種類、攤鋪厚度、攤鋪速度等參數調整熱板振幅和振動頻率，保證攤鋪質量。攤鋪機攤鋪速度必須調整在2m/min～3m/min，攤鋪速度不得改變或停止。瀝青混合料中粗、細集料含量相對較小，易分離。因此，應保證攤鋪層高度大于2/3 的螺桿，以保證輸送給料機的旋轉，減少攤鋪機全寬的離析現象。

攤鋪控制應注意以下幾個方面：（1）混合料的攤鋪速度應與攪拌機的進料速度一致，攤鋪應保持恒定速度，不宜過快，控制在2m/min以上，中途不得停車。（2）路面厚度為設計厚度，乘以壓力試驗確定的路面系數，瀝青混合料的自由系數一般為1.15～1.30，取細粒排水系數的上限和自由系數的下限。（3）瀝青混合料的鋪貼溫度應根據瀝青和黏結工藝選擇，并應選擇鋪筑石料的涂層、溫度和厚度。如果溫度低于10 攝氏度，則不得混合熱瀝青。（4）攤鋪機器必須配備全自動控制板。一個或兩個走道必須配備傳感器，通過外部參考線的縱向距離接觸整個板，并能自動傳輸信號，傾斜控制器應能夠將整個平臺的坡度保持在0.1%以內。（5）攤鋪機器應配備兩個長度大于16m 的自動找平裝置，該裝置必須牢固地安裝攤鋪機兩側。全板控制的傳感器組合，在貼片檢查水平面后，必須使用傳感器組合控制路面的厚度和水平，及時調整。

5.5 壓實

（1）高性能瀝青混合料攤鋪后應立即壓實。

（2）混合物必須集中在三個階段：起始壓力、組合壓力和最終壓力。應遵循以下5 km/h 的步進輥均勻速度。第一個10t 鋼輪壓路機后應立即進行初壓，組合壓后應立即進行初壓，并對16-25噸的壓路機進行碾壓，最終壓力由更寬的鋼輥軋制。根據試驗段的不同，確定了壓路機的運行次數和組合方式。

（3）現場混合料的壓實度不得小于實測最大理論密度的93%，且不得超過97%，孔隙率應在3%～7%之間。密度通過鉆孔和巖芯密度測量獲得?；谲堉茰囟群蛙堉乒に?，軋制結束溫度不低于90℃。

（4）為了防止混合料粘在車輪上，可以均勻地給鋼輪表面澆水，以保持車輪濕潤。與少量洗滌劑或其他絕緣劑混合的水不得添加柴油或機油。

（5）為了避免過量使用，混合物的溫度突然下降。靜液壓壓路機的應用是相鄰帶的重疊輪寬15cm，在振動的情況下，相鄰帶的重疊寬度為15cm～20cm，正常的輪寬不超過20cm。攤鋪機上驅動攪拌裝置，它必須減速才能緩慢前進。

5.6 接縫

（1）縱向連接的兩塊鋪路應采用熱接縫，即建筑物不得使用寬度為10cm～20cm 的混合部分進行碾壓，必須將其作為縱向平面，然后對整個接縫進行碾壓，為便于追蹤接頭，上下縱向接頭應錯開1cm以上。

（2）切割時間必須在混合物冷卻和定型之前完成。原始補片必須切割成垂直焊接面，必須使用熱瀝青，然后壓路機和壓路機應水平放置在壓實的表面上，然后將15cm～20cm 轉移到新層的每層上，改變縱向滾動。如采用碾壓方法，橫縫應光滑、牢固。

（3）特別要注意橫縫的平整度，用3mm尺測量確認橫縫的平整度。施工縫和結構兩端的接縫必須小心操作并保持緊密。

7 結束語

隨著道路的不斷完善，對瀝青涂料的質量提出了更高的要求。技術使材料具有較好的抗車轍變形、疲勞性能和抗水損害能力，能夠達到預期的高性能瀝青路面效果。采用上述施工工藝鋪筑的高性能瀝青涂料位于瀝青層以下。與傳統瀝青混凝土相比，瀝青混合料的均勻性更好，瀝青混合料更容易混合和擠出，骨架結構良好。。