ATB-25瀝青下面層配合比設計及施工質量保證措施

馬輝

（華設設計集團股份有限公司寧夏分公司，寧夏 銀川 750000）

0 引言

近年來，我國在基礎設施建設方面取得了巨大成就，其中公路交通網絡建設就是非常典型的案例。但在以往的建設中，我國很多公路都是采用半剛性基層瀝青路面，也就是在半剛性基層上面直接進行瀝青面層鋪設工作[1]。此類型路面在工程實踐中暴露出了一些問題，容易出現反射裂紋。為了解決該問題，當前在公路的建設過程中，密級配瀝青穩定碎石ATB 的應用越來越廣泛，且取得較好的效果，越來越受到相關領域技術人員的青睞和關注。ATB 屬于柔性面層，在實踐應用中表現出了較強的抗剪強度以及良好的抗疲勞性能，可有效規避瀝青路面出現反射裂紋。結合具體案例詳細介紹了ATB-25 瀝青穩定碎石下面層配合比的設計情況，以及在具體施工過程中的質量保證措施，對于提升公路施工質量具有重要的理論和現實意義。

1 工程概況及關鍵技術問題

1.1 工程基本情況

寧夏境國道344 線李旺至同心段公路全長41.149km，該項目按二級公路標準設計，設計速度為80km/h，瀝青下面層采用ATB-25 瀝青穩定碎石進行施工。現以該項目第1 合同段為例進行分析。為了確保該合同段的施工質量，需要結合實際情況對ATB-25 瀝青穩定碎石下面層配合比進行設計，并提出施工質量保證措施。

1.2 關鍵技術問題

1.2.1 ATB-25 瀝青穩定碎石配合比設計方法

與傳統的AC-25 瀝青混合料相比較，ATB-25 的粒徑相對更粗，不同集料之間的級配范圍相差很小，所以需要采取合適的措施明確最優的級配以及最佳瀝青用量，最大限度地控制混合料的離析現象，同時確保瀝青穩定碎石具有足夠的承載力，這樣可以有效控制瀝青面層出現反射裂紋的概率。

1.2.2 試件成型工藝

一般情況下，馬歇爾試件高度在63.5±1.3mm，該案例中ATB-25 瀝青混合料中粗集料的公稱最大粒徑為26.5mm。結合實際情況，為了能夠更加準確地描述瀝青混合料的各項指標，除開展常規的試驗檢測參數外，還需要增加動穩定度試驗檢測，試件的規格尺寸為300mm×300mm×100mm。通過開展動穩定度試驗能夠更好地描述瀝青混合料的高溫穩定性，以此來提高ATB-25 瀝青穩定碎石的質量[2]。

2 ATB-25 瀝青下面層配合比設計

對于ATB-25 瀝青穩定碎石而言，配合比會對瀝青混合料質量產生決定性影響，進而影響瀝青路面下面層的施工質量。基于馬歇爾試驗確定最佳瀝青用量，基于路用性能試驗對設計的配合比實施驗證，保證設計配合比的科學性和合理性。

2.1 原材料選擇

2.1.1 粗集料

選用石質為石灰巖的石料作為ATB-25 瀝青穩定碎石的粗集料。碎石必須石質堅硬、潔凈且具有良好的均勻性及棱角性。 其堅固性能、水洗法小于0.075mm 顆粒含量、針片狀顆粒含量必須滿足相關規范及設計文件要求。且具有良好的耐磨性能和足夠的強度，為了確保施工質量，石料壓碎值不大于23%、洛杉磯磨耗損失不大于25%。

2.1.2 細集料

選用的是基于優質石灰巖碎石軋制的機制砂，要求潔凈、干燥、無分化、無雜質、有適當的顆粒組成，并滿足設計要求和規范標準要求。

2.1.3 填料

填料選用的是基于石灰巖軋制的碎石石料經研磨得到的礦粉，要求礦粉必須潔凈、干燥。嚴禁使用回收粉塵作為填料。

2.1.4 瀝青

根據該項目區的氣候特點及交通量大、重車多的情況，為避免或者減少瀝青路面產生裂縫、車轍等早期病害，設計瀝青面層采用I-C 級SBS 改性瀝青，基質瀝青采用A-90 號。

2.2 礦料合成級配

粗集料采用四種類型的碎石，粗集料粒徑分別為10～25mm、10～15mm、5～10mm、3～5mm。 根 據《公路瀝青路面施工技術規范》（JTG F40—2004）標準規范中的級配要求，上述四種碎石與細集料、礦粉的比例為38%∶18%∶10%∶14%∶18%∶2%。對應的配合比礦料合成級配曲線如圖1 所示。

圖1 礦料合成級配曲線

2.3 確定最佳瀝青用量

根據初步選擇的設計級配，以預估的瀝青用量為中值，按0.5%間隔拌和混合料，選擇5 種類型的瀝青用量，并制作馬歇爾試件開展馬歇爾試驗工作。5 種類型的瀝青用量分別為2.6%、3.1%、3.6%、4.1% 和4.6%。通過馬歇爾試驗分析研究5 種不同瀝青用量情況下瀝青混合料的各項性能指標，在此基礎上選擇最佳的瀝青用量。5 種類型的瀝青用量對應的瀝青混合料馬歇爾檢測結果如表1 所示。

從表1 中可以看出，隨著瀝青用量的不斷增加，瀝青飽和度及其流值隨之不斷增加。相反地，空隙率隨之逐漸降低。瀝青混合料的穩定度隨瀝青用量的變化規律相對較為復雜，首先隨之逐漸增加，但增加到峰值以后又隨之逐漸降低。

表1 瀝青混合料馬歇爾檢測結果

圖2 為不同瀝青用量情況下馬歇爾試驗結果的各項指標關系圖。根據試驗曲線走勢，在曲線圖上求取相應于毛體積相對密度的最大值、穩定度的最大值、目標空隙率、瀝青飽和度范圍的瀝青用量a1=/、a2=3.4%、a3=3.8%、a4=3.75%。對所選擇瀝青用量范圍密度沒有出現峰值，取目標空隙率對應的a3作為OAC1=3.80%。以各項指標均符合技術標準（不包括VMA）的瀝青用量范圍OACmin～OACmax的中值作為OAC2=3.85%。取OAC1及OAC2的中值作為計算的瀝青用量OAC=3.8%。在該瀝青用量的情況下，瀝青混合料的綜合性能最優。

圖2 瀝青用量與馬歇爾試驗結果的各項指標關系圖

2.4 瀝青混合料性能檢測

根據上述確定的最佳瀝青用量情況，開展相關試驗檢測工作對混合料的性能進行檢測。試驗結果如表2 所示。通過將ATB-25 瀝青混合料的技術指標實測值與對應的技術指標進行對比，發現均達到了相關的技術要求，說明上述設計的配合比是科學有效的，特別是與傳統的AC-25 瀝青混凝土相比較，ATB-25的動穩定度有了非常顯著的提升[3]。

表2 瀝青混合料性能檢測結果

3 ATB-25 瀝青下面層施工質量保證措施分析

3.1 關鍵控制指標

3.1.1 下面層厚度

下面層厚度是瀝青面層控制的關鍵項目，該合同段下面層的設計厚度為8cm，為了對其進行精確控制，通過混合料出料數量、施工路段長度和取芯厚度三方面的數據同時分析，及時發現問題，并在同一段落采用加厚上面層的方法加以彌補。

3.1.2 平整度

路面平整度主要反映的是路面縱斷面的平整性，下面層施工中局部位置可能出現擁包的現象，需要及時在瀝青混合料表面溫度較高時，直接使用雙鋼輪壓路機對出現擁包的部位進行碾壓處理。施工完成后使用連續式平整度儀對路面進行平整度檢測，確保平整度達到規范要求。

3.1.3 壓實度和空隙率

根據以往實踐經驗，每日拌和的前幾盤料，其質量都難以控制，因此需要結合實際情況加大混合料檢測頻率，確保瀝青混合料拌和質量達到路用性能，使后續壓實度和空隙率符合設計及規范要求。

3.2 施工質量控制重點

根據以往實踐經驗并結合現場試驗工作，提出以下重點施工質量控制措施。

3.2.1 溫度控制

溫度是瀝青混合料中非常重要的工藝參數，必須對全過程的溫度進行精確控制。主要包括原材料加熱溫度、拌和時的溫度、混合料出廠時的溫度、到達施工現場時的溫度以及攤鋪碾壓過程中的溫度。任何一個環節的溫度都會影響下面層的施工質量。

3.2.2 混合料級配控制

為了實現對混合料級配的精確控制，一方面需要對混合料原材料加大抽檢力度，另一方面需要對熱料倉中的混合料級配進行抽檢，從而提升混合料的拌和質量。

3.2.3 攤鋪質量控制

攤鋪設備會對攤鋪過程產生重要的影響，因此在正式對瀝青混合料進行攤鋪前，需要對設備進行性能調試檢測，為下面層高質量鋪設奠定堅實的基礎。結合工程實踐經驗，該案例中將松鋪系數選擇為1.25，這樣在松鋪時的厚度可以控制在10cm，經碾壓后可以將其控制在8cm。

3.2.4 碾壓控制

施工過程中碾壓設備需要緊跟在攤鋪設備后面，確保在瀝青混合料溫度較高時對其進行碾壓成型。碾壓過程中需要對不同壓路機之間的協調性以及碾壓次序、碾壓速度等重要參數進行嚴格控制。該工程中采用了三次碾壓，分別為初壓、復壓和終壓，其中初壓采用雙鋼輪壓路機，碾壓速度控制在1.5～2km/h；復壓采用膠輪壓路機碾壓，碾壓時速度在3～4km/h；終壓采用雙鋼輪壓路機進行靜壓1～2 遍，速度同樣控制在3～4km/h。

4 結語

與傳統半剛性瀝青基層路面相比較，利用ATB-25 瀝青穩定碎石對瀝青路面下面層進行施工取得了非常好的效果，可有效規避路面出現反射裂紋問題。但是ATB-25 瀝青混合料的配合比會對其性能產生決定性的影響，如何對其配合比進行科學合理的設計，以確保ATB-25 瀝青下面層的施工質量，是施工過程中需要重點關注和解決的問題。這就要求在實踐中不斷總結經驗，結合理論和現場試驗，確定最優的配合比。另外，施工過程中也要結合施工現場實際情況，采取必要的質量保障措施，才能確保瀝青下面層的施工質量達到設計要求。