津石高速公路橡膠改性瀝青中面層首件施工方案設計

尉紅彬

(中電建冀交高速公路投資發展有限公司，河北 石家莊 050000)

0 引言

津石高速公路項目全線長171.177 km，按照高速公路標準規劃設計為雙向六車道，寬為33.5 m，時速為120 km/h。其中本標段全長約46.91 km，為津石高速公路永久路面試驗段，通過該試驗段驗證高性能瀝青路面材料施工及路用性能、驗證永久路面結構及施工工藝，總結好的經驗，為類似工程建設提供借鑒。

1 首件工程方案設計

首件工程試驗段總長300 m，橡膠改性瀝青ARHM-20中面層設計厚度為8 cm，計算寬度為15.71 m，試驗段共需要957.3 t瀝青混合料。試驗段路面設計具體結構方案如下：

方案一：橡膠改性瀝青混凝土(ARHM-13)、玻璃纖維抗裂型橡膠改性瀝青防水粘結層(灑布量為1.8±0.1 kg/m2，纖維100 g/m2)、橡膠改性瀝青混凝土(ARHM-20)、不粘輪改性乳化瀝青粘層(灑布量為0.4±0.1 L/m2)、橡膠改性瀝青混凝土(ARHM-25)、玻璃纖維抗裂型橡膠改性瀝青防水粘結層(灑布量為2.0±0.1 kg/m2，纖維120 g/m2)、PC-2乳化瀝青透層(灑布量為1.1±0.1 L/m2)、水穩級配碎石上基層、水穩級配碎石下基層。

方案二：橡膠改性瀝青混凝土(ARHM-13)、玻璃纖維抗裂型橡膠改性瀝青防水粘結層(灑布量為1.8±0.1 kg/m2，纖維100 g/m2)、橡膠改性瀝青混凝土(ARHM-20)、不粘輪改性乳化瀝青粘層(灑布量為0.4±0.1 L/m2)、橡膠改性瀝青混凝土(ARHM-25)、不粘輪改性乳化瀝青粘層(灑布量為0.4±0.1 L/m2)、2.5 cm特種瀝青應力吸收層(FAC-10)、PC-2乳化瀝青透層(灑布量為1.1±0.1 L/m2)、水穩級配碎石上基層、水穩級配碎石下基層。

2 施工方案實施

2.1 材料質量控制

粗集料采用干燥、無雜質、強度高、耐磨好、無風化的石灰巖或玄武巖，采用錘式破碎機擊碎，以保證碎石級配良好；用于瀝青混合料的細集料為制砂機生產的機制砂，生產材料優選干凈、無雜質、無污染，粒徑在10～20 mm以上的石灰巖碎石，在采取有效防塵措施狀態下進行加工；用于瀝青混合料的礦粉，為憎水性的強基性石灰巖經球磨機打磨而成；所用瀝青為8 cm厚橡膠改性瀝青。

2.2 混合料拌和

瀝青拌和站內設置具有防止礦粉浮沉及能除塵設備的拌和樓，拌制設備采用1座德基DG4000瀝青混凝土攪拌站。拌和前對設備進行調試，保證溫度系統、計量標定準確；拌和時間≥60 s，干拌時間≥10 s，以保證拌和的混合料均勻，不形成油團；根據瀝青標號、粘稠度、當地氣候條件及鋪裝瀝青厚度確定瀝青所需的加熱溫度和施工溫度，以此防止不符合混合料溫度標準的混合料運輸到現場。另外，拌制好的混合料應均勻，具有一定的和易性，不出現花白料、固結成塊和離析現象。

2.3 混合料運輸

混合料運輸裝料車采用5次卸料法，前后移動，以防離析現象；攤鋪機前方應不少于5輛運料車等候卸料；運輸車采用夾棉苫布嚴密覆蓋，車廂兩外側用保溫材料進行保溫。運送車輛的車廂底板面及側板必須清潔，當發現混合料出現溫度過低或過高現象、固結成塊現象、雨淋現象時應及時作廢處理，不得應用于現場；運輸車裝料前在車廂內側表面涂刷一層隔離劑或防粘結劑，但不得有余液積聚在車廂內；現場設置檢測臺精確控制混合料數量，運輸車裝料出場需嚴格稱重，檢查溫度和質量；運料車卸料應掛空擋，在距離攤鋪機前20 cm處停下，依靠攤鋪機前進推力向前移動，過程中采用多次頂升卸料，減少離析現象，確保攤鋪均勻。

2.4 混合料攤鋪

攤鋪機采用平衡梁為引導的高程控制方式攤鋪。攤鋪機根據路面設計寬度進行事先拼裝[1]。攤鋪機開始攤鋪前提前1 h預熱熨平板，其溫度≥130 ℃。方案一結構層厚度為6 cm，以大樁號往小樁號攤鋪，試驗路暫定松鋪系數為1.22；方案二結構層厚度為6 cm，以大樁號往小樁號攤鋪，試驗路暫定松鋪系數為1.25。

攤鋪溫度應≥170 ℃。兩臺攤鋪機縱向前后距離控制在10 m，呈梯隊方式同步攤鋪。攤鋪機需嚴格按照標線行駛，邊緣誤差≤3 cm。攤鋪接縫處時，為保證平整度，接縫處攤鋪應采取重疊攤鋪處理，寬度為10～15 cm，后進行跨縫碾壓。

攤鋪機攤鋪速度應控制在2 m/min，熨平板保持拼接緊密，不產生縫隙卡入粒料以保證下面層平整。攤鋪過程做到緩慢、勻速、不間斷，作業過程中速度不可任意調整。攤鋪過程中，螺旋布料器要一直保持均勻轉速，兩側至少保持送料器2/3高度的混合料，且配備振搗夯實裝置，以一定的振動頻率和振幅，保證初始壓實度和不發生離析現象。

松鋪厚度的檢測，應在攤鋪機移動4～5 m后及時跟進，在熨平板寬度左、中、右側選取若干點進行設計標高和橫坡對比，及時調整參數。另外還需對攤鋪層采用溫度計或紅外線溫度計的方法進行溫度測量，安裝好并準確記錄。

2.5 混合料碾壓

在不產生嚴重推移和裂縫的前提下，為避免溫度損失，碾壓必須緊跟在攤鋪完成后快速完成，初壓、復壓、終壓均在高溫下進行，嚴禁在低溫情況下反復碾壓，以免發生石料棱角磨損、壓碎等現象。碾壓前在碾壓起點設置全斷面的6 m寬土工布，用于消除鋼輪上的鐵銹與膠輪上的浮土，碾壓輪表面必須涂抹防粘油；碾壓時應分區按要求碾壓，并標示區分初壓區、復壓區、終壓區。碾壓指標見表1和2[2-4]。

表1 方案一壓路機碾壓速度指標表

表2 方案二壓路機碾壓速度指標表

壓路機碾壓時，應嚴格按照設計線路走行，嚴禁在碾壓區內變速、S線走行、掉頭或制動，碾壓結束后，壓路機應開出對碾壓區無影響、溫度<50 ℃、6 m以外的路面上，且碾壓設備不與瀝青層直接接觸。碾壓的程序分初壓、復壓、終壓三個階段。初壓緊跟攤鋪后碾壓，碾壓長度應保持盡量短，防止熱量損失和確保表面壓實度，完成后及時進行質量檢查。復壓緊跟初壓進行，最后光面的壓路機看溫度情況可適當放長碾壓段落，以提高平整度。碾壓走行線應嚴格按照設計執行，由外向中心走行碾壓，超高段和坡道上由低向高碾壓，路面邊緣采用振動壓路機碾壓。要將隔離劑或防粘結劑油桶放置于中分帶處或路肩處，以免刷擦輪拖把時污染路面。終壓前由專人用3 m直尺檢測平整度，發現有超限點，及時用雙鋼輪壓路機進行碾壓，以消除碾壓中由于振動引起的微小波紋和輪跡。

碾壓段長度≤80 m，碾壓時鋼輪壓路機輪跡重疊寬度為10～20 cm，膠輪壓路機輪跡重疊1/3；為提高攤鋪層壓實度，碾壓過程中應盡量減少噴水和灑水，阻止溫度散失過快。

2.6 接縫處理

為保證路面平順，接縫處必須連接緊密，防止產生接縫離析。如在上下層熱接縫處，縱縫應錯開距離≥150 mm，橫向≥1 m。

(1)縱向施工縫：在高程基準面處預留10～20 cm寬混合料不進行碾壓，同時保留5～10 cm寬攤鋪層搭接，采用熱接縫處理方法進行接縫碾壓。

(2)橫向施工縫：均采用垂直的平接縫。在攤鋪段端部采用6 m直尺定出攤鋪層接縫位置，采用人工鎬處理保證斷面垂直，最后涂以熱瀝青。繼續進行攤鋪時，攤鋪機熨平板溫度≥130 ℃，在攤鋪層涂以粘層油后，從接縫處開始攤鋪；碾壓時走行線應按照先鋪路面上跨縫，以10～15 cm寬度逐漸碾壓到新鋪面層，以實現橫向接縫的碾壓密實度和平整度。

3 結語

通過對津石高速公路首件工程試驗段永久路面兩種結構方案的設計介紹，對材料質量進行控制，并選取最佳的拌和機械、拌和方式、投料方式、拌和時間、拌和溫度等，確定了瀝青混合料的攤鋪方法、攤鋪速度、攤鋪厚度、攤鋪寬度、8 cm橡膠改性瀝青混凝土(ARHM-20)的松鋪系數、混合料碾壓順序、碾壓速度和遍數以及接縫處理方法，為本工程的順利施工提供依據。