高寒地區(qū)高速公路瀝青路面施工技術(shù)研究

摘要：塔吉克斯坦首都杜尚別—庫(kù)爾干杰帕公路位處高寒地區(qū)，地理環(huán)境復(fù)雜，修建瀝青路面時(shí)，受氣候環(huán)境與施工作業(yè)環(huán)境較大。為確保瀝青路面結(jié)構(gòu)的整體施工質(zhì)量滿足相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，施工方從材料、機(jī)械設(shè)備等不同方向?qū)Ω吆貐^(qū)耐磨層瀝青路面施工情況進(jìn)行了綜合分析，對(duì)瀝青路面的施工技術(shù)進(jìn)行了研究，做好瀝青攤鋪施工準(zhǔn)備。并且，事先制[ 2]"訂科學(xué)的施工方案，在保證施工質(zhì)量的前提下，采取高效措施管控施工成本。最后，總結(jié)了實(shí)踐過(guò)程中形成的經(jīng)驗(yàn)，為后續(xù)工程項(xiàng)目施工提供可靠的信息指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞：高寒地區(qū)" 高速公路" 瀝青路面" 施工技術(shù)

Study on Asphalt Pavement Construction Technology of Highway in High-Altitude Cold Region

ZHANG Jian

China Water Resources and Hydropower 16th Engineering Bureau Co.， Ltd.， Fuzhou， Fujian Province， 350002 China

Abstract： The Dushanbe-Kurganjapa highway in Tajikistan's capital is located in a high-altitude cold region with a complex geographical environment， and when constructing asphalt pavements， it is greatly affected by climatic and construction conditions. To ensure that the overall construction quality of the asphalt pavement structure meets the relevant standards， the construction party has conducted a comprehensive analysis of the construction of wear-resistant layer asphalt pavements in high-altitude cold regions from different directions such as materials and machinery and equipment. They have studied the construction technology of asphalt pavements and prepared for asphalt paving construction. Moreover， a scientific construction plan was formulated in advance， and efficient measures were taken to control construction costs while ensuring the quality of construction. Finally， the experience formed during the practice process was summarized to provide reliable information guidance for subsequent engineering project construction.

Key Words： High-altitude cold regions; Highways; Asphalt pavements; Construction technology

瀝青路面的優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)為造價(jià)較低、平整度好、經(jīng)久耐用、減震性好、維修工作簡(jiǎn)單等，因此，在道路工程項(xiàng)目施工建設(shè)中使用頻率非常高。高寒地區(qū)開(kāi)展瀝青路面施工時(shí)，要對(duì)施工地區(qū)的氣候環(huán)境做到詳細(xì)的了解，嚴(yán)格管控施工原材料的質(zhì)量，出臺(tái)具有較強(qiáng)針對(duì)性的管理辦法，使高寒地區(qū)瀝青路面的施工效果達(dá)到最優(yōu)。

1 工程概況

1.1 項(xiàng)目具體情況

塔吉克斯坦首都杜尚別—庫(kù)爾干杰帕公路為當(dāng)?shù)刂匾慕煌ň€路。該地區(qū)比較寒冷，氣候干燥，瀝青路面施工的難度系數(shù)非常大，尤其是耐磨層施工更加的困難。應(yīng)盡量提高施工質(zhì)量，否則，瀝青路面的使用年限將大打折扣。

1.2 高寒地區(qū)公路瀝青路面施工

（1）施工現(xiàn)場(chǎng)的地理環(huán)境比較復(fù)雜，相對(duì)高差非常大，不同的施工路段使用的路面結(jié)構(gòu)類型存在較大差別。施工人員易出現(xiàn)高原反應(yīng)，施工工期緊。該工程項(xiàng)目為原有線路改擴(kuò)建，道路四周沒(méi)有輔路，因此，采取半幅施工的辦法。施工時(shí)，要采取高效的策略來(lái)管控施工質(zhì)量和施工人員，保證工程項(xiàng)目能夠按時(shí)完成^[1]。

（2）瀝青混凝土路面具有典型的柔性路面特點(diǎn)，適用于各種交通條件，并且施工工期短、施工便利，優(yōu)勢(shì)較為突出。但瀝青路面易受溫度影響，在高海拔地區(qū)施工時(shí)，路面與空氣長(zhǎng)時(shí)間接觸，路面容易在太陽(yáng)暴曬下出現(xiàn)變形，老化速度加快，過(guò)往車輛荷載也會(huì)促使路面出現(xiàn)擠壓變形。

2 耐磨層瀝青

耐磨層瀝青混合料由瀝青、石料和添加劑組成，屬于復(fù)合材料的范疇^[2]。混合料的各項(xiàng)指標(biāo)性能受石料質(zhì)量的制約，因此，選擇石料類型時(shí)，要重點(diǎn)關(guān)注其抗磨損性和硬度，保證能夠滿足天氣變化和交通荷載的要求。

3 瀝青攤鋪施工準(zhǔn)備

3.1 試驗(yàn)檢測(cè)

水泥穩(wěn)定土中，水泥占比設(shè)置為5%。對(duì)水泥穩(wěn)定土的最佳含水量進(jìn)行估算，選擇5組與估算值比較接近的水泥穩(wěn)定土。使用擊實(shí)儀開(kāi)展相關(guān)的試驗(yàn)，擊實(shí)層數(shù)為3層，擊實(shí)次數(shù)為27次/層。脫模取樣，完成含水量的測(cè)定工作。

在試驗(yàn)的過(guò)程中，將一定質(zhì)量的水泥穩(wěn)定土填入到事先準(zhǔn)備好的圓筒中，水泥占[ 3]"5%，使用手持式落錘彎沉儀對(duì)彎沉值進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量。結(jié)合試驗(yàn)操作所得相關(guān)數(shù)據(jù)信息，最終獲得水泥穩(wěn)定土的含水量為15%。

3.2 瀝青配合比

3.2.1 瀝青

瀝青性能檢測(cè)試驗(yàn)結(jié)果的詳細(xì)情況見(jiàn)表1、表2。

3.2.2 集料

在設(shè)計(jì)混合料級(jí)配時(shí)，以集料篩分結(jié)果為依據(jù)，集料技術(shù)指標(biāo)檢測(cè)情況見(jiàn)表3，篩孔質(zhì)量通過(guò)百分率見(jiàn)表4。

3.3 施工原材料

瀝青混凝土的各項(xiàng)指標(biāo)受瀝青材料質(zhì)量的直接影響。在高寒地區(qū)施工時(shí)，選擇使用110號(hào)A級(jí)重交通道路石油瀝青來(lái)攤鋪上面層和下面層，從而延長(zhǎng)公路瀝青路面的使用壽命，使之具備良好的低溫抗裂性能^[3-4]。

3.4 施工機(jī)械設(shè)備

材料和設(shè)備：2臺(tái)徐工RP802履帶式攤鋪機(jī)，1臺(tái)徐工XD122E雙鋼輪壓路機(jī)，1臺(tái)徐工SPR200輪胎壓路機(jī)，12臺(tái)自卸車，1套瀝青混凝土拌制設(shè)備。

4 施工方案

4.1 運(yùn)輸

使用大噸位卡車來(lái)攤鋪施工的瀝青混合料。施工地區(qū)的溫度比較低，在瀝青混合料運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，應(yīng)采取保溫措施來(lái)保護(hù)溫拌瀝青混合料的溫度。使用油布或棉被將運(yùn)輸車輛頂部蓋嚴(yán)實(shí)，防止溫度流失。前車卸料時(shí)，不能隨意撤掉保溫篷布和棉被。

運(yùn)輸瀝青混合料的車輛運(yùn)量要比攤鋪施工略大。攤鋪機(jī)攤鋪施工時(shí)，一臺(tái)運(yùn)料車卸料的同時(shí)，安排另一輛運(yùn)料車在旁邊等候，保證施工連貫，瀝青混合料出料到攤鋪施工結(jié)束的最佳間隔時(shí)間為5 h[ 10]"。運(yùn)料車裝料時(shí)，需要前后移動(dòng)，防止出現(xiàn)粗集料分離的情況，給混合料的質(zhì)量造成不良影響。使用熱電偶溫度計(jì)對(duì)瀝青混合料的出場(chǎng)溫度和進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)的溫度進(jìn)行檢測(cè)。

4.2 攤鋪

在攤鋪施工前，清理干凈面層上的雜物和浮土，人工補(bǔ)灑缺失的透層油，確保面層與基層黏結(jié)成為一個(gè)整體。結(jié)合設(shè)計(jì)橫坡標(biāo)準(zhǔn)和頂面寬度來(lái)調(diào)整攤鋪機(jī)熨平板寬度，并對(duì)自動(dòng)找平裝置進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，確保施工任務(wù)得以順序?qū)嵤?/p>

該工程項(xiàng)目使用全幅攤鋪的方式來(lái)完成各項(xiàng)施工任務(wù)，在對(duì)面層的平整度和攤鋪厚度進(jìn)行控制時(shí)，浮動(dòng)平衡梁發(fā)揮著重要的作用。將基準(zhǔn)裝置安裝到攤鋪機(jī)兩側(cè)，將上下伸縮的“雪橇板”安裝到基準(zhǔn)裝置前端的基梁上，使其在基層表面滑行，后端基梁的“雪橇板”會(huì)在已經(jīng)攤鋪施工完成的混合料表面上滑行。結(jié)合拌和站產(chǎn)能來(lái)設(shè)置攤鋪機(jī)施工速度，防止在攤鋪施工的過(guò)程中出現(xiàn)混合料供應(yīng)不充足的情況，給施工路面造成不必要的施工質(zhì)量問(wèn)題^[4]。

在處理攤鋪施工接縫時(shí)，在路面中心線上設(shè)置耐磨層的縱向接縫；道路寬度超過(guò)兩車道的寬度時(shí)，需要在車道分界線上設(shè)置接縫；上層和下層縱縫錯(cuò)開(kāi)的熱接縫寬度為20 cm，橫向接縫錯(cuò)開(kāi)的寬度＞2 m。熱接縫是攤鋪梯隊(duì)處理縱接縫的主要形式，已經(jīng)鋪筑施工的位置需要預(yù)留20 cm作為后續(xù)施工的基準(zhǔn)面，該位置暫時(shí)不碾壓施工，后續(xù)使用跨縫碾壓的方式進(jìn)行處理，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)縫隙痕跡的徹底消除。垂直平接縫是耐磨層橫向接縫的主要形式，在制作平接縫時(shí)，使用的主要設(shè)備為切割機(jī)，切割施工要緩慢，防止給下層路面造成損傷。

4.3 碾壓

綜合分析本段攤鋪機(jī)生產(chǎn)效率和攤鋪施工厚度等指標(biāo)信息，科學(xué)設(shè)置碾壓次數(shù)。雙鋼輪壓路機(jī)靜壓施工結(jié)束后，接著進(jìn)行振動(dòng)碾壓施工，膠輪壓路機(jī)最后再次碾壓施工。

瀝青混合料攤鋪施工完成后，按照設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)開(kāi)展壓實(shí)作業(yè)。壓路機(jī)碾壓施工要緊跟在攤鋪機(jī)后面，初壓要迅速，防止瀝青混合料的熱量快速地流失。碾壓施工要從輕到重，超高路段碾壓施工時(shí)，要從低處向高處緩慢施工。壓路機(jī)碾壓施工要按照設(shè)計(jì)要求來(lái)重疊部分路面，保證碾壓施工達(dá)到合格的標(biāo)準(zhǔn)。第一遍碾壓施工完成后，及時(shí)開(kāi)展第二遍碾壓施工任務(wù)，中間盡量不要出現(xiàn)中斷的情況，嚴(yán)格管控壓路機(jī)的碾壓長(zhǎng)度，最大長(zhǎng)度≤80 m。

瀝青混合料未壓實(shí)前出現(xiàn)潮濕或被雨水淋濕的情況后，需要更換新的混合料來(lái)重新攤鋪施工^[5-6]。

4.4 質(zhì)量控制與質(zhì)量檢測(cè)

面層施工結(jié)束以后，積極開(kāi)展自檢工作，仔細(xì)檢查瀝青路面的壓實(shí)度、平整度。使用溫拌或熱拌的方式來(lái)拌和瀝青混合料差別不大，在開(kāi)展檢測(cè)工作時(shí)，馬歇爾設(shè)計(jì)方法的使用頻率最高。從設(shè)計(jì)指標(biāo)的層面分析，馬歇爾試驗(yàn)的流值和穩(wěn)定度為混合料配合比設(shè)計(jì)提供可靠的支撐^[7]。[ 11]"溫拌瀝青混合料的溫度降低后，會(huì)使瀝青路面的老化速度隨之變快；在配比相同的情況下，熱拌瀝青混合料的抽提物針入度比溫拌瀝青混合料低。比較兩種混合料的馬氏穩(wěn)定度，溫拌瀝青混合料略高，其他各項(xiàng)指標(biāo)全部滿足相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)高寒地區(qū)使用瀝青路面遇到的問(wèn)題，應(yīng)開(kāi)展探究。加大對(duì)瀝青混合料低溫疲勞和低溫抗裂性能的研究，對(duì)瀝青混合料的安全性和可靠性進(jìn)行充分的論證，積極開(kāi)展改性瀝青混凝土和溫拌瀝青混凝土試驗(yàn)路段鋪筑施工，提升高寒地區(qū)路面的使用性能，使其為當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展作出突出的貢獻(xiàn)。

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