对Superpave沥青混合料在高速公路施工技术的探讨

1、对Superpave沥青混合料在高速公路施工技术的探讨摘要：本文结合广东某高速公路的路面结构形式，浅谈Superpave沥青混合料的配比设计、拌制、运输、摊铺和碾压等施工工艺以及对质量控制进行分析。关键词：Superpave沥青混合料；高速公路；施工技术；探讨Superpave沥青路面是一种全新的沥青混合料设计方法，其沥青混合料根据当地的气候和交通条件进行PG分级而确定，集料级配范围采用控制点和限制区初选级配，采用旋转压实仪成型试件，并根据控制点和限制区来初选粗、中、细三个级配，通过实验的体积性能指标选择级配，以4%作为混合料的设计空隙率，确定符合VMA、VFA等各项指标要求的级配和最佳沥青用

2、量。 项目概况 该项目高速公路长145.278Km，其中K69+667.472-K145+278.1段路面采用Superpave沥青混合料，结构形式:4cmSBS改性沥青Sup-12.5上面层+7cm SBS改性沥青Sup-19中面层+8cm 普通重交沥青Sup-25下面层； Superpave沥青混合料配比设计 原材料要求 沥青 改性沥青采用SBS I-D型改性沥青，非改性沥青采用A级70号沥青。沥青指标应符合公路沥青路面施工技术规范(JTG F40-2004)及广东省交通厅关于加强我省高速公路、一级公路沥青路面质量管理的通知(粤交基函2003299号)的规定。 该项目沥青采用业主招标，甲供

3、形式提供，业主要求沥青进场应附出厂合格证和检验报告单，工地试验室应记录沥青来源、标号、数量、到货日期、存放地点、检验情况以及该批沥青的具体使用部位。沥青储存罐装有专用的取样阀，取样时不应只从灌顶取样。在取样前应先放掉1升左右沥青，用以冲去阀门和管道中的污染物。改性沥青容易发生沥青和改性剂的分离，因此储存时间一般不超过7天，施工单位结合离析试验、施工计划安排备料。 粗、细集料 (1)沥青混凝土面层用粗集料由具有生产许可证的采石场生产，其相关指标满足有关规范及设计要求。 (2)粗集料采用洁净、干燥、无风化、无杂质的碎石，石料经过大型反击式联合碎石机加工，破碎后颗粒的接近立方体要求且100%的粗集料

4、有两个或两个以上的破碎面，并具备足够的强度和耐磨性。集料质量应从源头抓起，项目业主组织专人进驻石场，对不合格的集料不得装车、对进场材料严格按规定进行检验。 (3)上面层骨料采用河源芙蓉石场生产的闪长岩石料，经检测各方面指标均符合设计及规范要求。 (4)填料采用石灰岩经磨细后得到的矿粉，矿粉洁净、干燥，符合相关规范及设计要求。 2.2 矿料级配要求 Superpave采用0.45次方级配图定义可接受级配范围。依据Superpave设计的方法，按照集料级配粗细程度不同由细到粗试选集中不同的级配，级配需满足位于控制点并避开限制区的要求。控制点和限制区见表1。 矿料级配结构应满足以下设计要求： 2.2

5、.1矿料级配混合料要满足在性能上对骨料的要求； 2.2.2要符合控制区的要求，矿料级配曲线尽可能不穿过限制区； 2.2.3要符合级配控制点的界限要求； 2.2.4符合沥青混合料在矿料间隙率VMA、空隙率Va和沥青填充率VFA的体积指标要求； 2.2.5符合沥青混合料粉胶比DP在设计指标上的要求； 2.2.6至少选择三种不同的矿料级配组合进行试配对比。 表1Superpave控制点和限制区要求 根据试验混合物选定设计矿料结构后，对试件在不同沥青胶结料含量下压实成型，然后对混合料特性进行评价以确定设计沥青含量。 在试验混合料估算的沥青含量、估算沥青含量0.5%和1%情况下各压实两个试件，此四个沥青

6、含量是Superpave沥青混合料设计的最低要求。另外不同沥青含量还要准备多两份试样以确定沥青混合料的最大理论密度。 设计选择沥青混合料的沥青用量的具体方法如下： 2.3.1确定沥青混合料的试拌沥青用量； 2.3.2根据设计的当量轴载次数和气候温度条件选择沥青； 2.3.3混合料试件的初始转数Nini、设计转数Ndes和最大转数Nmax； 2.3.4评价初选的矿料混合料级配； 2.3.5估测各矿料混合料在试拌沥青用量和空隙率达到4%时的沥青用量并评价其各项相应的性能指标； 2.3.6估测沥青用量，确定最终选择的矿料级配； 2.3.7最终选择的矿料级配在估测沥青用量，估测沥青用量-0.5%，估测

7、沥青用量+0.5%和估测沥青用量+1.0%下进行各项试验，确定沥青用量。 2.4沥青混合料的设计指标要求 表2Superpave沥青混合料性质要求 2.5水稳定性验证与配比的确定 Superpave混合料设计方法的最后一步是评价设计混合料的水敏感性。该步通过设计混合料在设计沥青含量下进行试验完成。将一组三个试件作为对比试件，另一组三个试件作为条件试件。水敏感性是条件组试件的抗拉强度与对比组试件的间接抗拉强度的比值，Superpave抗拉强度比的标准最小为80%。沥青混合料水稳定试验方法详见AASHTOT283。 2.6 生产配合比 根据咨询单位提供的目标配合比配合比,施工单位通过试验确定配合比

8、。在施工中油石比波动允许误差按0.2%控制,对生产配合比分别用SGC和马歇尔方法进行了各项性能指标的试验、级配筛分试验、沥青用量试验、其空隙率、稳定度和流值以及水稳定性和车辙试验均满足相应要求。从每天的抽提结果来看,油石比偏差大都允许范围内。 Superpave沥青混合料的施工工艺 3.1沥青混合料的拌制 3.1.1严格控制沥青和集料的加热温度 对于采用AH-70普通沥青拌制的沥青混合料，骨料加热温度应控制在165-170，不超过170。沥青加热温度应控制在150-160。沥青混合料出料温度应控制在160-165，不超过165。对于采用SBS改性沥青拌制的沥青混合料，骨料加热温度应控制在170

9、-175，沥青加热温度应控制在160-165。沥青混合料的出料温度应控制在170-175，不超过175。 3.1.2拌和时间 拌和时间要求干拌不超过5秒，AH-70普通沥青混合料的湿拌时间不少于28秒，SBS改性沥青混合料的湿拌时间不少于32秒。 3.1.3在生产过程中尽可能消除集料中粉尘的影响，控制风门完全开启，负压控制在22-26。 3.1.4注意观察检查混合料的均匀性，及时分析异常现象。如混合料有无花白、冒青烟和离析等现象。如确认质量有问题，应作为废料处理。 3.1.5每天上午、下午各取一组混合料试样做旋转压实试验、马歇尔试验和抽提筛分试验，检验油石比、矿料级配和沥青混合料的物理力学性质

10、。 3.2沥青混合料的运输 3.2.1采用数字显示插入式温度计检测沥青混合料的出厂温度和运到现场温度。插入深度必须大于15cm。在运料车侧面中部设专用检测孔，孔口距车辆底面约30cm。 3.2.2沥青混合料装车时，为减少沥青混合料的离析现象，料车在装料时应分层、分堆装料，即按照前、后、中的顺序前后移动车辆进行装料。对于车斗较高的车辆应分为两层按前、后、中的顺序装料。 3.2.3运料车的运量应比拌和能力和摊铺速度有所富余，摊铺机前面应不少于两台车等待卸料。 3.2.4运料车应有良好的篷布覆盖保温，运料车到达现场不得即时取下篷布，应等到摊铺前才揭开篷布，倒车到摊铺机前直接摊铺。 3.2.5摊铺过程

11、中，运料车倒车在摊铺机前20cm处停车，不得撞击摊铺机。卸料过程中运料车应挂空挡，由摊铺机推动前进。 3.3沥青混合料的摊铺 3.3.1沥青混合料摊铺前应对下承层进行检查，主要关注两类污染：杂物和柴油污染。对于杂物污染，如泥土、垃圾等，提前清扫并用水车冲洗，并确保摊铺前干透。对于表面轻度柴油污染，人工凿除至无污染层，并补撒粘层油；对于大面柴油污染，表面石子有明显松散的区域，整块切除至下一层，补撒粘层油后用沥青混合料填补，采用小型压路机碾压密实。 3.3.2摊铺前熨平板应加热至规定温度。摊铺机熨平板必须拼接紧密，防止卡入粒料将铺面拉出条痕。 3.3.3混合料采用两台摊铺机摊铺，前后错开510m成

12、梯队摊铺。Sup-25下面层采用钢丝引导的高程控制方式，Sup-19中面层和Sup-12.5上面层采用非接触式平衡梁控制摊铺。 3.3.4连续稳定的摊铺是提高路面平整度最主要的措施。摊铺机的摊铺速度应根据拌和站的产量、运料车数量、施工机械配套情况及摊铺厚度、摊铺宽度按24m/min选择摊铺速度，做到均匀、不间断摊铺。 3.3.5混合料未压实前，施工人员不得进入踩踏。一般不需要人工整修，只有在发现局部离析的情况下，由现场施工管理人员指导工人用人工找补或更换混合料。 3.3.6摊铺机调好螺旋布料器两端的自动料位器，螺旋布料器内混合料表面以略高于螺旋布料器2/3为宜，使熨平板的挡板前混合料的高度在全

13、宽范围内保持一致，避免摊铺层出现离析。 3.3.7摊铺过程中尽量减少收合进料斗，减少由此产生的收斗离析。 3.3.8摊铺遇雨时，立即停止施工，并清除未压实成型的混合料。遭到雨淋的混合料应坚决废弃。 3.4沥青混合料的压实 3.4.1本项目压路机要求最低配置要求：2台不小于13T的双钢轮振动压路机+2台不小于25T的轮胎压路机+2台不小于11T的双钢轮压路机。具体碾压组合按表3拟定，具体碾压遍数根据具体层次由试验段试铺试压决定。 表3碾压组合 3.4.2压路机应以缓慢而均匀的速度碾压，适宜的碾压速度虽初压、复压、终压按表4选用。 表4压路机碾压速度(Km/h) 3.4.3为避免碾压时混合料推挤产

14、生拥包，碾压时应将驱动轮朝向摊铺机，碾压路线及方向不应突然改变。压路机起动、停止必须减速缓行，不得刹车制动，压路机折回不应处在同一横断面上。 3.4.4对初压、复压、终压段落设置明显标志，便于司机辨认。初压开始的第一轴必须仅跟摊铺机，以后每一次倒轴的停驶位置要超前一轴1.5-2.0米，每一次停驶位置应形成45度角度，错轴重叠宽度在10-20cm之间。在开始下一个碾压区间前，用双钢轮振动压路机沿上一个碾压区间停驶位置45度方向振动碾压一遍以消除由于压路机停驶产生的推移波浪。每一碾压段落不宜过短，以50-60m为宜，以免影响平整度。复压采用两台胶轮压路机搓揉碾压，每一台胶轮压路机负责半幅同时进行碾

15、压，形成表面纹理并消除初压时可能产生的热裂纹。终压采用双钢轮压路机不振动静压，以消除压路机轮迹为止。 3.4.5碾压过程中，若出现粘轮现场，可向钢轮均匀喷洒少量掺加洗衣粉的水，并在保证不粘轮的情况下尽量减少喷水量。对于胶轮压路机，为防止粘轮，可向胶轮上人工均匀涂刷少许植物油，保证胶轮压路机不粘轮的关键在于要始终保持胶轮的温度。 3.4.6当天碾压的尚未冷却的沥青层面上不得停放压路机或其他车辆，压实完成12小时后方能允许施工车辆通行。 施工过程中的质量管理 4.1原材料质量检查 承包人按规范要求的频率对进场的沥青、粗集料、细集料及矿粉进行自检，监理按规定频率进行抽检，按有关规范要求控制进场材料的

16、质量，特别要求是细集料中0.075的含量不得超过3%。 4.2沥青混合料质量检查 沥青混合料的质量检查项目包括：油石比、矿料级配、稳定度、流值、空隙率、残留稳定度；混合料出厂温度、运到现场温度、摊铺温度、初压温度、碾压终了温度；混合料拌和均匀性。 4.3现场施工检测控制 压实度采用双控指标，要求马歇尔标准密度的压实度不小于98%，最大理论密度的压实度不小于93%。同时应增加现场渗水系数的检测，施工单位自检和监理抽检应按取芯压实度检验频率随机选点，合格率不小于80%。 结论 结合该工程项目Superpave沥青混合料的应用,发现其混合料均匀性好，骨架密实，混合料更趋嵌挤。施工单位在原材料控制、拌

17、和生产、现场摊铺碾压、施工检测方面均不断完善，达到比较理想的效果。对于Superpave沥青混合料长期的路用性能如何需要经历时间的考验。对Superpave沥青混合料设计及施工提出了以下几点重点建议： (l) Superpave沥青混合料要求粗集料具有更多的棱角性，因此要求100%的粗集料有两个或两个以上破碎面，这就要求沥青路面碎石加工场须具备反击式碎石加工设备，对碎石进行二级反击使石料尽可能接近立方体，扁平细长颗粒含量应控制在要求范围内。 (2) Superpave沥青混合料配比设计中级配需满足控制点和限制区的要求，位于控制点并且避开限制区，随着交通量的增加，级配宜靠近粗控制点。 (3) Superpave沥青混合料在生产、出厂过程中必须满足温度要求，运输过程中重视保温措施，严控