高速公路沥青路面面层施工技术

高速公路沥青路面面层施工技术沥青面层是位于路面基层上最重要的路面结构层，它直接承受车轮荷载和大气自然因素的作用，应具有平整、坚实、耐久及抗车辙、抗裂、抗滑、抗水害等多方面的综合性能。沥青面层的施工技术复杂，又是具有代表高速公路最终质量标志的工程项目之一，因此在面层施工中必须严格要求，对施工技术标准及施工工艺进行进一步优化，将沥青路面面层施工质量提高到新水平。1.面层沥青混凝土的技术标准根据交通行业标准JTJ014-97《公路沥青路面施工技术规范》和JTJ032-94《公路沥青路面施工技术规范》的规定，结合多雨地区防水要求，江苏高速公路均采用三层式沥青混凝土结构，上、中、下三层面层均为连续型密级配沥青混合料。具体为4cm上面层(采用玄武岩集料)用AK-16A级配类型，5cm中面层(采用石灰岩集料)用AC-25Ⅰ级配类型，7cm下面层(采用石灰岩集料)用AC-25Ⅰ级配类型。按沥青面层所选定的沥青混凝土类型，均为热拌密级配沥青混凝土混合料，各类型沥青混合料矿料级配应符合表1的规定，各层所采用的优质石油沥青(标号AH-70)其技术要求见表2，粗、细集料及填料也必须满足统一的技术要求。根据交通行业标准的规定，各面层沥青混凝土应符合表3规定的马歇尔试验标准，对于上面层和中面层的沥青混合料进行配合比设计时，动稳定度应不小于800次/mm。沥青面层用沥青混凝土矿料级配通过率(%)范围表1类型层次方筛孔尺寸(mm)上面层中面层、下面层AK-16AAC-25Ⅰ31.510026.595-10019.010075-9016.090-10062-8013.270-9053-739.550-7043-634.7530-5032-522.3622-3725-421.1816-2818-320.612-1313-250.38-188-180.156-135-130.0754-93-7石油沥青技术要求表2检验项目AH-70针入度(25℃，100g，5s)(0.1mm)60-80延度(5cm/min，15℃)不小于(cm)100软化点(环球法)(℃)44-54溶解度(三氯乙稀)不小于(%)99薄膜加热试验163℃，5h质量损失不大于(%)0.6针入度比不小于(%)55延度(15℃)不小于(cm)100闪点(COC)不小于(℃)230含蜡量(蒸馏法)不大于(%)2密度(15℃)不小于(g/cm3)1.01动力粘度(绝对粘度，60℃)(P)1800±200热拌沥青混凝土马歇尔试验技术标准表3试验项目沥青混凝土类型技术标准击实次数(次)AK-16C-25Ⅰ两面各75稳定度(kN)AK-16C-25Ⅰ＞7.5流值(0.1mm)AK-16C-25Ⅰ20-40空隙率(%)AK-16C-25Ⅰ3-6沥青饱和度(%)AK-16C-25Ⅰ70-85残留稳定度(%)AK-16C-25Ⅰ＞75注：沥青混凝土混合料间隙率(VMA)宜符合(AK-16A不小于14.5%、AC-25Ⅰ不小2.施工准备、施工工艺及注意事项2.1施工准备及注意事项(1)必须把好原材料的质量关，特别注意粗细集料和填料的质量，对不合格矿料不准运进拌和厂。(2)做好施工机械和质量检测仪器的准备工作，必须配备齐全的施工机械和配件，做好开工前的保养、调试和试机，并保证在施工期间一般不发生有碍施工进度和质量的故障；还必须配备性能良好、精度符合规定的质量检测仪器，并配备足够的易损部件。(3)必须进行完善的沥青混凝土配合比设计，包括马歇尔试验设计、浸水马歇尔试验残留稳定度检验和车辙试验抗车辙能力检验。关于沥青混凝土配合比设计的统一规定为：①对同一拌和厂两台拌和机，如果使用相同品种的矿料，可使用同一目标配合比。目标配合比需经监理工程师审查批准后才能进行生产配合比设计。如果某矿料产地、品种发生变化，必须重新进行目标配合比设计。②每台拌和机均应进行生产配合比设计，由监理工程师审查批准后，才能进行试拌与试铺。(4)沥青面层施工开工前，均需先做试铺路段。试铺路段施工分为试拌和试铺两个阶段。试铺路段宜选在正线直线段，长度不少于200m。拟定铺筑方案后，必须严格按技术规范规定操作，力争一次铺筑成功。试铺结束后，经检测各项技术指标均符合规定，应立即提出试铺段总结报告，经监理工程师审查批准后，才能申请正式开工。2.2施工工艺及注意事项2.2.1沥青混合料的拌制(1)严格掌握沥青和集料的加热温度以及沥青混合料的出厂温度。集料温度应比沥青高10℃～20℃，热混合料成品在贮料仓储存后，其温度下降不应超过10℃，贮料仓的储料时间不得超过72h。沥青混合料的施工温度控制范围见表4，具体施工温度应根据到场沥青粘度试验确定。单位：℃沥青混合料的施工温度表4沥青加热温度160-170矿料温度170-190混合料出厂温度正常范围150-超过200者废弃混合料运输到现场温度不低于130-150摊铺温度正常施工不低于120-140，不超过165低温施工不低于130-150，不超过175碾正常施工120-140不低于110压温度低温施工130-150不低于110碾压终了温度钢轮压路机不低于70轮胎压路机不低于80振动压路机不低于65(2)拌和楼控制要逐盘打印沥青及各矿料用量和拌和温度，并定期对拌和的计量和测温进行校核；没有材料用量和温度自动记录装置的拌和机不得使用。(3)拌和时间由试拌确定。必须使所有集料颗粒全部裹履沥青结合料，并以沥青混合料拌和均匀为度。(4)要注意目测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、冒烟和离析等现象。如确认是质量问题，应作废料处理并及时予以纠正。在生产开始以前，有关人员要熟悉本项目所用各种混合料的外观特征，并通过仔细观察室内试拌的混合料而取得。(5)每台拌和机每天上、下午各取一组混合料试样做马歇尔试验和抽提筛分试验，检验油石比、矿料级配和沥青混凝土的物理力学性质。油石比与设计值的允许误差为±0.3%。矿料含量与规范中值的允许差值＜0.075mm±2%≤2.36mm±6%≥4.75mm±7%(6)每周分析一次检测结果，计算油石比、各级矿料通过量和沥青混凝土物理力学指标检测结果的标准差和变异系数，检验生产是否正常。2.2.2沥青混合料的运输(1)采用数字显示插入式热电偶温度计检测沥青混合料的出厂温度和运到现场温度，插入深度要大于150mm。在运料汽车侧面中部设专用检测孔，孔口距车箱底面约300mm。(2)拌和机向运料车放料时，汽车应前后移动，分几堆装料，以减少粗集料的分离现象。(3)沥青混合料运输车的运量应较拌和能力和摊铺速度有所富余，摊铺机前方应有五辆运料汽车等候卸料。(4)运料汽车应有蓬布履盖设施，以便保温、防雨或避免污染环境。(5)连续摊铺过程中，运料汽车在摊铺机前10～30cm处停住，不得撞击摊铺机。卸料过程中运料汽车应挂空档，靠摊铺机推动前进。2.2.3沥青混合料的摊铺(1)连续稳定的摊铺是提高路面平整度的最主要措施。摊铺机的摊铺速度应根据拌和机的产量、施工机械配套情况及摊铺厚度、摊铺宽度，按2～6m/min予以调整选择，做到缓慢、均匀、不间断地摊铺。不应任意以快速摊铺几分钟，然后再停下来等一车料。午饭应分批轮换交替进行，切忌停铺用餐。争取每天收工停机一次。(2)用机械摊铺的混合料未压实前，施工人员不得进入踩踏。一般不用人工不断整修，只有在特殊情况下，需在现场主管人员指导下，允许用人工找补或更换混合料，缺陷较多严重时应予铲除，并调整摊铺机或改进摊铺工艺。(3)下面层摊铺厚度采用钢丝引导的高程控制方式。钢丝为扭绕式，直径不小于6mm，钢丝拉力大于800N，每5m设一钢丝支架。靠中央分隔带侧摊铺机在前，左侧架设钢丝，摊铺机上安装横坡仪控制摊铺层横坡；后面摊铺机右侧架设钢丝，左侧在摊铺好的层面上走“雪撬”。中面层和上面层用移动式自动找平基准装置控制摊铺厚度。摊铺层纵向接缝上应设置抹平靴，由后面摊铺机牵引向前移动。两台摊铺机距离不超过30m。(4)摊铺遇雨时，立即停止施工，并清除未压实成型的混合料。遭受雨淋的混合料应废弃，不得卸入摊铺机摊铺。2.2.4沥青混合料的压实成型(1)沥青混合料的压实是保证沥青面层质量的重要环节，应选择合理的压路机组合方式及碾压步骤。为保证压实度和平整度，初压应在混合料不产生推移、开裂等情况下尽量在摊铺后较高温度下进行。初压严禁使用轮胎压路机，以确保面层横向平整度。(2)压路机应以缓慢而均匀的速度碾压，压路机的适宜碾压速度随初压、复压、终压及压路机的类型而别，可按表5选用。压路机碾压速度(km/h)表5压初压复压终压路机类型适宜最大适宜最大适宜最大钢筒式压路机1.5-232.5-3.552.5-3.55轮胎压路机--3.5-4.584-68振动压路机1.5-2(静压)5(静压)4-5(振动)4-5(振动)2-3(静压)5(静压)(3)为避免碾压时混合料推挤产生拥包，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。对压路机无法压实的死角、边缘、接头等，应采用小型振动压路机或手扶振动夯趁热压实。压路机折回不应处在同一横断面上。(4)在当天碾压的尚未冷却的沥青混凝土面层上，不得停放压路机或其他车辆，并防止矿料、油料和杂物散落在沥青面层上。(5)要对初压、复压、终压段落设置明显标志，便于驾驶员辩认。对松铺厚度、碾压顺序、碾压遍数、碾压速度及碾压温度应设专岗检查。(6)压实完成12h后，方能允许施工车辆通行。2.2.5施工接缝的处理(1)纵向施工缝采用两台摊铺机成梯队联合摊铺方式的纵向接缝，应在前部已摊铺混合料部分留下10～20cm宽暂不碾压作为后高程基准面，并有5～10cm左右的摊铺层重叠，以热接缝形式在最后作跨接碾压以消除缝迹，上下层纵缝应错开15cm以上。(2)横向施工缝全部采用平接缝，用3m直尺沿纵向位置，在摊铺段端部的直尺呈悬臂状，以摊铺层与直尺脱离接触处定出接缝位置，用锯缝机割齐后铲除；继续摊铺时，应将接缝锯切时留下的灰浆擦洗干净，涂上少量粘层沥青，摊铺机熨平板从接缝后起步摊铺；碾压时用钢筒式压路机进行横向压实，从先铺路面上跨缝逐渐移向新铺面层。3.结束语沥青路面面层压实度、平整度和磨擦系数是路面质量的主要指标。江苏高速公路沥青路面面层施工在严格按照行业标准规定执行的基础上，不断提高，总结了一整套关于施工工艺的经验，并在沪宁高速公路江苏段、南京机场高速公路、广靖高速公路和锡澄高速公路的建设实践中取得了较好效果，各项技术指标均优于交通行业标准的要求。