高速公路改性沥青混凝土路面施工关键技术

吴子健

（中交四航局第二工程有限公司）

改性沥青路面的应用优势在于温度适应性、抗疲劳破坏能力强，是高速公路建设领域的主要形式。但改性后的沥青也存在不足之处，即沥青黏度较大，在缺乏足够的搅拌时存在分布不均的情况，若选择普通沥青混合料施工中所实行的工艺方法则缺乏可行性，对此需探讨相适应的施工技术。

1 工程概况

卡塔尔多哈东部高速项目主路采取的是三层沥青结构的形式，即18cm 普通沥青基层（BC-1 型）+7cm 改性沥青中间层（PMB）+5cm 改性沥青面层（PMB）。桥面沥青施工中，以IC28 跨线互通立交处较为特殊，采取的是普通沥青材料，形成厚度为5cm 的面层，除此之外的各桥面沥青均使用的是改性沥青面层，厚度一致。

2 改性沥青混合面层施工技术要求

以东部高速项目技术规格书等相关文件为依据，由此展开改性沥青混合面层施工作业。施工中要加强对各环节的控制，如原材料质量、混合料的生产工艺、摊铺温度控制、碾压工艺、接缝处理、平整度处理及检测等。

⑴原材料。从原材料中抽样，转交至实验室以便检测其质量情况，明确各级配条件下材料的性质。根据美标检验骨料的性能，包含砂当量、液塑限等。

⑵拌和后混合料。从生产所得的混合料中取样，在实验室内分析后确定其性能情况，检测工作应围绕级配、孔隙比等各项关键指标而展开。做好摊铺前的准备工作，即测放边线，与设计要求的误差控制在±4mm 内，每10m 一个断面进行放样。

⑶摊铺碾压。选择具有代表性的试验段，通过此方式确定合适的摊铺和碾压工艺，依次为钢轮压路机静压、震动压各2 遍→胶轮压路机静压8 遍→钢轮压路机静压2 遍。对于温度的控制，要求摊铺阶段稳定在140～163℃，进入到碾压环节后温度须≥135℃。工程施工量较大，接缝错开量应得到合理的控制，其中横向接缝为2m，纵向接缝则按30cm 控制。

⑶取芯厚度。在施工现场确定合适的芯样，要求单层取芯厚度与要求值的偏差≤5mm，整个芯样的误差≤10mm。

⑸检测顶面标高。以10m 为间距依次检测，各处标高的偏差控制标准为：基层±6mm、中间层±4mm、面层±4mm。横向平整度检测所用的工具为长度3m 的条形钢尺，尽可能提高平整度的精度，其偏差宜≤3mm；选用连续式平整度仪，利用该装置检测纵向平整度。

3 改性沥青混凝土配合比设计

3.1 最佳沥青混凝土配合比

沥青混凝土配合比严格依照要求检测混合料各材料的性能指标，并参照质量检测验收规范，在确保符合要求之后，方可进行配合比设计、混合料拌和施工[1]。还需通过空隙率和车辙试验，获取最佳油石比。之后根据目标配合比加热并干拌矿料，验证筛选并确定喷油量，最后应用马歇尔试验法进行试拌材料，确定SMA 沥青混合料配合比（见表1）。

表1 最佳沥青混凝土配合比

3.2 混合料性能

⑴高温稳定性验证。参照项目所在地（卡塔尔）的建筑规范，在高速公路建设工作中，必须组织车辙试验，通过此方式检验混凝土的高温稳定性。

⑵水稳定性验证。此时需开展浸水马歇尔试验，从而加深对沥青混合料的认知，验证其水稳性，并辅以冻融劈裂试验。施工结果如表2 所示。

表2 浸水马歇尔试验

⑶室内试验：多项指标均可有效反映路面车辙情况，其中动稳定度具有重要的指导意义，经过室内试验的方式分析PG76-10E 改性沥青混凝土在此项指标上的表现，结果为3556 次/mm 的动稳定度，相比于设计规范中所提出的2800 次/mm 而言完全满足要求，由此说明该改性沥青混合料具有较为显著的高温稳定性。

4 公路改性沥青混合面层施工

4.1 工艺流程

按照如下流程完成主线沥青施工作业：检验级配碎石质量→喷洒沥青油→组织基层施工作业→喷洒粘结油→施作中间层→再次喷洒粘层油→面层施工作业。

对于匝道沥青施工，主要流程为：检验级配碎石质量→喷洒沥青油→组织基层施工作业→喷洒粘层油→面层施工作业。并按照如下流程完成桥面沥青施工作业：精确测量桥面标高→喷洒粘层油→面层施工作业。关于自行车道的施工作业，首先要检验级配碎石施工质量，在满足要求后即可组织面层施工作业。

4.2 试验段施工

采取多种结构组合形式，创建低温、常温和高温三种环境，分别选择长度为50m 的路段，于该处组织试验，检验所得结果，分析各施工参数的应用情况，从中选择最为适宜的施工参数，将其作为大面积施工的指导。

4.3 沥青摊铺方法

⑴按照分层分幅的方式依次展开摊铺作业，选用4～5 台摊铺机，遵循的是全幅施工原则；要保证供料充足，避免沥青摊铺中断现象，较特殊的是中间层摊铺作业，该处所用设备为喂料机。为避免工作面失稳，需尽可能减少设备调动，且全程摊铺宽度尽可能维持在同一状态，不可发生大幅度变动[2]。各部位的分层厚度控制指标见表3。

表3 道路沥青混凝土分层施工厚度控制

⑵铺洒沥青油，经过48h 后方可正式组织沥青摊铺作业。由于等待时间较长，为缩短工期，适当增加单次铺洒沥青油的面积，使其可满足三天的摊铺要求，以便提高作业效率。

⑶摊铺过程中加强对温度的监测，通过温度计掌握现场温度情况，若实测温度较正常值有所下降，则要加快摊铺速度，尽可能缩短摊铺时间，且在施工前要预热摊铺机，顺利送料，以免出现温度损失异常明显的情况[3]；直线段施工中，以5m 为间隔依次设置桩号钢筋，部分情况下存在标高点位增加25%的情况，此时需在送铺处拉细钢线，部分摊铺机并未配备自动感应系统，此时则要通过钢线合理控制摊铺厚度。现阶段的摊铺机功能都颇为丰富，普遍配备了自动感应系统，可检测摊铺的实际厚度情况；并采用拉线法检测，通过此方式可确定摊铺的平整度，根据实测结果分析施工情况，若存在质量问题则要及时调整摊铺机运行参数，从而确定存在平整度误差的范围，于该处做好标记，后续碾压过程中则要使用3m 的条形钢尺检测，必须要完全满足平整度要求。对于设置了接缝的区域，该处的横向接缝错开量应达到2m，纵向接缝错开量为30cm，形成的所有切缝都要具有顺直性。需注意的是，切缝施工易对路面质量造成影响，需使用3m 混凝土刮尺检查，掌握该处的平整度情况，从源头上解决平整度欠佳的问题，以免将问题拖延到碾压阶段。

⑷通过碾压的方式可增强改性沥青混凝土的密实度，通常要经过初压、复压和终压三个阶段，温度是重要的控制指标，依次为165℃、155℃、120℃。各阶段的设备以及工艺方法都有所不同，初压时优先选择大吨位碾压机，摊铺结束后紧跟初压作业，保证温度维持在相对较高的水平，使大块石料可以被完全碾碎。同时，调整好碾压设备与摊铺机的位置，两者间距不可过大，否则在摊铺后易导致混凝土温度大幅度散失。

4.4 施工质量控制措施

⑴摊铺。在摊铺施工中，尽量避免在寒冷及温度较低的天气进行施工。一般情况下，施工环境的温度应该控制到20℃以上，如在实际施工时施工环境气温较低，应适当将摊铺材料的温度以及混合搅拌物的温度提升，并对摊铺过程中的对应下料速度进行适当控制，尽量缓慢、均匀，且连续进行摊铺施工，与此同时，要结合拌和站的生产能力进行适当调整。

⑵碾压。在整个碾压过程中，始终坚持“高频低幅以及紧跟慢压”的施工原则，为避免因碾轮作用而导致沥青玛蹄脂出现上浮情况，不应采用轮胎压路机对SMA 沥青路面进行碾压，摊铺结束后技术人员应该及时采取科学的措施进行高温碾压，之后在沥青冷却前及时处理接缝部位。

5 结束语

综上所述，高速公路建设领域广泛采用的是改性沥青混凝土路面形式，选择何种施工技术尤为关键。对此，施工单位要立足于现场情况，选择与工程施工条件相符的技术，按照项目所在地的相关规范合理组织施工作业，以保证施工质量为前提，尽可能减少对环境的影响，提高工程项目的综合效益。