沥青稳定碎石排水层施工方法分析

关 健

(五大连池风景名胜区自然保护区公路管理站，黑龙江 五大连池 164155)

水损害是导致公路结构受损的主要原因。沥青稳定碎石排水层是路面结构的重要组成，位于下承层之上，是一种多孔结构，当路面水分向下渗透时，可通过这些空隙及时将水分排出，避免影响公路下承层等主要结构，达到保障公路稳定性、延长公路使用寿命的目的，提高路面结构排水能力，降低水损害。近年来，沥青稳定碎石排水层已广泛应用于各级公路中，但由于施工方法不当、技术管理不严，很多时候没有达到预期目标。熟练掌握沥青稳定碎石排水层施工方法和管理要点具有十分重要的意义。

1 基础材料的选择

基础材料的规格和质量必须达到施工标准，这是保证沥青稳定碎石排水层功能的前提条件。设计阶段，要提前做好调查，掌握施工路段地质条件及路面排水要求，根据这些信息选择合适的沥青材料，其中抗拉性、耐磨性、抗压性等是重点参数。部分地区还需要考虑高、低温对沥青材料的影响。除沥青外，矿粉、集料等是用量较多的主要材料。选择集料时，粗集料的压碎值、针片状含量、吸水率、小于0.075 mm颗粒的通过率及细集料的砂当量、含水量、塑性指数等都是需要重点关注的技术指标，必须满足相关标准。

2 配合比设计

将各类基础材料按照一定比例配合，可显著提高混合材料的综合性能，在提高路面结构稳定性、保证渗水及时排出等方面发挥积极作用。沥青稳定碎石排水层的配合比设计主要包含两项工作：一是级配设计。粗集料发挥骨架支撑作用，细集料则发挥填充作用，粗、细集料相互搭配，既可以保证沥青稳定碎石排水层的支撑效果，还能保证孔隙率，满足排水需要。二是最佳油石比设计。沥青发挥黏结作用，但是对沥青的用量也要进行严格控制。试验研究表明，矿料表面的沥青膜平均厚度为12～16 mm时可保持不出现沥青流淌。沥青用量可按集料表面积与沥青膜平均厚度的乘积确定，表面积S则可按下列关系式估算：

S=0.41+0.41a+0.82b+1.64c+2.88d+6.14e+12.28f+32.77g(m2/kg)

式中，a～g分别代表4.75 mm、2.36 mm、1.18 mm、0.6 mm、0.3 mm、0.15 mm、0.075 mm筛孔的通过百分比。采用沥青膜平均厚度的中值14 μm，运用油膜厚度经验公式初步估算最佳油石比为3.0%。

3 施工方法和管理要点

3.1 松铺系数

松铺厚度与达到规定压实度的压实厚度之比，即为松铺系数。加强松铺系数的控制，可充分发挥沥青稳定碎石排水层的功能。如果松铺系数偏小，则说明松铺材料用量偏少，铺筑层厚度达不到施工标准，路面实际寿命低于设计寿命。相反，如果松铺系数偏大，则导致铺筑层偏厚，增加了物料用量和施工成本。施工过程中，影响松铺系数的因素有多种，如压实工艺(碾压次数、碾压机械)、材料组成(粗细集料的搭配、孔隙率的高低)等。现场施工时，要提前开展试验确定合适的松铺系数，并在施工过程中严格控制。

3.2 材料温度

沥青作为非晶体材料，温度变化会对沥青的针入度、延度有直接影响。保持合适的材料温度，能够让沥青与集料充分混合，从而提升整个沥青稳定碎石排水层的使用效果。正常情况下，沥青混合料的摊铺温度应控制在120℃～130℃，在保证沥青混合料具有较高延度的前提下，可避免出现沥青滴落、材料离析的情况。目前使用的沥青混合料摊铺机通常有自动调温功能，可随时检测出口处沥青混合料的温度，根据材料实际温度和设定温度的差异，进行加热或降温。还要考虑特殊作业环境对沥青混合料温度的影响。如夏季高温天气施工，地表温度可能在40℃以上，这时可以适当降低沥青混合料温度。

3.3 碾压工艺

材料摊铺结束后，要及时进行碾压。相比于普通的沥青混合料，由于沥青稳定碎石排水层中使用了较多的粗集料，因此对压实要求更高。为保证压实效果，要选择合适的压路机，根据压实度需要，准备多台不同吨位的压路机，如25 t重的胶轮压路机，15 t重的双钢轮压路机，及10 t重的钢轮压路机。碾压沥青混合料时，按照顺序先使用胶轮压路机完成初压，这一遍碾压的目的是压缩粗、细集料的空隙，保证表面基本平整。然后再根据压实效果，选择双钢轮或单钢轮压路机，完成复压。复压时，同一路段需要按照相同方向进行碾压，不允许在路面掉头，也不允许在路面中途停车，必须保证匀速运行。压实前，为防止沥青粘在压路机滚轮上，可提前在轮胎上刷上一层植物油。复压时，先完成规定的碾压次数，然后检查压实度、平整度是否达标。对于局部不达标的位置，要增加碾压次数，直到符合标准。

4 施工质量检测

完成沥青稳定碎石排水层主体施工后，要进行必要的养护。如加强管护，防止人为踩踏或机具行驶，沥青混合料完全硬结后，再开放行驶。为了确保施工质量，要开展质量检测。检测方式有两种：一是混合料抽检。油石比的误差应控制在0.3%以内。通过率误差应控制在5%以内，其他粒径的通过率要符合施工要求的配合比。路面随机选择取样部分的检测达标率要达到90%以上，说明施工质量良好。二是钻芯取样检测。将整个施工路段划分成等长的若干片段，每个片段内随机选择3～5处取样点，使用钻孔机进行钻芯取样。在实验室内对样品进行分析，空隙率应控制在15%～25%，铺层厚度应控制在10±0.5 cm，马歇尔稳定度则应高于3.5 kN。如果发现有未达标的，结合某一项性能、质量缺陷，采取相应的加固措施，保证整体施工效果。

5 结语

沥青稳定碎石排水层在公路工程建设中广泛推广应用。施工人员不仅要熟悉整个作业流程，明确相关标准规范，还要严格加强技术管控，保证工程质量，充分发挥沥青稳定碎石排水层的应用价值，延长公路工程的使用寿命。