南湾水库热拌彩色沥青混凝土坝顶路面设计施工技术

□王春磊 □付海水（河南省水利勘测设计研究有限公司）

□牛 岭（河南省水利基本建设工程质量检测中心站）

一、工程概况

南湾水库位于河南省信阳市，控制流域面积1100km2，是一座以防洪、灌溉、城市供水为主，兼顾发电、旅游等综合利用的大(1)型水利枢纽，是国家AAAA级风景区。大坝坝顶长约800m，宽7m，原有路面为混凝土路面，经多年运用，表面出现大量裂缝，局部多处发现错台现象。新建坝顶彩色沥青路面是在原混凝土路面基础上铺筑，颜色选用常见的红色，设计沥青混凝土路面厚7cm，由于彩色沥青混凝土的价格相对较高，施工也较复杂，故只对上面层采用红色沥青混凝土，其他各层次结构采用普通黑色沥青混凝土，即3cm厚AC-10细粒式红色沥青混凝土面层+4cm厚AC-20中粒式普通黑色沥青混凝土基层。

二、原材料技术要求

（一）胶结料

表1 热拌彩色沥青胶结料主要技术指标要求表

（二）集料

1.粗集料

粗集料应选用表面清洁、粗糙而富有棱角、质地坚硬、颗粒近似立方体的轧制碎石，为保证彩色路面颜色的耐久性，粗集料须选择与颜料颜色一致或尽可能接近的石料轧制而成，可以选择的石料有红色花岗岩、红色砂岩等；同时石料磨光值必须满足要求。考虑到彩色石料来源、性质、加工等方面的限制，适当放宽了压碎值、洛杉矶磨耗损失、磨光值等指标要求。粗集料主要技术指标：压碎值≯30%，洛杉矶磨耗损失≯35%，表观相对密度≮2.45，与胶结料的粘附性等级≮4级，磨光值(PSV)≮38。

2.细集料

细集料采用与路面色彩相近的石料轧制而成的机制砂或石屑，细集料必须洁净，砂当量、含泥量等指标必须合格。细集料主要技术指标：表观相对密度≮2.45，坚固性 (≥0.3mm)≯12%，含泥量(＜0.075mm的含量，≯5%,砂当量≮50%。

3.填料

在沥青混合料中，填料通常是指矿粉。由于红色石料通常为非碱性石料，考虑到彩色沥青混凝土的抗水损害能力，一般不采用由红色石料磨成的矿粉。为保证彩色路面的色彩鲜艳，可采用由石灰石等碱性岩石磨细的矿粉，同时要求其外观应呈白色。矿粉必须存放于室内干燥地方，在使用时必须保证干燥、不结团。

表2 填料主要技术指标要求表

4.颜料

The toys little Tom likes are those in the basket. (作表语)

采用红色无机颜料。颜料主要技术指标：铁含量(以Fe2O3或Fe3O4计)≮95，相对着色力95～105%，色差≯1.0%，主要粒子尺寸0.1μm。

三、配合比设计要求

（一）混合料级配要求

彩色沥青混凝土的矿料级配应符合工程设计规定的级配范围。本工程考虑库区内车流量不大，故面层采用AC-10细粒式沥青混凝土，基层采用AC-16中粒式沥青混凝土。密级配沥青混凝土混合料级配见表3。

表3 密级配沥青混凝土混合料级配范围表

（二）颜料和沥青用量

颜料的用量影响彩色路面的颜色和颜色的耐久性。通常增加颜料用量，路面颜色更加鲜艳，同时耐久性增加。考虑到经济性并借鉴以往工程经验，建议颜料的掺加量为2%左右。颜料可替代矿粉作为填料使用，掺颜料后可相应减少矿粉用量，在配合比设计时予以考虑。

沥青含量是影响沥青混合料质量的重要因素。随着沥青含量的增加，空隙率减小，流值增大，动稳定度(车辙数据)降低。减少彩色沥青用量，会使混合料总体性能变差；若进一步降低用量，则生产时会无法拌和均匀。借鉴其它类似工程经验，选择彩色沥青用量以5%为最佳。

（三）彩色沥青混合料抗水稳定性等要求

一般情况下马歇尔试验仍然是检测彩色沥青混合料结构的一种最简单、实用试验方法。沥青与矿料的黏附性和马歇尔试验的稳定度、流值，对于彩色沥青混合料来说，也是很重要的指标。采用马歇尔试验方法进行彩色沥青混凝土配合比设计。

四、热拌彩色沥青混凝土施工

（一）拌制

热拌彩色沥青混凝土的拌制采用与普通沥青混凝土相同的设备及工艺，但彩色沥青混凝土拌制过程需要注意以下问题：

1.避免原有黑沥青的污染

一般沥青拌和站没有专用的彩色拌和设备，是在拌制黑色沥青的拌和系统中加以改造、更换和清洗，由于沥青储罐内部有加热的重油导热管，比较复杂，在温度较高时人无法进去清洗，温度低时又很难清洗，所以本工程拌制彩色沥青时沥青储罐采用了新罐。

2.严格控制加热温度

生产温度是保证彩色沥青混合料生产质量的主要因素。普通沥青胶结料的施工温度宜通过在135℃及175℃条件下测定粘度－温度曲线确定。缺乏粘温曲线数据时，可参照以下范围选择：沥青胶结料加热温度155～165℃，石料加热温度165～175℃，出料温度145～165℃。由于彩色沥青中SBS含量比较多，约为10%(一般改性沥青只有5%左右)，因而其粘度—温度敏感性较普通沥青大，特别是140℃以下，有一个突变范围，故其生产温度比普通沥青提高5～10℃，但是加热温度过高，又容易造成材料沥青胶结料老化变黑。所以无论是在脱筒过程中加热还是在储罐中加热，以及拌制过程中的加热，都要细心控制。

3.严格控制拌和时间

每盘料的拌和时间差异很大，也将导致沥青混合料的颜色不同。为使颜料分布均匀，应合理确定拌和时间。彩色沥青混合料拌和时间一般要比普通沥青混凝土增加10～15s，每盘料拌和温度差异＜5℃，拌和时间差异＜3s。

（二）运输

1.宜采用大吨位运料车，同时注意保温，运至施工现场的温度降低不超过10℃。

2.车辆事先应擦洗干净，避免原料黑色沥青混合料的污染。不能喷涂乳化沥青隔离油，而应采用菜仔油、豆油等食用油或乳化沥青、稀释沥青。

（三）摊铺

热拌彩色沥青混凝土路面摊铺除应满足普通沥青路面施工技术规范外，应满足以下要求：

1.热拌彩色沥青混凝土的摊铺宜采用履带式摊铺机摊铺，摊铺前应对摊铺机料斗、熨平板清理干净，防止原有黑色沥青的污染。

2.基层普通沥青混凝土应清洁平整，摊铺彩色沥青混凝土面层前洒布浅色胶结料配制的稀释油作为粘层油。

3.摊铺过程中尽量做到使摊铺机“缓慢、均匀、不停顿”，以保证路面的平整度和减少混合料的离析。摊铺宽度为全幅摊铺，不允许有连接缝，摊铺均匀、连续、一次成型，确保色泽一致、粒料大小均匀、美观。摊铺机采用低速运行，速度控制在2～3m/min。摊铺厚度采用雪撬式控制的方式保证摊铺前后相同的高度差，摊铺厚度为4cm，确保压实后的厚度为3cm。

4.彩色沥青混凝土的摊铺温度140～150℃，初压温度130～145℃，终压温度≮90℃。

摊铺是一个比较关键的工作之一，必须严格控制。在摊铺过程中如有严重污染、离析、色彩差异较大的混合料，应清除。摊铺时尽量减少人工补料。

（四）碾压

碾压设备采用组合式，采用一台8t双钢轮振动压路机，一台胶轮压路机。碾压前应将所有碾压设备用热柴油清洗干净。碾压根据碾压时间可分为初压、复压和终压。初压遍数为2遍用振动压路机；复压遍数为4遍，用双钢轮振动压路机和胶轮压路机；终压遍数为2遍，使用胶轮和振动压路机。

（五）开放交通

由于本工程彩色沥青胶结料中添加了聚合物，彩色沥青混凝土的强度形成需要一定的固化时间。为保证彩色沥青混凝土形成强度，热拌彩色沥青混凝土路面应待摊铺层完全自然冷却，混凝土表面温度低于50℃后方可开放交通。需要提早开放交通时，可洒水冷却降低混凝土温度。施工后宜封闭交通2～6h，禁止一切车辆和行人通行。

五、热拌彩色沥青的验收

（一）外观鉴定

彩色沥青路面的颜色是不同于普通沥青路面的最主要特征，因此对彩色路面的外观鉴定十分重要。彩色沥青路面颜色应鲜艳、均匀，特别应注意冷接缝两侧路面的颜色是否有明显差异。

（二）检查项目

彩色路面测试项目与普通沥青路面基本相同，可参照执行。

六、结语

南湾水库大坝坝顶彩色沥青路面的实施，在信阳市是首例，河南省内也是少数几例。工程的实施提升了水库的形象，增添了南湾湖风景区魅力。