高 伟
(乐亭县通达公路工程有限公司)
随着交通建设高速发展,人们对道路安全性和舒适性要求日趋提高,高等级公路大多数采用沥青混凝土路面。根据现代交通的要求,沥青混凝土路面必须具有足够的强度、足够的稳定性(包括干稳定性、水稳定性、温度稳定性)、足够的平整度、足够的抗滑性和尽可能低的扬尘性。针对这些要求,在沥青混凝土路面施工中,对结构组成设计,必须加以严格的控制。
根据已有的经验,沥青面层总厚度变化在15~23 cm,在面层结构组合时,需考虑以下几个原则。
(1)防止半刚性基层反射裂缝对面层的损害,总厚度不宜小于16 cm。
(2)三层中应有一层为I型级配,作为防水防渗的考虑,如放在上面层对抗车辙及抗滑不利,放在中面层为好。
(3)硬路肩的结构组合应与行车道相同,便于同步施工,否则既不方便施工,又难以保证工程质量。
在考虑沥青混凝土使用的材料及其配合比时,应充分考虑沥青路面在运营状态下,要保持的防水、抗老化、抗滑、抗车辙(高温稳定性)、防脆(低温稳定性)特性。而这些特性往往又是互相冲突的,互相矛盾的,如防水、抗老化要求混凝土密实、空隙小、而抗滑、抗车辙则要求混凝土有较大空隙,如何用对立统一的规律将这一对矛盾统一起来,首先应抓住主要矛盾,然后兼顾其他。同时要充分考虑所在地区的气候特点。
(1)粘度较高针入度较小的沥青,在抗车辙能力上,70#沥青优于90#沥青。
(2)尽可能选择较粗的颗粒,实践已证明在抗车辙能力上,细粒式沥青混凝土远不如粗粒式沥青混凝土,考虑到最大粒径须受相关层厚度的约束,且粒径过大对防水不利,故中、下面层可采用AC-25或AC-30,上面层如为4 cm,考虑热稳兼顾防水及抗滑采用AC-16或AC-20。其级配可选择在Ⅰ型与Ⅱ型之间,为AC-16A或AC-20A。
(3)加矿粉,矿粉可提高沥青的稳定性,并可避免离析,是必不可少的,但掺量不能过大,矿粉与沥青之比以1.0~2.0 为宜。
(4)严格控制沥青用量,油石比选择以接近低限为宜。
(5)空隙率的选择,从高温抗变形特性与防止路面渗水考虑,一般均控制在3%~7%的范围,即设计空隙率一般为3% ~5%,竣工时空隙率要求≤7%。
在进行目标配合比试验选择时,除粗细集料配比符合规范JIJ032-94所规定的级配曲线外,选择最佳沥青用量OAC是关键,如前所述对沥青混凝土要求特性往往互为矛盾,在目标配合比试验时,也充分显示出来。如马歇尔稳定度的峰值,往往也是密度最大而空隙率最小,除此之处饱和度与空隙率也构成一对矛盾,因此在选择OAC时,就应充分考虑空隙率这一重要指标。在施工中应掌握以下规律沥青碎石AM-25,油石比3.4% ~3.5%;粗粒式沥青混凝土AC-25Ⅱ,油石比 3.8% ~3.9%;AC-25Ⅰ油石比 4.4% ~4.5%;中粒式沥青混凝土 AC-16A油石比4.8% ~4.9%。如粗集料具有明显多孔隙性,油石比还要增加0.1~0.2。
生产配合比是指经过烘干加热以后的集料,并经过振动筛分成粗、中、细、砂等四种规格材料,按目标配合比所认定的级配曲线重新组配,成为生产配合比。在施工过程中它不是一形成后就不变,随着料源的变化会经常作些调整,一般在每日正式生产前应取样作一次筛分,决定是否作调整。试拌则是根据生产配合比及最佳油石比进行生产试拌,用目测法观察判断油石比是否得当,如混凝土呈黄褐色,说明油石比过小;如呈深黑色且有光亮,说明油石比过大。最佳油石比色略带深棕色,常比目标配合比中最佳油石比小0.1左右,试拌中经试验所确定的油石比将用于生产,试拌结果也将提交试验报告。
铺筑试验路面为生产配合比验证阶段,是大规模生产的前奏,是监理工程师对沥青路面生产的一次全面检验,也是承包人对自身的一次全面检验,如新的机械与设备投产运行,工人的操作熟练程度,以及现场的指挥及统一协调等均包含在内,通过试验路面不但检验配合比所认定的各项技术指标,还要检验路面的摊铺厚度、平整度、压实度等。还可以测定路面的松铺系数,辗压遍数与压实度的关系曲线以及对某些新技术、新工艺的验证等。完成后应提交完整的试验报告。
我国地域辽阔,气候环境、交通量及经济条件存在显著差异。正确地进行沥青混凝土组成设计,采用合理的施工工艺进行施工,并在施工中进行严格的质量管理,以实现混合料设计的目标,是沥青性能与质量的根本保证。