高速公路沥青混凝土路面施工技术要点分析

王 锐

(安徽省公路桥梁工程有限公司，安徽 合肥 230031)



高速公路沥青混凝土路面施工技术要点分析

王 锐

(安徽省公路桥梁工程有限公司，安徽 合肥 230031)

文章从高速公路沥青混合料的生产控制入手，介绍了沥青混合料机械化生产过程中的注意事项及其温度控制、作业方式等路面施工技术要点，并结合工程实例，分析了沥青混凝土路面施工机械合理配置的方法与功用。

高速公路；沥青混凝土路面；机械化；施工技术

0 引言

近几年，随着国民经济的快速发展，全国范围内交通流量大幅增加，路面载荷也随之增加。面对新时期交通发展的新特点，只有不断提高高速公路的重载需求和沥青路面需求才能有效解决交通流量增加所带来的问题。为使国内高速公路拥有良好的路况，保证高速公路的施工质量，高速公路建设中运用了压实机、拌和站以及沥青摊铺机等机械设备。这些设备在沥青混合料生产以及施工方面都起到了十分重要的作用，但是在整个生产施工过程中既需要重视温度的控制、原料选用以及投入比例、机械尺寸等变量的控制，又要重视机械的合理配置，才能使机械化生产施工效率最大化。

1 高速公路沥青混合料生产控制

1.1 原材料对混合料质量的影响

粉料、沥青以及集料等统称为原材料。粗集料是集料中的一种，具备两个特点：(1)表面干净无风化、无杂质；(2)有足够的强度和耐磨性能，一般选用满足要求的碎石和轧制砾石。而细集料一般选用石屑、人工砂、天然砂等，在上述三种物质中，天然砂是最适合充当混合料中的细集料，即使在优质天然砂缺少需要加入石屑混用的情况下，也必须保证石屑所占比例低于天然砂所占比例。物料直径<0.075 mm的碱性材料被称为矿粉，能够投入使用的矿粉要求其含水量低，不含泥土。对于准备用于高速公路上的沥青而言，使用前必须对其各项指标进行检测，特别是要严格控制蜡的含量在可允许的范围内。

1.2 搅拌设备生产能力的合理确定

在一定时间内，既定条件下搅拌设备生产出的合格沥青混合料的量称为搅拌设备的生产能力。干燥筒的生产能力由内因和外因两方面因素控制。内因是指干燥筒自身的结构，外因则是由外部条件决定，包括：大气的温度、湿度，粗骨料和细骨料的比值，骨料的含水量，骨料的吸水性，对骨料进行加热的温度、加热后骨料的剩余含水量等等，都会对干燥筒的生产能力造成影响。在上述外部条件中，由于蒸发骨料中水分所需的热量在全部热量的消耗中所占比重很大，因此冷骨料含水率是影响干燥筒生产能力的最大外部因素。对于搅拌器而言它的生产能力受到搅拌速度、搅拌锅充盈率以及搅拌时间这三个因素的影响。合理使用搅拌设备，提高其生产能力的关键在于：使用成品搅拌设备时，面对五花八门的混合料组成和对成品料提出的各不相同的搅拌质量要求，要相应地及时调整搅拌时间，合理确定搅拌时间。

1.3 热沥青混合料拌制过程

沥青混合料搅拌设备是一组机械电子设备。这一组机械电子设备集生产目标混合料的各个步骤为一体，从供料至加热、计量，最后至拌和都可由这一组机械电子设备独立完成。在拌和的过程中既要防止混合料由于拌和时间过长产生老化现象，又要保证拌和时间，以使混合料的拌和均匀性能达到最佳。所以在拌和混合料的过程中，时间上的把握尤为关键。其次，每隔一段时间就必须对振动筛进行检查以保证级配的稳定。通常，热料仓混仓率控制在百分之十以下，如果筛网被堵住，就不能保证混仓率保持在原来的水平，一旦产生变化便会严重影响混合料骨料级配组成。

2 高速公路沥青混凝土路面施工工艺控制

2.1 沥青混合料的拌和温度

通常情况下，沥青混合料的搅拌温度应该保持在170 ℃最为合适。但这只是通常情况下，很多时候还要结合当时的温度条件、湿度条件来对沥青混合料的搅拌温度做出合理的改变，以达到最适合拌和的温度条件。由于在拌和过程中会加入矿粉，矿粉的加入会使得搅拌环境的温度下降。因此，在矿粉加入的过程中需将搅拌温度适当提高以保证温度的恒定。一般情况下，进料温度控制在180 ℃～190 ℃最为合适，而出料温度控制在160 ℃～170 ℃之间最佳。

2.2 混合料中的沥青含量和搅拌温度

沥青在混合料中所占的比例以及搅拌的程度都可以通过观察混合料的颜色、形状以及混合料在料斗中的翻动规律来确定。如果沥青含量合乎标准，那么混合料的颜色便看起来黑亮，混合料在料车上呈圆锥状。同样，在摊铺过程中也能通过观察蒸汽的颜色来确定温度是否控制在合理范围内。如果温度在合理范围内，摊铺过程中就会有蓝色的蒸汽产生。反之，则会产生其他颜色的蒸汽，此时就需要及时采取有效措施。

2.3 摊铺作业

摊铺过程是整个路面施工过程中的重要环节，对于摊铺机的使用也要做到以下两点：(1)根据所得的标高基础调整摊铺机的高度直至正常高度；(2)保证摊铺机的摊铺作业工作匀速进行，这一点尤其重要。倘若摊铺机作业过程不匀速进行，就会直接影响压路机的工作，降低路面的压实标准，这样不合格的路面一旦投入使用，不久便会产生渗水问题，久而久之毁坏整个路面。

2.4 沥青混合料压实度

有了合理的施工方案、高质量的沥青混合料、高效率的搅拌设备、高性能的摊铺设备后，还需要对路面进行压实处理。压实的目的在于使路面稳定性、耐久度等性能得到提高。如果不进行压实工作或压实度没有达到标准，便会导致沥青混合料老化迅速，严重影响道路的使用寿命。除了保证优质的沥青混合料、运用合理的施工方法外，高速公路沥青混凝土路面机械配置也要求配置合理。以下以工程实例对其进行说明。

3 沥青混凝土路面机械化施工合理配置

3.1 原理

沥青混凝土路面机械化施工合理配置的基本原理是边际效益理论。具体内容为：在工程规模与工程工期一定的前提下，边际效益将会因为沥青混合料生产率的提高而达到最佳效果。但是，一旦错过最佳点，边际产量又会出现下降。如图1所示：

图1 短期成本出现U型发展示意图

3.2 工程实例

某地高速公路其中一部分长33.2 km，单侧路宽10 m，上层面为5 cm厚SMA-16，压实容量为2.4 t/m3，按照工作进度计划，总工作时日为40 d，平均每天工作8 h。整条高速公路采用四车道高速建设标准，以集中搅拌、自卸车运输、压路机压实的施工工艺进行施工。具体温度控制如下：出厂时混合料温度控制在190 ℃以下，180 ℃附近。当时的现场温度控制在165 ℃以上，摊铺温度要>160 ℃。初压>150 ℃；复压>140 ℃；终压>130 ℃。运输温度系数为0.3 ℃/min，摊铺温度系数为0.5 ℃/min，碾压温度系数为0.3 ℃/min。

(1)拌和站配置计算

W=2×10×31 604×0.05×2.40=668 208t

(1)

(2)

其中，k1、kh、kw取值分别为0.9、0.95、1。

沥青搅拌器的额定功率为320t/h，那么Q=320×kh×k1×kw=320×0.95×1=273.6t/h

可以看出拌和器的配置满足要求。

(2)摊铺机械配置计算

(3)

上述参数中容重r取2.4，设计宽度为10m，设计厚度为5m，沥青拌和器的额定功率为320t/h。

(3)压实机械配置计算

(4)

(5)

(6)最后，根据合理排队长度可知，运输车的数量为16。

3.3 实施效果

机械化技术在引入高速公路的施工过程以后，合理的计算分析可以有效节约成本，在上述工程实例中，经过实际调查和仔细分析后的合理计算成本节约近30万元。

4 结语

沥青混凝土路面凭借着其众多的优点而得到广泛应用，虽然从沥青混合料的生产到摊铺以及碾压路面，国内已经掌握其机械化施工的技术，但是仍然需要对温度的控制、用料的筛选、机械的配置等细节进行合理处理，才能建出高质量的沥青混凝土路面。

[1]邵明建.沥青路面机械化施工技术与质量控制[M].北京：人民交通出版社，2010.

[2]余叔藩.热拌沥青混合料材料、混合料设计与施工[R].重庆：重庆交通科研设计院，2009.

[3]郭小宏，等.公路工程机械化施工与管理[M].北京：人民交通出版社，2009.

Analysis on Asphalt Concrete Pavement Construction Technology Key-points of Expressways

WANG Rui

(Anhui Road and Bridge Engineering Co.，Ltd.，Hefei，Anhui，230031)

Staring from the production control of expressway asphalt mixtures，this article introduced the precautions during the mechanized production of asphalt mixtures as well as its temperature control，operation practices and other pavement construction technology key-points，and combined with the en-gineering practices，it analyzed the rational allocation method and function of asphalt concrete pave-ment construction machinery.

Expressway；Asphalt concrete pavement；Mechanization；Construction technology

王 锐(1983—)，男，工程师，从事公路桥梁工程工作。

U

A

10.13282/j.cnki.wccst.2015.01.003

1673-4874(2015)01-0010-03

2014-12-07