彩色沥青混凝土技术在生态旅游慢行系统中的研究与应用

令狐延 钟佳 李广金

摘 要：文章以赤水河谷旅游公路工程项目为背景，介绍了彩色沥青路面施工中沥青胶结料、骨料、颜料和填料的选择及彩色沥青混合料的配合比设计，从混合料的生产拌制、运输、摊铺、养护等方面论述了彩色沥青混凝土路面的施工工艺，一定程度上为彩色沥青混凝土路面的应用和推广提供了参考及借鉴。

关键词：彩色沥青混凝土路面；彩色沥青混合料；配合比；施工工艺

中图分类号：U414 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）11-0115-02

1 绪论

1.1 目的和意义

彩色沥青混凝土路面作为城市现代化与旅游业发展步伐的一个标志，兼具改善道路环境、美化城市形象、展现城市风格的效果。生态旅游公路中应用彩色沥青混凝土路面技术要求要比一般城镇道路更为严格，推广该技术的难度也更大。如何合理借鉴其他类似项目工程经验、针对性进行大量实验研究，同时运用合理的施工组织保证工程顺利实施，成为其推广和发展的关键因素。

彩色沥青混凝土作为一种“新型绿色建材”，其环保节能作用显著，路用性能也比传统沥青路面更优异，符合“可持续发展”战略的要求，具有巨大的社会意义及经济价值。

1.2 國内、外发展情况

欧美国家的彩色沥青混凝土路面的研究与推广应用可追溯至上世纪50年代，我国对彩色沥青施工技术的研究始于80年代初，但成效甚微，且在道路上应用尚少。近几年，彩色沥青混凝土路面才作为一种新型的铺面技术得到大力发展，越来越多地施工在公路上，被全球工程界视为“新型绿色建材”。

1.3 技术创新点

针对赤水河谷旅游公路工程项目极其严格的生态环保要求，在该慢行系统推广使用彩色沥青混凝土技术。

根据实际工程情况和特点，本项目采用两要求—三保障—两评价的技术应用方案，示意图如图1。

2 彩色沥青混凝土材料的组成

2.1 粗集料

在彩色沥青的拌制过程中，常选用玄武岩作为彩色沥青混凝土的集料，根据赤水河谷旅游公路项目周边环境勘察，可作为彩色沥青混凝土集料的玄武岩产量不足。由于附近拥有大量的石灰岩，经过玄武岩与采石场的石灰岩两种集料的试验性能对比，其压碎值、针片状颗粒含量、表观相对密度、吸水率及含泥量等指标均符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）的技术要求，考虑原材料加工方便和产地就近原则，确定选用石灰岩作为彩色沥青混凝土集料。

2.2 细集料

细集料一般采用天然砂或人工砂，本项目采用机制砂。细集料洁净、干燥、无杂质、无风化，颗粒级配适中，并且与胶结料有良好的黏结力。

2.3 填料

矿粉通常采用石灰岩，属于憎水性材料，经研磨得到矿粉，原石料中泥土等杂质需清除干净。矿粉达到洁净、干燥的条件，能从矿粉仓自由地流出，质量符合《公路工程路面施工技术规范》（JTG F40-2004）规定。因本标段距矿粉原材料产地较远，同时，为了增强沥青与矿料的粘附性，提高沥青混合料抗水损害能力，根据设计要求拟采用水泥代替矿粉材料。

2.4 颜料

颜料一般分为有机颜料和无机颜料。有机颜料着色力强，但生产方法复杂，价格昂贵，且在混凝土着色上却有两个显著缺陷：对碱性反应敏感，不耐碱；耐气候性差，在光热影响下稳定性差，容易变色退色，影响施工效果。本项目彩色沥青选用的颜料为天然无机颜料，因无机色粉含量高，在混合料中兼具着色、分散、吸附、稳定及增粘的作用。考虑环境的影响，本工程通过大量现场试验，取色粉量为4%，满足环保要求。

2.5 胶结料

本项目道路采用细粒式彩色沥青路面，细粒式彩色沥青路面采用A级70号道路石油沥青，透层沥青和粘层沥青均采用乳化沥青，A级70号道路石油沥青和乳化沥青的各项指标均符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）的规定。

3 彩色沥青混合料的配合比设计

为了配制和生产出优质的彩色沥青混合料，采取严格的控制措施，分三阶段，即目标配合比设计、生产配合比设计和生产配比验证进行配合比设计。

3.1 配合比设计

参照普通沥青混合料的《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004），依据实际工程所需材料计算各类矿料的用量。

级配需符合工程设计矿料级配的要求；最佳沥青用量通过Marshall试验来确定；验证彩色结合料混合料的各项路用性能指标；若各项均检验合格，此矿料级配及彩色结合料用量即为目标配合比，并可据此确定拌和机的供料配比、进料速度及试拌使用。

3.2 生产配合比设计

取由上述配合比设计所得的最佳沥青用量和最佳沥青用量的±0.5%，对这些彩色结合料用量采取Marshall试验，进而得出生产配合比条件下的最佳沥青用量。

3.3 生产配合比设计的验证

通过铺筑试验路段的方法验证生产配合比：（1）混合料的级配、油石比及空隙率合格与否需通过拌和好的沥青混合料成型Marshall试件来检验，进而确定生产配合比。（2）施工压实、松铺厚度结合钻芯检测厚度，得到摊铺机的松铺系数。（3）建立核子密度仪法测定压实度与钻孔法的相关关系，标定核子仪，采用核子仪进行过程控制。应用空隙率与现场压实度的双重控制模式。（4）由试验段确定合理的施工机具型号、施工数目、各种机具的组合方式、现场施工人员的技术指导与最佳作业流程。（5）由混合料试拌确定拌和机的拌料速度、拌和温度之间的关系、矿料变化关系以及一次性拌和数量与时间等施工工艺。（6）通过彩色沥青混合料的试铺来确定各种混合料在摊铺时的速度、温度、宽度等施工工艺；梯形摊铺时需注意两台摊铺机所摊铺得宽度和厚度务必互相协调。（7）通过碾压确定适宜的压路机类型和数量、碾压速度、碾压顺序和遍数以及碾压温度等。

经中心实验室、公司实验室对目标配合比、生产配合比的设计，再经过铺筑试验路段的验证，综合考虑赤水河谷气候环境因素，最终得出彩色沥青配合比为（9.5-16mm）碎石：（4.75-9.5mm）碎石：（0-4.75mm）机制砂：矿粉=0.36：0.1：0.5：0.04，色粉（）掺量为4.0%，最佳石油比为5.2%，稳定度、空隙率、流值及沥青饱和度等均符合设计要求。

4 彩色沥青混合料的施工工艺

4.1 生产、拌制工艺

彩色沥青混合料与普通沥青混合料拌合工艺基本相似。集料在运输与加工过程中采用高压喷雾降尘系统和喷雾机、喷雾炮等降尘措施，充分解决拌合站粉尘问题。见图2。

4.2 运输

（1）沥青混凝土混合料在运送过程中，应用篷布全面覆盖封闭出仓，用以保温、避免沥青料污染。（2）运料车每次使用前后必须做好清洁工作，涂刷防止沥青粘结的隔离剂或防粘剂于车厢板处。从拌和机往运料车上装料时，宜多次移动汽车位置，平衡装料，以减少混合料离析。（3）摊铺速度或搅拌能力应与沥青混合料运输车的数量相适应。

4.3 摊铺

工艺流程：施工准备→透层施工→摊铺机摊铺→12t双钢轮路机静压2遍→12t双钢轮压路机振动碾压2遍，1.5t小钢轮压路机收边处理→12t双钢轮压路机静压2遍→1.5t双钢轮压路机收边碾压→压实度檢测。

沥青摊铺：（1）试验路段根据以往项目的施工经验，将松铺系数暂设为1.2。（2）摊铺前根据松铺系数（松铺厚度）垫好垫木，调整好摊铺机，充分加热烫平板，多次加热，并确保温度不低于100℃，以保证烫平板不变形。摊铺机行进速度根据沥青混凝土拌合楼供应能力及配套压路机械能力及数量，宜控制在2m/min～6m/min，并始终保持匀速前进。（3）两侧螺旋送料器在摊铺过程中应保持匀速旋转，确保两侧混合料高度始终保持在熨平板的2/3高度，并使全断面离析现象发生。（4）设专人与摊铺过程中检测松铺厚度及摊铺温度（摊铺温度不低于140℃）。（5）所有路段均采取摊铺机摊铺，对于机械摊铺不到的边角部位，必须采用人工摊铺时，则必须配备足够的人力，尽可能地缩短整个摊铺及找平过程。

4.4 养护

彩色沥青混凝土路面的预防性养护工作内容包括路面清洗、路面防护和路面颜色恢复。对彩色沥青混凝土路面的裂缝、坑槽、透水、抗滑性能不足等病害，应进行矫正性养护。

5 结语

本工程彩色沥青混凝土集料来源于附近拥有的石灰岩，减少了对材料的运输投入，有利于能源节约。在不同的温度和外部环境作用下，彩色沥青混凝土的抗水损坏性、高温稳定性及耐久性均表现良好，无沥青膜剥落和变形现象，与基层粘结性良好。与普通沥青混凝土对比，彩色沥青混凝土的环保功能非常显著：含挥发性轻质馏分少，对环境污染小；色彩光鲜持久、不退色、耐高温性能和耐低温性能良好，维护便利；吸音能力强，行驶过程中的轮胎不会因空气压缩与彩色沥青路面接触而有较大的噪音产生，同时也能吸收来自外界的噪音；柔性和弹性良好，适合游客步行，并且色彩为石料自身颜色，不会对周围环境造成污染或破坏。

本项目采用的彩色沥青混凝土路面颜色为红色，充分体现了遵义的红色文化气韵。在设计理念上注重赤水河的走向，平面线条基本与赤水河平行，游客观赏在游玩时，能清晰看到赤水河的鱼与周围的风景，视觉上观感更佳。

赤水河谷旅游公路项目慢行系统，采用彩色沥青混凝土技术，从设计、施工和维护全过程满足了生态环保要求。根据本项目特点，依赖工程经验和大量试验分析得出了适用于生态旅游公路慢行系统的技术成果。运用合理的施工组织方法、先进的工艺和绿色施工，保证了项目的顺利实施，并取得了良好的社会效益和经济效益。