天然岩沥青混凝土路面质量控制探讨

周薇林

(广西桂林公路管理局，广西 桂林 541003)

0 引言

我国高等级沥青路面发展已经有十多年了，但随着经济的高速发展，高等级公路上出现了交通量大、荷载量大的突出问题，沥青路面在高温、超荷载和持续荷载作用下，路面逐渐出现变形，严重降低了公路的使用寿命。为应对沥青路面的质量问题，广大公路建设者积极探索，逐渐掌握了一系列提高沥青路面工程质量的技术。本文结合国道322线全州至桂林一级公路K272+000～K272+800段沥青混凝土路面的成功经验，介绍选用NES天然岩沥青作为外掺剂，利用当地丰富的石灰岩石材作为掺料制备沥青混合料，在选材、配合比及施工等环节中加强管理，使天然岩沥青路面各项指标达到合格标准，实现就地取材，同时实现经济价值。

1 NES天然岩沥青概述

天然岩沥青按其形成的环境不同可分为湖沥青、岩沥青、海底沥青和油页岩等，其中岩沥青是石油在地壳运动的挤压下，从地壳中冒出，存在于山体、岩石裂隙中，逐渐变化成固体形态的天然沥青。由于其产生时长期封闭于岩石之间，经受高温、高压，从而使得分子紧密聚合，提高了软化点，因此，NES天然沥青具有抗车辙、抗剥落、抗老化和抗高温的特性。

经大量的试验研究，NES天然沥青改性沥青能完好地吸附在各种岩石颗粒的表面，其具有多种有机链，能激发石油沥青的活性基因，有效增强沥青的内聚力，极大增强了抗车辙和路面抗拉应力的能力。

2 骨料的选取

桂林地区石灰岩含量丰富，国道322线沿线广泛分布大小石场。经过大量走访调查沿线多家大型的石场，除了要考虑石场的生产能力、大块料石的干净程度、生产设备的新旧程度，还要考察石场经营者对现场的管理，考察其存储材料的规范程度。通过对五家石场抽取样本进行物理力学试验，发现灵川县三街镇石场的粗集料力学性能完全满足沥青路面的要求，特别是磨光值达到42.5，指标达到规范要求，可用于试验路段施工。

3 改性沥青混合料目标配合比设计

改性沥青混合料级配组成见表1。

在3.5%～5.5%范围内选取五组油石比进行天然岩混合料配合比试验，最终确定油石比为4.5%，空隙率为4.1%。

4 试验路段施工工艺

选择试验路段里程桩号为K272+000～K272+800，长度为800 m，铺筑面积7 200 m2，施工点离沥青拌合站约8 km。施工日期为2006-11-25上午，天气晴朗，气温为16 ℃左右。

下面介绍天然岩沥青混合料面层的施工工艺及对于混合料的生产、运输、摊铺、碾压、接缝处理、成品检测及开放交通等环节的管理和需要特别注重的细节。

4.1 沥青混合料的生产和运输

料车事先清理干净，不得有灰尘，也不得有剩料，避免硬结。装料时分三次进行，即前(后)-中-后(前)，这样装的目的是防止混合料离析。采用15辆40 t的自卸汽车运输，保证现场有5～6辆料车等待摊铺。

4.2 摊铺

天然岩沥青路面摊铺除了满足当前成熟的沥青路面摊铺工艺，还应特别重视：

(1)松铺系数控制，采用1.12和1.13两种松铺系数。经过最后钻芯取样，松铺系数1.13比较适合。

(2)摊铺温度的控制，车顶采用棉被覆盖，一方面防止运输过程中被灰尘污染，一方面防止顶部混合料温度损失造成混合料内外较大的温度差异。摊铺温度一般控制在160 ℃以上，才能确保碾压达到最好的效果。

(3)摊铺速度采用2 m/min比较适宜，过慢不仅影响进度，也会造成已铺面混合料因来不及碾压而导致温度降低；过快又容易造成混合料摊铺不均匀，同时出现不同程度的离析。

(4)前后两台摊铺设备距离约4 m，摊铺前的30 min，要预热烫平板达到130 ℃左右。

(5)料车倒车时须有专人指挥，当距离摊铺机约30～40 cm时停下，由摊铺机往前自然接触车辆，避免车辆撞到摊铺机后导致摊铺表面出现高差，影响路面平整度。

4.3 碾压

天然岩沥青路面碾压除了满足当前成熟的沥青路面碾压工艺，也应特别重视以下细节：

(1)控制碾压温度，由专人随时检测，并与压路机司机密切沟通，保证碾压温度控制在150 ℃左右，而碾压完成后，温度应≥90 ℃。

(2)碾压原则是：充分碾压，避免漏压，防止过压，避免天然岩骨料菱角被压碎泛白。

(3)摊铺作业长度约20 m时，先用英格索兰13 t双钢轮碾压2～3遍，然后用三明重工20 t轮胎压路机碾压2～3遍，最后用钢轮碾压1～2遍完成。

(4)碾压遵循“紧跟、慢压、高频、低幅”原则，这是确保平整度和密实度达到最优的前提条件。

4.4 接缝处理

接缝处理施工中不可避免出现的工作缝(横缝)对于平整度有较大影响，施工中横缝必须进行处理。

(1)采用直接缝(平接缝)，可用切割机划线切割。第二次摊铺时宜将第一次摊铺接头预热，并与第二次摊铺接头一起碾压，要求横向碾压3～4遍，以保证碾压效果。

(2)接缝在各结构层位置应错开，一般≥50 cm。

5 试验路段成品检测

在试验路铺筑完成后第二天进行检测，现场进行了钻芯取样检测压实度、渗水性能试验，抗滑及铺沙法构造深度、平整度、宽度、高程及中线偏位等试验项目。经检测，各项检测项目均达到国家相关试验检测标准。

6 适时开放交通

适时开放交通也是一个关键环境，因为过早开放交通，沥青路面内部温度未降下来，沥青面层仍处于可塑状，行驶在路面上的重车辆急刹车、急转弯，都有可能导致面层表面出现车辙。根据广大同行长期探索的经验，沥青路面路表温度在50 ℃以下才是最佳开放交通时间，必须严格控制好这一指标。

7 天然岩沥青路面的优势

(1)通过天然岩沥青路面试验路段的施工，为国道322线沥青混凝土路面大规模施工提供切实可行的数据。

(2)据测算，添加1 cm厚天然岩沥青改性沥青混凝土路面每1 m2比普通沥青混凝土路面增加投资0.35元(1 cm厚常用改性沥青混凝土路面每1 m2比普通沥青混凝土路面增加投资1.2元)，经济效益可观。

8 结语

通过对天然岩改性沥青混合料进行试验，工程质量达到预期，不仅取得各种技术参数，为指导施工提供依据，同时也证明采用天然岩用于沥青路面是可行的，从而实现就地取材，节约了建设成本，实现经济效益。随着我国经济的不断发展，道路交通量不断增加，相关主管部门对沥青路面的施工质量也相应提出更高要求，广大公路建设者也将不断探索符合我国国情和交通特点的新技术、新工艺、新材料、新设备，倡导节能环保理念，建设更多绿色工程。