高水稳定性沥青混凝土路面施工技术在厦门市白云大道工程的应用

叶清艺

（厦门安能建设有限公司， 福建 厦门 361000）

0 引言

常见的沥青混凝土路面病害为裂缝、车辙、坑槽和泛油，形成沥青混凝土路面病害的成因有多种，水是最主要的成因之一：新铺的基层，混合料中水分减少得愈多愈快，产生的干缩应力和干缩应变就愈大，容易导致干缩裂缝；雨水通过裂缝渗入基层表面，在行驶车辆的反复作用下生产灰浆，灰浆基层材料被行驶车辆带走，久而久之则演变成坑槽；雨水侵入沥青混凝土内部会导致车辙；雨水渗入使下层沥青与石料剥离,在水作用下沥青膜剥落,上泛引起表层泛油。福建省乃至整个南方地区都是潮湿多雨地区，沥青路面容易受到水的反复侵蚀而出现路面危害，研发高水稳定性沥青路面施工技术具有重要的社会意义。

1 工程概况

厦门市白云大道（同南公路-同安东路段）工程位于厦门市同安城区北部，工程总造价2.03亿元，路线总长度4.103公里，道路等级为城市主干道，设计速度为 60Km/h，路面设计荷载：BZZ-100，主要施工内容包括路基、路面、桥涵、隧道、雨水、污水、照明、交通及绿化等工程，典型路面结构为：4cm沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA-13)+乳化沥青黏层+6cm中粒式改性沥青混凝土（AC—16C）+乳化沥青黏层+8cm粗粒式沥青混凝土（AC—25C）+稀浆封层+1cm乳化沥青透层+30cm5%水泥稳定碎石+15cm3%水泥稳定碎石+15cm级配碎石。

2 施工技术原理

高水稳定性沥青混合料中，沥青是具有微弱极性抗水亲油的物质，骨料则是与水分具有较强亲和力、具有强极性表面的无机物，两者无法非常紧密牢固地粘结在一起。Duroflex添加剂是一种利用再生材料制得的环境友好型高分子聚合物材料，聚合物分子中同时具有极性基团亲水基和非极性的碳氢链疏水基，它的碳氢链疏水基与沥青牢固联结，亲水基团则与骨料联结，借助聚合物的桥梁作用，沥青与骨料相互亲和，紧密地粘附起来，成为很难被破坏的稳定整体，大幅提升了抗水害性能。Duroflex添加剂膜与基体沥青膜紧密接触，提供了强大的界面力，他们之间的分子在相互渗透时产生了化学作用，在改性剂与沥青接触的表面形成了浅层的互溶过渡层，使得大幅提升了沥青的强度。

采用高水稳定性沥青混凝土施工技术可以大幅提升高温抗车辙能力、低温抗开裂能力和粘附性，减少出现裂缝、车辙、泛油、坑槽等病害，具有优秀的抗雨水反复侵蚀的水稳定性能，延长了道路使用寿命，降低了道路维护成本，具有重要的社会意义。

3 施工工艺

高水稳定性沥青混凝土路面施工技术的施工工艺流程为：施工准备→混合料配合比设计→试验段铺筑→沥青混合料拌和→沥青混合料运输→沥青混合料摊铺→沥青混合料碾压→接缝、修边→验收。

图4.1 施工流程图

4 施工操作要点

?

4.1 混合料配合比设计

试验室根据施工经验结合现场材料供应情况，拟定了三个水平的沥青用量，然后设置三个水平的油石比，再确定三个水平的 Duroflex添加剂掺量，采用正交试验法优选最佳的生产配合比。

1 试验因素及位级因素位级表

2 正交试验表及试验结果

正交试验表

?

?

对正交试验设计成果分析，相对密度越大，混合料质量越好，最佳方案为 AⅠ、BⅠ、CⅡ的组合；重要性程度为B＞A＞C。

4 最佳配合比

通过正交试验设计法，我们优选出最佳的配合比方案为沥青：集料用量100kg，油石比 4.5%，Duroflex添加剂掺量0.4%。

4.2 试验段铺筑

拌和机采用生产配合比进行拭拌并铺筑试验段，试验段的长度为 200米，通过试验，确定的沥青混合料施工参数为：

1松铺系数

经 200米长的试验路段的试铺，压实成型前后的标高测定，实际松铺系数为1.21，在正式下面层铺筑施工时，松铺系数按1.21进行松铺控制作业。

2 施工用混合料各施工环节温度控制范围。

序号 施工环节 温度控制范围1 沥青加热温度 控制在：165℃—170℃之间2 矿料温度 控制在：190℃—220℃之间3 混合料出厂温度 控制在：160℃—180℃之间4 混合料摊铺温度 控制在：不低于160℃5 初压温度 控制在：不低于150℃6 复压温度 控制在：不低于135℃7 终压温度 控制在：不低于90℃8 开放交通温度 控制在：不高于50℃

3 施工时的平均摊铺速度

经过试铺，结合拌和楼生产能力、施工时的气温、混合料运距等情况。施工正常时的摊铺速度宜控制在：1.5米/分～2.0米/分。下面层最大摊铺速度不能超过2.5 米/分。

4 施工时的碾压组合

初压用两台 BW202AD双钢轮压路机，前静后振，压 2遍。复压采用两台BW202AD双钢轮压路机振压二遍，再用一台厦工 6262P型号胶轮压路机碾压三遍，终压采用双钢轮静压两遍收光。

5 施工时混合料的拌和时间控制

序号 拌和时间名称 拌和时间（秒） 备注1 拌和时间 45～50 含出料时间2 混合料拌和 湿拌时间 39 加入沥青后拌和时间干拌时间 6 各档碎石采料拌和3 卸料时间 5

4.3 沥青混合料拌合

1 装载机将各种材料按生产配合比数值，分不同比例上到冷料仓中，控制室操作手将按生产配合比、沥青最佳量、外加剂添加量输入到微机中去，并随时调整各材料的进料速度。

2 外加剂 Duroflex添加剂采用同时添加工艺，在沥青熔化后，按照比例采用内掺法同时添加Duroflex添加剂到沥青溶液中并搅拌均匀。Duroflex添加剂添加设备具备准时、足量、自动化添加的功能，采用配套的专用设备。

3 由普工负责将矿粉装入粉泵中去，然后由矿粉泵将矿粉打到矿粉罐中去，沥青的加热由专门的试验员监督，派一名技术工人负责用导热油加热所需的沥青罐，控制导热油的进出温度，同时监控沥青罐上的温度表。

4 启动拌和机，将燃烧器火苗增大，直至矿粉加热温度达到预定的温度范围，同时调整好拌和时间，高水稳定性沥青混合料的拌和时间以混合料拌和均匀、所有矿料颗料全部裹覆沥青结合料为度，拌和时间为45～50s，其中干拌时间不得少于6s。

5 拌好的高水稳定沥青混合料不立即铺筑时，可放成品贮料仓贮存，贮料仓无保温设备时，允许的贮存时间应符合摊铺温度要求为准，有保温设备的储料仓储料时间不宜超过6小时。

4.4 沥青混合料运输

采用20部自卸汽车，自卸汽车的车厢清洁干净，用1:3油水混合液喷车斗。自卸车的车厢保持干净，顶部加盖苫布，防止运输途中污染及保温。安排专人指挥料车倒车,在摊铺机前 10cm停住,待摊铺机推动料车行走,料车避免撞击摊铺机,并挂空档不踩刹车。运输能力以保证拌和机和摊铺机能连续作业。

4.5 沥青混合料摊铺

1 摊铺机熨平板提前0.5～1h进行预热,为保证烫平板不变形，采用多次加热，预热熨平板不低于100℃。并将熨平板的振捣或夯锤压实装置调至适宜的振动频率和振幅，以提高路面的初始压实度。

2 沥青混凝土下面层摊铺采用双基准线控制，基准线可采用基准梁，高程控制桩间直线段宜为l0m，曲线段宜为5m。摊铺过程中和摊铺结束后，设专人在浮动基准梁和摊铺机履带前进行清扫，及时对滑靴进行清理润滑，保证其表面洁净无粘着物。

4.6 沥青混合料碾压

1 高水稳定性沥青混合料的碾压分为初压、复压、终压三个阶段。根据混合料的级配类型，选择合理的压路机组合方式及碾压要求，以达到最佳效果。

结合试验段试压结果，采用的碾压机械组合见下表。

正常施工的碾压组合表

初压（遍数） 复压（遍数） 终压（遍数）组合类型 适宜 最大 适宜 最大 适宜 最大钢轮 1静1振 1静2 振 -- -- 2～3 静压 3静压胶轮 -- -- 2～3 4 -- --

2 碾压段长度以温度降低情况和摊铺速度为原则进行确定，压路机每完成一遍重叠碾压，就应向摊铺机靠近一些，在每次压实时，压路机与摊铺机间距应大致相等，压路机应从外侧向中心平行道路中心线碾压，相邻碾压带应重叠1/3轮宽，最后碾压中心线部分，压完全幅为一遍。

5 施工质量

通过严格控制质量，厦门市白云大道（同南公路-同安东路段）工程的沥青混凝土路面表面平整密实，无泛油、松散、裂缝和明显离析等现象，经检测压实度＞97%，渗水系数＜50ml/min，平整度＜3mm，质量优良。该工程完工后运行至今，未出现因受水损害而出现裂缝、车辙、坑槽和泛油等病害现象。

6 效益分析

6.1 经济效益

高水稳定性沥青混凝土大幅提升了沥青混凝土的抗水损害性能，能够有效减少出现车辙、裂缝、泛油、坑槽等道路病害，施工质量好，增加了外加剂的成本，减少了保修期内道路病害维修费，以 1000吨的沥青集料进行估算分析，增加Duroflex添加剂的成本1440元，减少保修期内缺陷处置费用6.1万元，节约成本累计59560元，具有一定的经济效益。

6.2 社会效益

采用高水稳定性沥青混凝土路面施工技术大幅减少出现道路病害，有利于减少维修成本，对于减少交通事故、提升道路利用率、促进社会和谐等方面具有重要的社会效益。

7 总结

厦门市白云大道（同南公路-同安东路段）工程成功应用高水稳定性沥青混凝土路面施工技术，用正交试验设计法优选最佳沥青混合料生产配合比，通过采用微机控制的内掺法同时添加技术，在高水稳定性沥青混合料中添加能大幅提升道路的承载能力和抗病害能力的 Duroflex添加剂，严格控制沥青混合料加热温度、拌和时间、松铺系数和碾压遍数，施工质量达到优良，水稳定性大幅提升，取得了一定的经济效益，具有良好的社会效益。