公路粗粒式沥青混凝土技术研究

刘志学

（唐山市迁西县交通运输局，河北 唐山 064300）

0 引言

随着交通网络的不断扩展和交通运输的快速发展，公路的质量和性能对于确保行车安全、提升交通效率以及推动经济发展都具有不可忽视的作用。但是，传统的公路材料和施工方法在面临日益严峻的交通压力和气候变化等因素下，存在着耐久性不足、抗龟裂性能有限、水损害风险较高等问题。而公路粗粒式沥青混凝土技术则在这一背景下能有效解决传统技术问题。从整体层面分析虽然公路粗粒式沥青混凝土技术在一定程度上弥补传统技术的不足，但目前仍存在材料的选用、混合设计、施工工艺等方面需要进一步优化的问题。因此，深入探讨公路粗粒式沥青混凝土技术要点，为公路建设领域的技术创新和发展提供有益的参考。

1 粗粒式沥青混凝土技术

该技术是一种用于道路和其他交通路面建设的先进技术，它以具有较大粒径的骨料（通常为碎石、碎矿石等）和沥青作为主要成分，经过混合、铺设和压实等工艺过程形成路面结构。

在施工阶段，通过合理选择和混合不同粒径、形状和种类的骨料，可以达到理想的力学性能和稳定性。通常会根据设计要求和所处环境的要求，确定骨料的最佳配比，确保路面结构的稳定性和耐久性。

在施工过程中，粗粒式沥青混凝土技术采用热拌或冷拌工艺。一般来说，热拌工艺通常用于大型道路建设，其中骨料和沥青在热拌设备中进行混合，并要在一定温度下进行铺设和压实。冷拌工艺适用于小型道路或紧急修补，其中骨料和沥青在常温下混合，并在施工现场进行铺设和压实。具体操作环节，通过使用振动压路机或其他合适的压实设备，将沥青混凝土层进行有效压实，确保路面的平整度和密实性。同时，还会根据需要进行养护和修补，以保持路面的良好状态。

粗粒式沥青混凝土技术优势表现在两个方面：第一，它具有较高的抗水性能和抗冻性能，能够在恶劣的气候条件下保持较好的性能。第二，由于骨料粒径较大，路面的排水性能良好，能够有效减少雨水对路面的侵蚀。此外，粗粒式沥青混凝土技术还具有较好的噪声吸收性能和耐久性，能够提供更加安静和持久的路面[1]。

2 公路粗粒式沥青混凝土技术应用

2.1 配合比设计

2.1.1 目标配合比设计

（1）设计思路

在进行粗粒式沥青混凝土底层的施工配合比设计过程中，主要以粗粒式沥青混凝土为主，提高骨架的密实度，4.75mm 方孔筛筛余的部分应控制在60%～65% 之间，并且设计值应控制在3% 以内，4.75mm方孔筛通过部分最大值不能超过40%，设计中值尽可能地靠近取值范围。

（2）设计要求

为了保证设计的可信度和权威性，需要聘请具有权威性的检验机构，针对温度的稳定性、水稳定性以及沥青的最佳用量等进行检验，确保各项指标符合要求。

沥青混合料的指数指标必须严格按照图纸的要求认真执行。

2.1.2 生产配合比设计

（1）设计要求。目标配合比是生产配合比设计的基础，因此在制定生产配合比时，应力求使其与目标配合比尽可能接近。

（2）应注意的问题。在使用机械设备之前，必须进行全面检修。根据工程要求，对设备进行调试，以确保设备能够安全、稳定地运行，并提高计量的精确度。

2.1.3 生产配合比验证

第一，根据沥青路面的施工要求及工程规模，合理选择机械设备和数量，满足现场的施工要求，提高工程的施工质量和施工效率。第二，通过试拌的方式来明确拌和的速率、拌和温度、拌和工艺。第三，明确摊铺温度、摊铺速度、摊铺宽度以及摊铺方式，在摊铺碾压过程中，要明确好压实的顺序、碾压速度、碾压频率以及碾压工艺，总结松铺系统和接缝的方式方法。第四，验证沥青混凝土混合料配合比的目标设计测试结果，得出生产标准配合比的结论。第五，通过使用取芯法与核子密度仪进行密度测定，并进行对比测试，可以得出底层沥青混凝土的密实度。第六，确定项目的建设规模，制订工程施工进度方案。第七，做好施工材料的检查工作，确保施工质量。第八，明确工程内部构架，做好人员联络方式，制定管理体系。第九，相关试验阶段结束后，各个施工单位和班组应根据试验结果拟写相应的总结报告，并由相应的监理部门进行审阅。

2.2 底面层粗粒式沥青混凝土的拌和生产

2.2.1 沥青加热温度

在进行沥青加热过程中，应严格按照图纸的规范要求以及沥青的规格、黏性、品种以及铺筑的厚度合理地控制好沥青的温度。

2.2.2 沥青混凝土拌和温度

在进行沥青拌和过程中，确保沥青的适宜温度是至关重要的。加热沥青的方法和要求对于混合料的质量和性能有着重要的影响。首先，在加热沥青时，常采用导热油作为传热介质。导热油能够提供均匀的加热温度，使沥青能够快速而均匀地达到所需温度。这种方式能够避免直接火焰加热或其他不稳定的加热方式对沥青质量造成的不利影响。

同时，为了确保混合料的出厂温度符合设计要求，应该根据粗粒式沥青混凝土的加热要求来执行。具体的沥青拌和温度会因不同的工程要求和气候条件而有所差异。

一般来说，在沥青拌和过程中，沥青的加热温度通常控制在120～160℃之间。这个温度范围能够使沥青达到适宜的黏度和流动性，以便在拌和过程中与骨料充分混合，并确保混合料的均匀性和稳定性。需要注意的是，具体的沥青拌和温度应根据工程设计要求、混合料成分、气候条件等因素来确定。工程师和技术人员需要根据实际情况进行温度控制和调整，以确保混合料的质量和性能达到预期标准[2]。

2.2.3 沥青混凝土拌和时间

验证矿料的拌和时间可以通过沥青混凝土的均匀拌和的试拌时间来定，通常情况下，在拌和过程中必须保证连贯性，且每次拌和时间不能少于45s。

2.2.4 应注意的问题

其一，结合矿料级配与试验室所用筛的要求来明确好间歇式拌和机的振动方孔筛的选择。此外，所有的安装材料需要对可筛性、振动能力进行多次试验后方可确定。

其二，在进行沥青混凝土混合料的拌和过程中，必须保证拌和的均匀性，才能确保搅拌中无结块、无花白料等现象，否则将不符合使用标准。

其三，沥青混凝土混合料的质量与运输方式、搅拌方式、搅拌温度息息相关。在运输沥青混凝土混合料时，必须采用专业的运输车辆及时送到场地，同时在出厂前，必须对混合材料质量进行全面检测，确保沥青混凝土混合料的质量符合要求时方可装车运输，并填写好相应的单据。

其四，相关检测人员需要定期对所有场内的施工材料以及进场前的材料进行多次、全方位的检测，如果发现配合比例不能满足要求时，应及时调整。

2.3 沥青混凝土混合料运输

在公路粗粒式沥青混凝土技术的应用中，需要注意一系列关键措施，以确保材料的质量和施工的顺利进行。

其一，在运输拌和混合料的过程中，应该控制运输车辆的行驶速度。过快的行驶速度会导致车内混合料多次晃动，从而引起离析现象，对材料的质量产生不良影响。因此，合理控制车辆的速度，确保运输过程中混合料的稳定性和均匀性。

其二，为了避免混合料中的水分散发，可以在运输车辆上方覆盖帆布。帆布能够有效阻挡太阳光和空气对混合料的作用，减少水分蒸发，保持材料的湿润度。这样可以确保混合料的质量稳定，避免水分损失对路面性能的影响。

其三，在摊铺现场中，为满足沥青混凝土的摊铺需求，应保持至少5 辆运料车候场。这样可以确保供应材料的连续性，避免因材料断供而导致施工中断或质量不稳定。充足的供应能够提高施工效率，并保证施工质量的一致性。

其四，选择大型的自卸运输车辆也是至关重要的。在运输前，应对车厢内进行清洁，确保车辆内部没有杂物和残留物。这样可以避免混合料与车辆内部杂物的黏结，影响混合料的质量和性能。大型自卸车辆的使用还能提高运输效率，减少运输时间和频次，提高工程施工的连续性和效益[3]。

2.4 沥青混凝土混合料的摊铺

第一，在摊铺前必须做好封层的检查，确保封层的质量满足要求才能摊铺。第二，在测量放样时，首先需要对封层不符合要求的桥头标高进行调整，使整个标高段要满足粗粒式底层的设计标高要求。第三，如果摊铺机的摊铺宽度无法满足要求时，可以采用两台机械一同完成，减少接缝断裂的现象。第四，当使用双机作业时，需要控制好相邻的两个摊铺宽度距离，两机之间的距离需要保持在10～20m 之间，同时两机之间必须保证标高符合要求。第五，严格控制好沥青混凝土混合料的摊铺温度，才能确保质量。第六，在摊铺过程中必须保证操作的连贯性、均匀性和匀速性，途中禁止变速或停顿，否则影响摊铺效果。第七，如果混合料出现离析现象，应及时进行处理，此外，在摊铺完成之后如果出现明显的裂缝问题，应及时安排工人进行修补，确保其表面的平整性。第八，在摊铺过程中，机械摊铺不到位的地方可用人工进行修补。第九，在摊铺过程中应安排专职人员负责监测摊铺温度，及时做好温度的变化记录。

2.5 沥青混凝土混合料压实及成型

在进行沥青混凝土混合料的压实过程中，为了保证混合料的平整度和密实度，必须控制好压实的速度和顺序，通常情况下，采用先慢后快、先低后高、先用钢轮后胶进行静压再进行振动碾压。在压实过程中应遵循初压、复压和终压三个阶段。

第一阶段，初压。初压应符合下列要求。一是在粗粒式沥青混凝土技术中，初压阶段是至关重要的一步。为了确保初压效果的良好，需要在摊铺温度最高的情况下进行压实。因为在较高温度下，沥青具有较好的流动性和可塑性，可以更好地填充骨料间隙，提高路面的密实度和稳定性。然而，选择正确的压实温度是至关重要的，需要根据实际情况进行多次测验和试验，确保选取的温度能够达到最佳压实效果。二是在采用双轮钢筒压路机进行压实时，需要遵循从低到高的碾压方式。先对低处进行碾压，然后逐渐向高处移动，确保整个路面被均匀地压实。此外，在相邻的两条压带之间，应该进行一定的重叠，一般约为一半的位置。这样做可以避免出现未碾实或碾实不足的区域，保证路面的均匀性和一致性。通过重叠碾压，还能够进一步提高路面的密实度和耐久性[4]。

初压完成后，为了进一步提高粗粒式沥青混凝土路面的密实度和稳定性，需要进行复压工序。在复压过程中，选择合适的压路机至关重要，一般建议使用至少15t 的轮胎式压路机进行碾压，轮胎式压路机具有较大的碾压力和良好的机动性，能够有效地压实路面材料。复压时，常采用振动式碾压，振动能够进一步促使沥青混凝土颗粒间的紧密排列，增加材料的密实度。在碾压过程中，建议采用先高频后低振幅的方式进行。高频振动可以使颗粒间的空隙更好地填充，低振幅则有助于提高路面的光滑度和平整性。为了确保路面的压实性和平整性，需要进行不低于3 次的碾压次数。每次碾压时，应尽量保持碾压机的速度和稳定性，以充分压实路面材料。同时，还需要注意避免碾压过度造成路面损坏或压实不均的情况，通过适当的碾压次数和控制碾压力度，可以保证路面的均匀性和平整度，提高其耐久性和使用寿命。

终压是粗粒式沥青混凝土路面施工的最后一个环节，它的目的是进一步提高路面的密实度和表面平整性。在进行终压之前，通常会采用双轮钢筒式压路机进行碾压，以保证路面的质量。在终压过程中，至少需要进行不低于2 次的碾压，这样可以确保材料充分压实，填补颗粒之间的空隙，提高路面的密实度。此外，碾压过程中还需要特别关注路面表面的平整性和光滑性。通过适当的碾压次数和压路机的操作，可以使路面表面更加平整，减少高低差，提高行车的舒适性和安全性。在进行终压时，洒水可以防止混合料黏附到压路机轮胎上，从而影响路面的光滑性。然而，需要注意控制好洒水的水量，避免过多的水分进入沥青混凝土中，导致温度降低，影响材料的压实效果。因此，在洒水时应谨慎操作，确保水量适中，以满足路面光滑性的要求[5]。

3 结语

公路粗粒式沥青混凝土技术在公路建设中具有重要的意义和应用价值。通过合理的材料选择和施工工艺，粗粒式沥青混凝土能够提供优异的承载能力、耐久性和平稳性，为道路用户提供舒适、安全的行车环境。在施工过程中，严格控制质量、合理选择施工参数，并进行适时的检测和调整，能够确保粗粒式沥青混凝土路面的质量符合设计要求。随着技术的不断进步和应用的推广，公路粗粒式沥青混凝土技术将进一步发展，为公路建设提供更加可靠和经济的解决方案。为了实现优质公路的建设，需要不断加强对该技术的研究和实践，进一步完善其应用指南和标准，以推动公路建设的可持续发展。