ATB-25沥青稳定碎石下面层的应用与质量控制分析

刘志超

（甘肃公航旅兰阿公路管理有限公司，甘肃兰州 730030）

0 引言

我国目前已运营的高等级公路大多数采用半刚性基层+沥青混合料面层，半刚性基层因性价比高、承载能力强等优点被广泛应用。然而，随着半刚性基层的大范围使用，半刚性基层的一些缺陷也逐步显露出来，因干缩和温缩特性引起的沥青面层反射裂缝问题尤为突出，严重影响路面使用寿命。

1 工程概况

兰阿公路是甘肃省省级道路网和兰州市区域内路网的重要组成部分，线路全长23.045km，其中前14.6km 采用双向四车道、一级公路技术标准，路面结构自上而下依次为：4cm 改性沥青玛蹄脂碎石SMA-13上面层+8cm 改性沥青稳定碎石ATB-25 下面层+36cm水泥稳定碎石基层+18cm 水泥稳定碎石底基层，重交通等级。项目所在区域干旱少雨，年均降水量311.7mm，属于典型的温带半干旱气候，年均气温11.7℃。

2 ATB-25 配合比设计

兰阿公路项目设计ATB-25 改性沥青稳定碎石下面层厚度8cm，采用大型马歇尔设计方法。委托苏交科集团检测认证有限公司对混合料配合比进行了设计、验证。

2.1 原材料选择

2.1.1 集料

粗集料就近取材，选用辉绿岩生产的碎石，外观洁净、干燥，表面粗糙，共分五种级配：20～25mm、15～20mm、10～15mm、5～10mm、3～5mm。细集料选用石灰岩生产的机制砂，外观洁净、干燥、无风化、无杂质。矿粉使用石灰岩自加工生产的矿粉。

2.1.2 沥青

基质沥青采用浙江省宁波市镇海区生产的A 级90#道路石油沥青，改性沥青采用SBS 聚合物改性沥青I-C。

2.2 配合比设计

首先，将集料进行筛分，根据筛分结果初步选择细、中、粗三组级配；其次，按照施工经验，三组级配均选用3.8%的油石比进行马歇尔试验；最后，根据试验结果选择满足设计要求的设计级配。

按照选择的设计级配，选用相差0.5%的五种油石比进行马歇尔试验，确定最佳油石比为3.8%。最终确定的生产配合比，如表1 所示。

表1 ATB-25 混合料生产配合比

2.3 生产配合比验证

根据确定的生产配合比，对施工现场热料及混合料进行取样试验，结果表明按生产配合比拌制的ATB-25 混合料的各项性能指标（见表2）均满足规范及设计要求[1]。

表2 ATB-25 混合料性能指标

3 施工过程质量控制

为保证ATB-25 改性沥青稳定碎石下面层施工质量，从配合比设计—原材料进场—现场准备—铺筑试验段—全路段摊铺—成品保护，每个环节都需要严格把控，文章结合兰阿公路ATB-25 改性沥青稳定碎石下面层施工实践，主要从施工准备、混合料拌和、运输、摊铺、碾压、接缝处理六个方面论述质量控制要点[2]。

3.1 施工准备

3.1.1 原材料检测

所有进场原材料必须复检，试验结果必须满足相关规范、设计要求。此外，应注意以下几点[3]。

第一，集料厂实行备案制度。沥青拌和站集料堆放场地需硬化并安装厂篷，防止雨水渗入。粗、细集料按照级配分仓存放。第二，进场改性沥青按照标号、品种分罐贮存在可加热与保温的贮藏罐中，并采取防水措施。改性沥青加工温度不宜超过180℃，贮存温度应低于150℃，因特殊原因需停用超过21d 时，应将贮存温度降低至135℃以下，再次使用时应逐步加热并不断搅拌，确保重新加热后的沥青满足设计规范要求。

3.1.2 设备检测

对沥青拌和楼进行校验，出具标定报告。施工前，对进场的摊铺机、压路机、自卸车进行车况检查，确保施工机械设备运转良好，保证摊铺作业连续进行。

3.1.3 基层检查

基层应满足设计规范的规定。此外，对于基层干、温缩裂缝，如果经弯沉检测，基层承载力满足设计要求，应对裂缝进行进一步处理：首先，沿裂缝用切割机切宽3～5mm、深2cm 的缝；其次，将裂缝及两侧各1m 范围内吹扫、清洗干净，干燥后沿切缝灌注乳化沥青，将玻璃纤维隔栅平铺在裂缝两侧各1m 范围内，用铁钉固定；最后，在玻璃纤维隔栅上，按0.3kg/m2的沥青用量喷洒PC-2 乳化沥青[4]。

3.1.4 透层施工

透层在下面层施工前1～2d 进行施工。透层沥青洒布前，使用塑料薄膜覆盖保护两侧路缘石。透层沥青采用慢裂、渗透性好的洒布型符合技术指标要求的阳离子乳化沥青。透层沥青渗入基层的深度不宜小于5mm，以表面不形成油膜为合格。重点控制洒布车起步、停车、纵横向的交界位置、台背与桥面衔接处的洒布质量。

3.1.5 热熔橡胶沥青碎石下封层施工

加工橡胶沥青的基质沥青选用90#道路石油沥青，生产橡胶沥青的胶粉来源和目数必须稳定，目数宜在30～50 目，其添加量为沥青质量的18%～22%（内掺）。碎石质量满足设计规范要求，并在施工前通过沥青混凝土拌和楼进行加热除尘。热融橡胶沥青碎石的撒布中，橡胶沥青应保证均匀性，用量为2.0～2.2kg/m2，碎石撒布量为10～14kg/m2，碎石粒径为9.5～13.5mm，单粒径碎石用量为满铺一层用量的60%～70%，碎石撒布完成后使用胶轮压路机碾压2～3 遍。单粒径碎石用量是质量控制的重中之重，用量过大会使封层与下面层之间形成碎石夹层，严重影响路面结构层整体性；用量过小会导致胶轮压路机、沥青混合料运输车出现黏轮，破坏封层结构。

3.2 混合料拌制

第一，兰阿公路采用林泰格5000 型间歇式沥青拌和楼，拌和ATB-25 改性沥青混合料时，将沥青加热至165℃～175℃，矿料加热至190℃～200℃，根据现场实测，混合料出料温度平均为176℃。第二，设定每盘拌和周期为60s（其中干拌时间5～8s），可根据沥青胶凝材料完全包裹集料的实际时间进行适当调整。第三，现场设专职质检员逐车对出场的沥青混合料温度及外观进行检测，确保出场的沥青混合料无花白料、均匀一致、无结团成块或明显的骨料离析现象。

3.3 混合料运输

第一，运输车辆应根据运输距离、运输量等现场情况进行选择，兰阿公路工程采用15 台60t 自卸运输车装运混合料，在车厢两侧距离车厢底板30cm 处打孔，将数显式热电偶温度计插入混合料深度大于15cm 的位置，检测到场温度。第二，运输车采用棉苫布严密覆盖，车厢两侧需用棉被裹盖严密。第三，运输车装料前，先将车厢内部及轮胎等清理干净，在车厢内部喷上薄层油水混合液（植物油∶水=1∶3），并将余液清扫干净。第四，为避免混合料离析情况，由专人指挥，按“前、后、中、前中、后中”的顺序，分五段装料，并使每车吨位基本一致，每车净重约60t。第五，为防止车辆掉头破坏封层，现场安排专人指挥车辆在适当位置掉头，然后倒车驶向摊铺机。第六，开始摊铺前，前场有5 辆运料车等待卸料。

3.4 混合料摊铺

第一，摊铺机开工前，需提前1h 加热熨平板，使其温度不低于100℃，摊铺机熨平板拼接紧密、无缝隙，以防卡入粒料将铺面拉出条痕。第二，兰阿公路ATB-25 下面层摊铺采用2 台福格勒2100-3L 型摊铺机作业，前后错开约15m，呈梯队方式同步摊铺。摊铺机应匀速前进，送料器内始终保持不低于送料器高度2/3 的沥青混合料，不宜每卸完一车就收拢料斗，以减少沥青混合料的离析。第三，下面层摊铺宜采用基准钢丝绳法，钢丝绳采用φ4mm、钢丝拉力大于1kN 的不锈钢钢丝绳，直线段每10m、曲线段每5m 设一处支架，严格按照设计高程架设钢丝绳，钢丝绳需张紧，避免两支架中间出现“塌腰”现象。第四，摊铺速度控制在2～3m/min，摊铺过程缓慢、匀速、连续，中途不得停顿。第五，摊铺温度不低于160℃，由技术员紧跟摊铺机后检测温度和虚铺厚度。第六，由专人指挥自卸车在摊铺机前10～30cm 处停车，空挡等候，由摊铺机缓慢推动前进，边前进边卸料，防止自卸车撞击摊铺机影响摊铺质量。

3.5 混合料碾压

沥青混合料碾压分为初压、复压和终压，初压是为了压实骨料和稳定沥青石料结合面，减少混合料中集料间隙，采用钢轮静压和振动；复压是为了使混合料密实成型，路面的施工质量取决于复压效果，采用重量较大的轮胎式揉压；终压是为了消除轮迹，使路面外观平整，采用钢轮静压。

3.5.1 压实参数控制

兰阿公路根据现场情况配置了6 台压路机，其中宝马格牌13t 双钢轮压路机1 台，戴纳派克牌2 台，30t徐工XP303 胶轮压路机3 台。碾压组合形式，如表3所示。

表3 ATB-25 改性沥青混合料碾压组合形式

3.5.2 压实质量控制要点

（1）碾压时振动压路机应遵循“紧跟、慢压，高频、低幅”的原则。压路机应平稳行驶，不得猛加油门、急停，开启振动前应确保发动机转速稳定，减速停止前应先关闭振动。

（2）在胶轮压路机轮胎外围加装“围裙”进行保温。碾压初始阶段，可对轮胎喷涂少量防黏剂，并先开展高温区碾压使轮胎尽快升温。严禁使用机油与柴油作为防黏剂。

（3）钢轮压路机碾压时应严格控制喷水量，以不黏轮为标准，严禁大量喷水，以免造成混合料表面温度下降过快。当改性沥青混合料温度降到110℃时，振动压路机应完成碾压。

3.6 接缝处理

3.6.1 纵向接缝

如非必要，禁止留纵向冷接缝，当因特殊原因产生冷接缝时，应在混合料尚未冷却前用镐刨齐边缘形成毛茬，不宜使用切割机。下次摊铺时应在接缝处喷洒黏层油，碾压时压路机钢轮重叠到已成型侧的宽度不宜小于20cm。2 台摊铺机成梯队方式摊铺时，应在前部已摊铺、未碾压混合料边部预留10～20cm 宽度不进行碾压，作为后部摊铺机的高程基准面，再以热接缝形式作跨缝碾压以消除缝迹。

3.6.2 横向接缝

横向接缝尽可能采用垂直线路中心的平接缝，当天施工完成后，对于末端沥青路面，使用3m 直尺检查平整度，找出接缝位置并画线标识，在路面未完全冷却前人工垂直刨出接缝断面，下次施工前先在断面处喷洒黏层油，然后使用热料预热已铺混合料，最后进行正常施工。横向接缝碾压时，先使用振动压路机沿线路方向碾压1～2 遍，然后顺横缝方向碾压2～3 遍，最后向新铺筑的施工面逐渐过渡碾压。横缝碾压过程中实时监测接缝处的平整度，同时必须进行渗水检测。

4 结语

ATB-25 沥青稳定碎石结构层既能作为基层也可以作为下面层使用，其自身结构性能优越，具有广泛的使用前景。目前，兰阿公路下面层已完成施工，在工程实际运行、车辆行驶过程中，路面较少出现反射性裂缝，大幅度增加了路面的使用寿命。文章结合现场施工工艺，从混合料的配合比设计、生产验证，以及施工工艺出发，提出了质量控制要点，取得了良好的效果，为以后类似施工提供一些指导和参考。