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摘要：

為解決普通瀝青混合料存在缺陷，降低瀝青路面早期病害的發(fā)生概率，可在瀝青路面施工中，對高模量瀝青混合料進行應(yīng)用。結(jié)合某工程實例，對高模量瀝青路面材料與施工關(guān)鍵技術(shù)展開論述，包括高模量瀝青混合料的性能分析，施工關(guān)鍵技術(shù)控制等，供同類工程參考。

關(guān)鍵詞：高模量瀝青混合料；路面施工材料；施工技術(shù)

1 工程概況

某高速公路工程，路線長度為12.58 km，設(shè)計為雙向四車道，公路整體結(jié)構(gòu)為底基層+基層+下面層+中面層+上面層瀝青網(wǎng)sinoasphalt.com。其中基層全部采用水穩(wěn)碎石材料建設(shè)，每層厚度設(shè)計為18 cm；下面層采用瀝青混凝土碎石，設(shè)計厚度為12 cm；中面層采用中粒式瀝青混凝土，設(shè)計厚度為5 cm；上面層采用細粒式瀝青混凝土，設(shè)計厚度為5 cm。由于工程路面設(shè)計等級較高，為滿足后續(xù)的行車需求，針對中面層擬采用高模量瀝青混合料。本文重點對高模量瀝青混合料的性能及施工關(guān)鍵技術(shù)展開分析。

2 高模量瀝青路面材料與施工關(guān)鍵技術(shù)

2.1 高模量瀝青混合料的性能

2.1.1 高溫穩(wěn)定性

高模量混合料屬于黏彈性材料，其性能會受到溫度和載荷因素影響。由于瀝青路面環(huán)境溫度在 30～60 ℃變化，長期的高溫條件下，可能對瀝青路面的壽命造成直接影響。其中車轍是瀝青路面的主要病害。基于此，本研究通過 60 ℃條件下的車轍試驗，研究高模量混合料的高溫抗車轍性能。

1） 通過車轍試驗，獲得高模量混合料的動穩(wěn)定度，從而確定研究車轍變形的關(guān)鍵性指標，即在試驗溫度下，高模量混合料每產(chǎn)生 1.0 mm 的變形，承受的軸載次數(shù)會隨之增加。

2） 試驗中高模量劑的摻量為 0%、03%、0.6% 和0.9%，由試驗結(jié)果可知，伴隨高模量劑摻量的增加，混合料累計變形量減小，動穩(wěn)定度會隨之增大，其抗車轍的性能越好[1]。

3） 高模量劑的摻量相同時，高模量混合料的動穩(wěn)定度大于普通混合料的動穩(wěn)定度，結(jié)果表明，高模量混凝土的抗車轍能力更強。

4） 當(dāng)高模量劑摻量在 0%～0.6% 范圍內(nèi)增加時，混凝土的強度和剛度逐漸提高，對減小累計變形有明顯效果。

2.1.2 低溫穩(wěn)定性

混合料低溫穩(wěn)定性的檢測，可以選擇小梁低溫彎曲試驗，在實驗室內(nèi)按照溫度-10 ℃，加載速率為 50mm/min 的參數(shù)設(shè)置試驗條件。試件的尺寸為 250 mm×30 mm×35 mm，對基質(zhì)瀝青摻加 0.3%、0.6% 和 0.9% 的高模量劑[2]。由試驗結(jié)果可知：

1）隨著高模量劑摻入量的增加，彎拉強度先增加后減小。即當(dāng)高模量劑的摻量為0.3%時，彎拉強度達到最大值。而當(dāng)摻量為0.6%時，與改性瀝青彎拉強度基本相同。進一步增加摻量至0.9%時，與基質(zhì)瀝青彎拉強度相同[3]。

2）上述結(jié)果說明，高模量劑的添加，對混合料低溫性能的改善影響不大。

2.1.3 水穩(wěn)定性

水損害是導(dǎo)致瀝青路面破損的主要原因之一，即水在凍融循環(huán)的作用下，受到車輪動荷載的影響，使空隙內(nèi)的水產(chǎn)生真空負壓，水被抽吸后慢慢滲入瀝青和集料的界面，導(dǎo)致瀝青與集料的黏附力減弱，造成瀝青混合料松散、掉粒，引起路面坑槽。水穩(wěn)定性可用浸水馬歇爾試驗檢測。

1） 高 模 量 劑 的 摻 量 分 別 為 0%、 0.3%、 0.6%、0.9%，試驗方法為馬歇爾浸水試驗，由試驗結(jié)果，級配類型對混合料的殘留穩(wěn)定度影響輕微。

2） 摻加高模量劑的混合料殘留穩(wěn)定度比不摻加的混合料小，說明高模量劑對穩(wěn)定度具有顯著影響。

3） 摻加高模量劑的混合料標準穩(wěn)定度大于未摻加的基質(zhì)瀝青，說明高模量劑能夠使混合料的強度得到提升，從而改善水穩(wěn)定性。

2.2 施工關(guān)鍵技術(shù)

2.2.1 高模量混合料拌和

1） 在拌制高模量混合料的過程中，可將粗集料與高模量添加劑一并投入，隨后采用干拌的方式進行拌和，時間控制在15～20 s，再開展?jié)癜韬?，時間以30～40 s為宜，要使礦料表面被瀝青完全裹覆[4]。正式拌和前，要先試拌，確保無離析、無花白料、無結(jié)團等現(xiàn)象。

2） 混合料拌和階段，應(yīng)把握時機向拌和設(shè)備內(nèi)投入適量的高模量劑，此時應(yīng)合理選擇投放的方式。目前常用的投放方式為機械自動投放與人工手動投放。采用前者投放方式，可以利用設(shè)備準確稱量添加劑后，經(jīng)與拌鍋相連的圓管實現(xiàn)自動投放添加劑。后者是在拌鍋旁布設(shè)一個漏斗，選擇適宜的高度，以便工人稱取添加劑。當(dāng)熱料倉混合料入鍋時，工人將稱好的添加劑投入鍋內(nèi)進行干拌。由于機械自動投放的準確性更高，作業(yè)過程更加穩(wěn)定、可靠，所以本工程中，采用機械自動投放的方式[5]。

3） 高模量混合料拌和過程中，應(yīng)定期檢查添加系統(tǒng)。向拌和樓中投放高模量添加劑前，設(shè)備應(yīng)處于正常運行狀態(tài)，拌和期間也要組織維護人員定期標定添加設(shè)備，提高準確率。常溫狀態(tài)下，高模量添加劑能夠長期保存，所以要將添加劑存放在庫房內(nèi)，防止雨淋、日曬，影響其質(zhì)量。

4） 為保證混合料的質(zhì)量，要對礦料的合成級配嚴格控制。高模量混合料拌和期間，應(yīng)對礦料的生產(chǎn)級配進行實時掌握。拌和開始前和結(jié)束后，均要從拌和設(shè)備內(nèi)選取部分樣品，在實驗室內(nèi)測定樣品的級配情況，將試驗結(jié)果與目標配比相對比，若不滿足要求，應(yīng)立即調(diào)整拌和比例，使其與設(shè)計要求的配比相近。

5） 高模量的均勻性不足，容易引起離析，從而導(dǎo)致混合料浪費。為避免此問題的發(fā)生，應(yīng)從用量的精準度上入手，確保用料準確的同時，再控制上料的速度，結(jié)合配比確定各材料的用量，以保證材料的組成均勻、穩(wěn)定，降低離析現(xiàn)象的發(fā)生概率。

6） 拌和高模量混合料時，若含水量過高，則會導(dǎo)致路面的耐久性降低。為此，要使混合料拌和時處于干燥狀態(tài)?？蓪旌狭线M行烘干處理并測定殘余的含水量，不得超過 1%。每個工作日拌和時，應(yīng)先拌制 2～3鍋廢棄的集料，以使拌和樓達到適宜的溫度，同時適當(dāng)提高前幾鍋的拌和溫度，并使混合料的加熱溫度和出廠溫度達到規(guī)定要求。拌和過程中，使用紅外測溫儀，實時監(jiān)控混合料的溫度[6]。

2.2.2 高模量混合料運輸

拌和樓生產(chǎn)出來的高模量混合料，應(yīng)及時運送到攤鋪現(xiàn)場，使攤鋪作業(yè)能夠連續(xù)開展。雖然高模量混凝土與普通的瀝青混凝土在性能方面存在一定差異，但二者的運輸方法卻大體相同，具體運輸要點如下：

1） 選擇噸位相對較大的自卸式汽車作為高模量混合料的運輸車，在運輸混合料的過程中，要遵守交通規(guī)則，不得超載。混合料的運輸量應(yīng)比實際生產(chǎn)量大一些，從而確保運輸?shù)倪B續(xù)性，以免因生產(chǎn)量不足，造成無料可運的情況，影響攤鋪施工。

2） 為避免車廂板與高模量混合料發(fā)生黏結(jié)的現(xiàn)象，應(yīng)在正式裝車前，對運輸車廂展開全面清理，清除車廂內(nèi)的一切殘留物、油污等，之后均勻涂刷防黏結(jié)劑，避免高模量瀝青混凝土與車廂發(fā)生黏結(jié)。高模量混合料與普通混合料的區(qū)別在于黏度大、彈性高，運輸時，殘留在車廂內(nèi)的混合料會在廂板上硬結(jié)，要及時清理。為防止裝車時混合料發(fā)生離析的情況，運輸車要前后移動，避免混合料集中。

3） 高模量施工時，材料的溫度與施工質(zhì)量存在很大關(guān)系。因此，在運輸階段應(yīng)做好防護措施，避免混合料溫度過快。混合料裝車后及時檢測和記錄混合料的溫度；運輸過程中嚴密遮蓋混合料并施加保溫措施，控制溫度散失速度，確保抵達施工現(xiàn)場時溫度適宜；限制運輸車在施工現(xiàn)場的等待時間在 90 min 以內(nèi)；到達施工現(xiàn)場后，再次檢測和記錄混合料的溫度，嚴禁使用溫度過低的混合料；等待卸料的運輸車達到5輛以上后，再組織攤鋪作業(yè)，保證攤鋪的連續(xù)性。

4） 高模量混合料卸料時，運輸車應(yīng)與攤鋪機保持25 cm左右的距離并對準攤鋪機，運輸車不得傾斜，由攤鋪機向前推動運輸車，完成卸料。

2.2.3 高模量混合料攤鋪

攤鋪是整個面層施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，攤鋪質(zhì)量直接決定公路性能。為此，要對該工序予以重視。具體的攤鋪技術(shù)要點如下：

1） 高模量混合料正式攤鋪前，要對攤鋪機全面細致地檢查，發(fā)現(xiàn)問題及時處理，避免攤鋪作業(yè)期間發(fā)生故障影響施工進度和質(zhì)量，導(dǎo)致攤鋪無法連續(xù)開展。高模量混合料的攤鋪作業(yè)面，要提前清理干凈，并對黏層的質(zhì)量加以復(fù)核，看是否與現(xiàn)行的規(guī)范要求相符，如存在質(zhì)量缺陷，則應(yīng)重新噴灑黏層油。攤鋪作業(yè)前，在收料斗內(nèi)上涂抹隔離劑，以避免發(fā)生瀝青黏附攤鋪機的情況。

2） 調(diào)節(jié)攤鋪機的螺旋布料器、自動送料器和粒料器，滿足高模量混合料攤鋪作業(yè)連續(xù)、均勻、緩慢輸送的要求。開始攤鋪時，先頂進運輸車向螺旋布料器內(nèi)卸載混合料，卸料后混合料的卸載高度應(yīng)在布料器高度的 2/3以上。布料時熨平板要提前預(yù)熱，使其達到100 ℃以上，板間不得存在間隙，避免混合料卡入間隙，造成攤鋪時在路面上留下拉痕，影響施工質(zhì)量。

3） 本工程中，采用兩臺型號相同的攤鋪機呈梯隊作業(yè)時，要將熨平板的振搗裝置調(diào)整到位，確保兩臺攤鋪機的振頻和振幅相同。對于機械攤鋪階段的相關(guān)參數(shù)，可以先利用試驗段確定，保證攤鋪速度、寬度、厚度的合理性。相比于普通的瀝青混合料，高模量混合料的降溫速度更快。因此，實際攤鋪作業(yè)中，適當(dāng)提高可將攤鋪機的行駛速度，控制在 2.0m/min 以內(nèi)，保證攤鋪均勻、連續(xù)[7]。

4） 攤鋪機作業(yè)時，速度應(yīng)保持恒定，不可忽快忽慢，在無特殊原因的前提下，攤鋪機不可以中途停頓。攤鋪機作業(yè)開始后，不宜停機，爭取每個工作日的開機和關(guān)機次數(shù)為1次。若攤鋪機必須停止，則應(yīng)將該位置按施工縫處理。

2.2.4 高模量混合料碾壓

1） 碾壓是高模量混合料施工的最后一道工序，與平整度密切相關(guān)，碾壓過程中應(yīng)遵循以下幾個原則：高頻低幅、緊跟慢壓、高溫少水。初壓時，要確保混合料處于高溫狀態(tài)，壓路機應(yīng)緊跟攤鋪機作業(yè)，為確保碾壓效率，可以用兩臺壓路機同步施工，碾壓遍數(shù)以 6～8 遍為宜。終壓的目的是消除輪跡，可以選用雙鋼輪壓路機，以提高路面的平整度。

2） 壓路機的碾壓速度應(yīng)與攤鋪機的作業(yè)速度一致，碾壓要保持連續(xù)、勻速，縮短單次碾壓的長度，將同一路段內(nèi)碾壓作業(yè)時混合料的溫度散失降至最低程度。為防止碾壓時產(chǎn)生擁包，壓路機應(yīng)從外向內(nèi)、從高向低碾壓，以確保路面的平整度。

3） 黏性高是高模量瀝青混合料的突出特點，在碾壓期間容易出現(xiàn)黏輪的現(xiàn)象，為解決此問題，可間歇向壓路機的碾壓輪噴水，按照黏輪程度調(diào)節(jié)噴水次數(shù)和水量。向輪胎壓路機上涂抹油水混合物，降低黏輪的可能性。

2.2.5 接縫處理

1） 對施工段落合理規(guī)劃，減少縱向和橫向接縫的數(shù)量。對產(chǎn)生的接縫可按照形式分為縱接縫與橫接縫。其中縱向接縫主要是攤鋪機梯隊作業(yè)時形成的接縫。該接縫處理時，可在先完成攤鋪的路段預(yù)留 20～30 cm的寬度不碾壓，之后以兩幅路段搭接的方式跨接縫處理，消除接縫的痕跡[8]。

2） 橫接縫一般設(shè)置為平接縫的形式，處理時先使用3米直尺確定橫向施工縫的位置并割齊。鏟除接縫處的雜物，繼續(xù)攤鋪前將灰漿擦凈，接縫處涂上黏層瀝青，待預(yù)熱熨平板至110 ℃后，預(yù)熱原壓實部位。接縫搭接后使用鋼輪壓路機先橫向壓實接縫，然后跨縫移向新鋪面層縱向碾壓，每次移動寬度控制在 20 cm 左右，縱向碾壓時，避免在橫接縫上垂直碾壓，以防止引起錯臺。

3） 碾壓后，測量路面平整度，若與規(guī)范要求不符，則應(yīng)及時處理，保證接縫平整，上下層橫向接縫錯位1.0 m以上。

3 結(jié)束語

高模量瀝青路面材料比普通的瀝青混合料性能更優(yōu)，將之應(yīng)用于瀝青路面的鋪筑中，能夠顯著提升路面的整體性能，尤其是抗車轍的能力，從而減少車轍病害的發(fā)生，降低養(yǎng)護維修費用，延長路面使用壽命。

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《交通世界》