《中国公路学会养护与管理分会

第十届学术年会论文集》

论文精选

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引言

《公路沥青路面设计规范》（JTGD50-）中AC级配类型沥青混合料是一种密实型沥青混凝土结构，是连续性级配，其矿料级配按最大密实原则设计，混合料的强度和稳定性主要取决于沥青与矿料之间的粘聚力，因此，受沥青的性质影响较大，结构高温稳定性差，因其粗集料少、细集料多而呈现悬浮式结构，其表面不够粗糙，耐磨、抗滑、高温抗车辙等性能明显不足，并且矿料间隙率也难以满足要求，通常采用减少沥青用量的方法来满足间隙率的要求，这样使沥青路面的耐久性能降低，表现为结构致密、抗滑性能差，目前AC型在高等级公路的中面层已很少采用。有研究显示，级配对沥青混合料的性能影响达60%[1]，由于级配对混合料质量影响较大，引起了路面工作者的广泛研究[2-3]，其中GAC型是AC型沥青混合料的改进型，目前在广东省及其它区域公路逐渐获得了推广使用[4-5]，AC型及GAC改进型密级配沥青混合料级配范围如表1所示。

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配合比设计

某高速公路路面项目部在主线K+～K+路段（左幅）采用南方机生产进行中面层GAC-20C型沥青混凝土试验路铺筑。该项目中面层GAC-20C型SBS改性沥青混合料配合比设计试验所采用的原石料为河源芙蓉石场碎石，通过三级石料破碎加工设备加工成沥青路面路用集料。各档集料粒径规格分别为10～20mm碎石、5～10mm碎石、3～5mm碎石和0～3mm石屑；矿粉为博罗公庄广兴沸石粉厂生产，由石灰岩磨细制成；水泥为福建塔牌P·C32.5复合硅酸盐水泥；沥青为壳牌新粤(佛山)沥青有限公司生产的SBS改性沥青，其级配组成如表2所列。

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施工机械配置

现场为沥青混合料生产配备了福建南方路面机械有限公司生产的LB型强制间歇式沥青混凝土拌和设备各1台，额定生产能力为~t/h。配备t成品储料仓；同时配备12台重型自卸车进行沥青混合料运输；摊铺采用2台ABG-型（陕西建设机械股份有限公司生产）沥青混凝土摊铺机呈梯队进行沥青路面摊铺施工，摊铺机行驶速度控制在2.1~2.4m/min；施工过程配置3台中联YL30H胶轮压路机（30t）、2台宝马格BWAD-4双钢轮振动压路机（13.2t）、1台三一YZC13F双钢轮压路机（13t）进行沥青中面层试验路碾压作业，无备用压路机。施工前场配备1台洒水车（重8吨，储满水后重16吨）、1台装载机。沥青中面层试验段参与施工的混合料生产、运输、摊铺以及碾压等机械设备运作良好，没有发生较大的机械故障。但是，施工单位的机械配置还是存在一些问题，具体表现情况如下：（1）南方机的11～22mm档集料在开始生产时存在溢料现象。可能是由于供料的数量与生产中所需的用量不相匹配而导致，后经拌和楼机手调整了冷料料仓皮带运行的速度，溢料现象得以消除。（2）南方机对集料加热温度控制度较差。生产的前两车料温度波动太大。第一车料混合料出料温度达到℃，超过了施工技术规范要求废弃混合料的温度，而第二车料温度仅℃，不满足规范对SBS改性沥青混合料出料温度的要求，第三车料在车顶及测温孔测试出来的温度差别较大，说明生产的混合料温度仍不稳定，从第四车料开始，混合料出料温度才逐渐趋于稳定。建议施工单位应根据目标配合比所确定的集料比例，调整各泠料仓向拌和机的供料数量，生产中一般可根据集料粗细和所需的比例固定出料口的开启度，通过改变皮带的运行速度来调整供料的数量。另外，建议施工单位加强对混合料出料温度的控制，防止出料混合波动太大。

（3）运料车采用12台30吨以上运料车，虽然运距较近，但前后场生产能力匹配性欠佳，前场摊铺和碾压效率较高，但后场供料能力不足，导致前场施工有时出现停机等料现象；建议施工单位适当增加运料车数量，避免大面积施工时导致前场不连续施工。（4）本次沥青中面层试验路段施工，采用两台ABG型沥青混合料摊铺机进行摊铺施工，设备运转良好，基本满足沥青路面施工的要求。正常情况下采用的两台摊铺机为固定宽度摊铺机，摊铺机设定宽度分别为8.1m（超车道一侧）和6.8m（路肩一侧），在距施工铺筑终点m左右位置备用一台伸缩摊铺机，为防止出现机械故障情况下保持连续性施工提供一定保障。摊铺机在摊铺过程中运作正常，无明显故障，基本能保证前场施工顺畅进行。

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施工质量检测

（1）采用经过标定的红外射温枪与玻璃棒温度计对施工前场的到场温度、摊铺温度、初压温度、复压温度、终压温度进行跟踪测量并记录，如表3，沥青混合料各阶段施工的温度值显示：大部分施工温度控制较好，部分料车中运至现场的温度存在偏高现象，导致摊铺温度及初压温度偏高，沥青混合料摊铺温度波动范围为.2~.2℃，初压温度波动范围为.7~.0℃，个别位置施工温度偏高导致轻微泛油。

（2）沥青中面层试验段施工当天，对生产的沥青混合料进行了取样做燃烧筛分试验，用以检验混合的矿料级配与沥青含量。用于试验的沥青混合料均为拌和楼处的运料车上均匀取样，且在试验室内采用四分法均匀取样进行抽提筛分试验，根据本次沥青中面层试验段抽提筛分试验结果表明：南方机生产的沥青混合料沥青用量控制较好。南方机抽检的沥青混合料油石比为4.5%，与设计油石比一致。

（3）试验段施工当天，从运料车上均匀取料成型马歇尔试件，成型了一组试件共5个，分别测试其物理体积指标，试验结果如下表4所示：南方机沥青混合料马歇尔技术指标矿料间隙率、饱和度及稳定度符合技术规范及设计要求。

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施工后路面性能检测

（1）压实度、厚度检测：根据表5中的试验结果，厚度代表值为：5.2cm＞5.5cm-0.55cm(代表值允许偏差)=4.95cm，满足规范要求。路面芯样厚度控制稳定性较好，与设计厚度波动范围达-0.5~+1.1cm。以理论最大密度为标准密度计算，压实度代表值为：95.2%＞92％，且全部测点大于规定值92％-1％=91％；以室内马歇尔密度为标准密度计算的压实度代表值为99.7%，所取芯样压实度满足规范要求。芯样的空隙率分布在2.8%~5.4%之间，均值为4.1%，符合设计要求。

（2）平整度：采用车拖八轮连续式平整度仪检测试验路段平整度，检测结果如下表6所示。现场平整度检测结果显示，试验路ZK+~ZK+的各车道平整度控制欠佳，均值为1.09，大于设计值，主要是由于施工过程料车到场间隔时间太长，摊铺不连续导致。

（3）路面弯沉检测：路面弯沉检测结果表明，沥青中面层路面弯沉代表值为：弯沉平均值=7.4（0.01mm），弯沉标准偏差S=4.0（0.01mm），弯沉代表值=+S=15.9（0.01mm），其中取为1.。中面层路面弯沉检测结果表明，路面弯沉代表值小于设计弯沉值20.5（0.01mm），路面弯沉满足要求。

（4）渗水系数：试验段随机抽取12处进行渗水系数测试，检测结果见表7。结合现场摊铺碾压状况，选择不同特点的区域进行测试，由上表可知，中面层试验段整体渗水系数较小，检测12处，存在3处基本不渗，8处渗水系数较小，基本小于30ml/min，1处渗水系数为ml/min，大于设计要求，渗水合格率91.7%，满足设计要求。

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主要结论

南方机沥青混合料生产开始阶段温度控制较差；沥青混合料沥青用量控制较好，抽检的沥青混合料燃烧筛分后的级配曲线与生产配比设计曲线基本吻合，满足混合料级配稳定性的要求；沥青混合料马歇尔指标满足设计文件及施工技术规范要求；厚度及压实度满足设计要求；路面芯样较密实，且均匀性较好，路面芯样基本为偏骨架密实结构；试验段路面弯沉满足设计文件要求。

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存在问题与建议

（1）试验段混合料生产时所用的粗集料含水量过大，且集料干湿程度差异较大；0～2.36mm石屑潮湿并伴有结团现象，沥青混合料生产过程中需要人工辅助下料。建议施工单位及时清除堵塞储料仓前面排水沟的集料，使其能畅通排水，并采取有效措施防止其再次被堵塞；提高料仓防雨、排水能力，水洗过的集料应充分风干后才可用于生产；对进进场原材料质量严格把关，控制进场石屑含水量，并采取有效措施，保持石屑洁净、干燥。

（2）建议施工单位对生产过程中的溢料或清仓料选择合适的场地堆放以做他用，严禁把溢料或清仓料回收于冷料储料仓。

（3）建议施工单位加强对拌和楼的管理，严禁在生产过程把皮带滚筒刮落的粘附在送料皮带上的集料重新铲回送料皮带，以防止污染集料、降低加热滚筒加热效率以及造成严重的溢料现象，从而保证沥青混合料的质量。

（4）南方拌和楼生产的部分沥青混合料温度偏高，导致局部路段轻微泛油，建议对南方拌合楼加强温度控制；前场生产能力明显大于后场生产能力，前后场生产能力匹配性欠佳，导致部分时段摊铺不连续，摊铺机停机等料，建议前后场生产能力保持一致，确保连续施工；运料车供料完成后建议尽快开出路面施工范围，并将车内残余混合料在合理位置统一倾倒，禁止在施工范围内随意倾倒。

（5）摊铺机两侧均未设置反向螺旋，不利于离析控制，建议在摊铺机两侧安装反向螺旋；料车供料完成时，摊铺机习惯性收斗和无料前进，导致路面平整度及均匀性受到一定影响，建议对摊铺作业规范操作；摊铺机行进速度为2.0~2.5m/min，基本满足设计要求，但与后场生产能力不匹配，建议根据后场生产情况适当降低摊铺速度；下承层上的粘层油喷洒量较大，局部位置甚至形成较厚油膜，可能导致中面层施工泛油，同时对料车轮胎产生轻微粘轮作用，导致轮胎将粘层油膜拉起甚至带离，影响粘层质量及路面洁净度，建议加强对粘层喷洒量及均匀性控制。

（6）碾压之前，起点垫设了土工布，用于擦洗钢轮轮锈，但效果不佳，建议采用洒水车喷水，人工用拖把顶住钢轮上沿进行擦洗，待钢轮铁锈基本去除后方可进入施工区域；胶轮及宝马格双钢轮运作正常，三一YZC13F喷洒量过大且刮板扭曲，起不到应有作用，导致转向时留下一摊锈水，对施工温度有较大影响，建议对该压路机及时检修或进行更换。

（7）碾压工艺合理，碾压操作基本保持紧跟慢压的方式，边部碾压到位，但个别位置的路缘石有一定破损，建议边部碾压时应格外小心，对于破损路缘石进行修整，如有必要应安排专门的压路机对路幅边部进行碾压。

▎文章来源：《中国公路学会养护与管理分会第十届学术年会论文集》，

选自论文《地域性级配在沥青中面层混凝土中的应用》，作者：谢光宁、林芳燕、张奕龙（公路交通安全与应急保障技术及装备交通运输行业研发中心）

▎本期编辑：于洋

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