公路施工中的高模量沥青混凝土基层施工技术

公路施工中的高模量沥青混凝土基层施工技术

赵华

云南省建设投资控股集团有限公司  云南  昆明 650000

摘要：基层是公路的承重层，在公路施工中选择使用高质量的材料进行填筑，以提升路面的稳定性。在公路基层施工中，高模量沥青混凝土是常用的填筑材料，在公路重载的情况下，高模量沥青混凝土基层可有效减少路面结构变形，并且具有良好的高温与低温稳定性。所以，高模量沥青混凝土基层施工技术在公路施工中得到广泛的应用。本文依托于工程实例进行高模量沥青混凝土配合比设计、拌合、运输、摊铺、碾压等技术的论述，以期作为公路施工实践中的参考借鉴。

关键词：公路施工；高模量沥青混凝土；沥青混凝土基层

高模量沥青混凝土基层施工技术在公路施工中的应用，切实解决了基层刚度不够、承载力不足等问题，并提升了面层的抗车辙能力、抗变形能力与耐久性，具有在公路施工中应用的可行性与必要性。但高模量沥青混凝土基层施工对于技术要求较高，需通过该施工技术的研究分析，深入探寻技术应用的关键点与要点，以扎实公路基层施工的技术基础。

1.公路工程实例

某公路工程为双向六车道高速公路，路基顶宽度为28m，设计车速120km/h，使用年限20年。路面结构层有磨耗层、连接层、基层、底基层、石垫层，采用的施工材料依次是3.0cm厚的沥青混凝土、5cm厚沥青混凝土、8cm厚的高模量沥青混凝土、9cm高模量沥青混凝土与40cm 厚级配碎石。工程位于平原区，施工路段地质条件多数为第四系冲积平原覆盖，卵石、砂子、粘性土互层堆积，无不良工程地质条件。本文针对该工程的基层进行高模量沥青混凝土施工技术的论述，具体内容如下。

2.高模量沥青混凝土制备标准要求

2.1沥青混凝土原材料

2.1.1碎石与外加剂

该高速公路对级配碎石有着明确的要求，采用的是二级以上公路基层级配碎石标准，碎石粒径分别是25～20mm、20～10mm、10～5mm、5mm以下。2mm以下级配碎石作为填充细料。级配碎石质量控制标准如下，清洁度＜2%，针片状含量＜20%、扁平率＜12%，压碎值＜20%，吸水率≤2%，对沥青的粘附性在5级以上。

在沥青混凝土中添加外加剂，主要用来改善沥青混凝土的性能，增强其高温抗变形、低温抗开裂、抗车辙变形等性能，延长公路的使用寿命，非常适合用于荷载强度大的高速公路基层。

2.1.2沥青

本工程选择使用的是针入度为40/50级沥青，具体标准要求如下，①基本要求为中等服务，温度一致性，25℃针入度为40～50，软化点50～70℃；②基本要求为高等服务，60℃最小粘度400Pa.s，135℃最小粘度为500Pa.s，Fraass断裂点，最大值-5℃；③其他特性，闪点最小值235℃，溶度最小值99.0%。

2.2配合比设计

高模量沥青混凝土碎石级配范围遵循国家标准，根据选择的沥青混凝土原材料的质量，结合公路工程设计的标准要求，采用旋转压实成型的方法，运用计算、试配、调整等手段，完成高模量沥青混凝土施工配合比的设计，其中高模量沥青混凝土的油石比为6.1%，外加剂是0.6%。沥青最佳用量的计算需考虑到沥青混凝土的压实性能，并结合沥青混凝土的空隙率要求（如表1所示），采用马歇尔法进行沥青混凝土配比的计算。根据相似工程的沥青用量经验，结合公路工程设计的要求，按照0.3%～0.5%的变化范围，制作出6组以上试件，进行饱和度、集料空隙率、密度、稳定度等的计算。判断碎石级配是否符合要求，采用马歇尔实验，铺筑长为50m的路段，养护时间超过12h，钻取芯样确定压实效果，检测密度与厚度。参照最佳用油量，加或减0.3%后，制作三组试件，然后进行油石比试验，选择出效果最佳的用油量。

表1 高模量沥青混凝土（HMAC）空隙率要求

    3.高模量沥青混凝土基层施工

3.1铺装试验

随机选择一段100m直线施工路段进行试验铺装，首先根据公路工程施工能力，进行施工机械选用与配置，以及设计好施工机械的施工组合方案，提高施工效率。首先试拌高模量沥青混凝土，计算出100m施工路段所需混合料数量，按照确定的施工配合比，称量后上料，精确上料的速度，以及拌合的时间、温度等，通过试验再次优化调整配合比，获取正式施工时运用的配合比。试铺过程中，确定摊铺机的摊铺温度、速度，以及沥青混凝土振捣夯实的方法等。压实作业确定组合作业方案，碾压的温度、次数、顺序、速度等，试铺全程记录下关键施工技术参数，以作为后续施工的指导文件。

    3.2拌合作业及运输

沥青混凝土在拌合站进行制备，拌合分为干拌与湿拌，总拌合时间为50s，先干拌15s，然后湿拌35s，拌合需充分均匀。在拌合之前，集料加热至180℃～190℃，沥青加热温度为160～170℃。在沥青混凝土搅拌均匀，外加剂表现为细丝状时出料，出料温度180～185℃，出厂温度应在165℃以上。出厂时使用自卸车运输，清理干净车厢内部后，在底板与侧板上涂刷一层20%油水（柴油），以防止沥青混凝土粘结。装料按照车厢前、车厢后、车厢中的顺序分三次装料，防止装料发生离析。注意运输时间不可超过2h，并使用棉篷布覆盖车厢，起到防尘、保温的作用。

   3.3摊铺与碾压作业

   封层验收后进行测量放线，按照10m的间距设置钢钎，使用钢丝绳进行摊铺高程的控制。摊铺机采取缓慢、匀速、持续摊铺作业方案，摊铺速度控制在1～3m/min，两台摊铺机协同作业，距离控制在10m以内，实现热接缝。在正式摊铺之前，提前1小时预热熨平板，保证初始摊铺温度在165℃以上。碾压作业方案如表2所示，初压两遍，前进静压，后退振压，复压使用胶轮压路机，终压采用钢轮压路机静压。碾压作业与摊铺作业之间的距离不可超过60m，以保证复压温度在135℃以上，终压温度在90℃以上。碾压过程中轮迹1/3重叠，并且不可随意的提速降速、转弯、刹车制动等，以保证基层碾压的密实、平整、均匀。

表2 碾压作业方案与技术参数

结语：高模量沥青混凝土在公路基层施工中的运用，充分利用高模量沥青混凝土的耐久性、抗裂能力、抗变形能力，确保公路基层施工的质量，进而为后续的路面层施工打好基础。因此，基于公路施工的现场条件及施工能力，准确运用高模量沥青混凝土基层施工技术，对于公路工程质量的提升有着重要意义。

参考文献：

[1]郝花艳.高模量沥青混凝土路面施工技术要点研究[J].交通世界,2022,(1):151-152.

[2]龙威宇,董建鹏,于罗斌.浅谈法国标准下中非地区高模量沥青混凝土基层施工工艺[J].公路交通科技(应用技术版),2020,16(5):98-101.