如何提高沥青混凝土质量

如何提高沥青混凝土质量

-刘明鑫

1 原材料的质量控

1.1 集料

集料分为粗集料和细集料两类，粗集料要求石质坚硬、不含风化颗粒、清洁并接近立方体形状，要严格控制片状颗粒的含量；细集料要求坚硬、干燥、无风化、无杂质并有适当级配的人工轧制的机制砂，对不合格的集料不准装车，严格确保集料的质量。另外，很多石料在常温条件下能够满足规范的各类技术指标，但是在高温下不一定能够满足，这就需要对集料进行高温压碎值分析，高温压碎值试验所涉及的仪器有压碎值仪、天平、压力机、金属棒、金属铜、方孔筒和方孔筛。

1.2 沥青

由于沥青具有高温变形以及易受水侵蚀的特点，所以在沥青混合料的质量控制方面，应该重点考察沥青混合料的高温稳定性和水稳定性，就高等级公路而言，溶解度指标较为重要，具体的指标数值可以参考路面结构层位以及以往的工程经验，对于中面层和上面层使用的SBS改性沥青，其溶解度要求等于或大于99%，离析软化点差等于或小于2.5摄氏度，闪点大于等于230摄氏度，25摄氏度的弹性恢复等于或大于75%，针入度指数PI不小于0。

1.3 填料

例如某高等级公路的面层填料要求采用石灰岩碱性石料磨细得到的矿粉，其矿粉要求干燥、清洁，每50吨检验一次，另外需要将拌和机回收的粉料全部废弃掉，从而确保沥青层面的质量。其质量控制的具体指标有：含水量等于或小于1%，粒度范围100%小于0.6毫米、90%至100%小于0.15毫米、75%至100%小于0.075毫米，外观无团粒结块、亲水系数小于1。

2 沥青混合料的拌和质量控制

2.1 影响质量的因素分析

拌和质量的影响因素主要有以下三类：（1）原材料质量的影响：粗集料中的软石和片状颗粒都会对混合料的质量产生较大影响；细集料包括石屑、人工机制砂以及天然砂等，石屑属于石料破碎过程中的副产品，其强度较低，一般应谨慎使用，人工机制砂是最理想的路面细集料，天然砂往往属于酸性石料，与沥青的粘附性较差，要与其他细集料配合使用；（2）拌和过程的影响：从时间的角度来看，拌和的时间越长，沥青混合料就越均匀，但是如果拌和时间太长就会导致沥青的老化，从而影响混合料的质量；从材料波动的角度来看，细料用量的波动会很大程度上影响到总的矿料表面积，从而影响沥青膜的厚度，而该厚度是混合料质量的重要指标，所以拌和中要严格控制细料的用量；（3）运输过程的影响：在进行自卸车卸料时，粗集料往往会滚落到车厢四周，而细集料留在中间，这就会造成集料的离析现象，正确的做法是卸料采用前、中、后三次卸料方式，在运输过程中要避免急刹车情况的出现，这样也可以有效的减轻由于振动而产生的离析。自卸车应在摊铺机前10米至30米处停车，避免撞击摊铺机，然后将混合料整体滑落到摊铺机料斗中，这样也可以减轻集料离析现象。

2.2 拌和过程的质量控制

拌和过程的质量控制主要包括三个方面：（1）矿料级配控制：为了尽量减小设计级配与实际级配的差异，在设计生产配合比时，先要对冷料仓皮带转速与冷料的流量进行了解，从而测定出电机转速与上料流量之间的关系，这样生产时就能提高领料之间的配合比精度；（2）拌和温度控制：混合料温度过低会影响摊铺及碾压质量，另外还会造成碾压困难，但是温度过高又会引起沥青老化变硬，造成混合料性能衰减，所以在拌和中要严格控制拌和温度，间歇式拌和设备每盘拌和时间最好在45秒到50秒之间，其中干拌时间不少于5秒至10秒，以混合料拌和均匀为标准；（3）油石比的控制：沥青含量过大，会有过多的自由沥青在矿料之间起到润滑作用，会导致混合料的强度降低并产生泛油现象；如果沥青含量过小，则混合料难以压实并且空隙率过大，会造成路面的早期损坏，所以，要严格控制油石比，其误差分为要控制到0.3%以内。要对沥青的计量设备进行经常性的严格检测，特备是要对标准砝码进行校核和调整，并对沥青计量斗、排放阀门的严密性进行检查，以确保沥青计量的高准确度。

3 沥青混合料的摊铺质量控制

3.1 摊铺前的准备

在摊铺下面层前首先要对上基层进行彻底清洁，并按要求进行下封层的施工，下封层施工结束后实行交通管制，以确保表面的干燥和清洁。下面层采用摊铺机走双基准线的方法来控制纵横坡度和平整度，具体做法是在路面两侧悬挂钢丝基准线，钢丝线按照每10米设置一个基准立柱，

按照施工标高悬挂钢丝线，确保基准线立柱牢固不松动，另外

施工中还要随时检查钢丝线的标高，以确保基层平整度均方差代表值控制在要求范围之内。摊铺机自身的性能对摊铺质量的影响很大，所以在摊铺前要将各种工作装置安装正确，特别是熨平板的宽度、拱度、工作迎角要调整到合适角度，并对螺旋布料器的长度、振捣机的振频振幅进行校准。螺旋布料器如果高度太高，则会出现供料速度缓慢的现象，

导致两端供料不足，但是如果高度太低，又会因为阻力太大造成供料不足，一般螺旋布料机的下沿高出松铺层10厘米至12厘米较好，布料器的端部距熨平板边沿以15厘米到20厘米为宜。

3.2 摊铺过程的质量控制

如果对全路幅进行一次摊铺，则会造成离析和压实不足，所以摊铺的宽度不宜过大，分路幅进行多次摊铺时，纵向接缝处两侧的粗料较多，且难以压实，所以平整度也不好，所以当进行多次摊铺时，最好采用多台摊铺机形成梯队作业的方式进行。在操作受料斗翼板时，要尽量防止受料斗内死料过多和翻转过速，要尽可能的保持料斗内余料均匀，从而保证连续均匀的供料，另外严禁供料速度忽快忽慢、机械猛烈起步或紧急制动，这样都会造成摊铺速度的快慢不均。在摊铺速度确定后，要尽量保持稳定和持续，速度保证在每分钟2米至2.5米为宜，通过选择振动系统的最佳振幅和频率，可以有效的控制混合料的离析现象发生，如果振幅过大振幅过高，则会造成细料上浮和泛油现象，如果振动幅度过小振幅过低，则会使初密实度低，从而不利于实压作业。

3.3 碾压质量控制

（1）碾压温度。碾压温度的高低，直接影响沥青混合料的压实质量。混合料温度较高可用较少的碾压遍数，获得较高的密实度和较好的压实效果。而温度低时，碾压工作变得比较困难，且易产生难消除的轮迹，造成路面不平整，同时现场空隙率过大造成渗水，容易引起沥青路面早期水损坏。所谓碾压最佳温度，是指在材料允许的范围内，沥青混合料能够支承压路机而不产生水平推移，最佳碾压温度120℃-150℃，最高不超过160℃。为确保各阶段压实效果，除对成品混合料温度控制外，还要适量呈雾状给钢轮压路机喷水，防止料温减低太快。论文参考。施工时必须对压路机的间歇喷嘴详细检查，必要

时全部更换新喷嘴，要处处体现压得早，压得及时，到碾压在保温、保热状态下，紧张压实，这对压实密度的提高大有益处。

（2）碾压厚度。与碾压路基、基层相反，沥青面层压实时，碾压层厚些更容易达到高密度，其原因是薄层的沥青混合料的温度降低太快，较低的温度明显降低沥青混合料的压实效果。

（3）压实程序和模式。论文参考。压实程序一般分初压、复压、终压3个阶段，初压是为了整平和稳定混合料，是压实的基础，复压是使混合料密实、稳定、成型，混合料的密实程度取决于此；终压是为了消除轮迹，最后形成平整压实面。施工中，在碾压作业段的起终点要设有明显的标记，避免出现漏压。在选择好压实机型、速度及压实温度后，还必须按一定的碾压模式，完成碾压工序。阶梯碾压是在某一压实阶段，压路机的碾压长度在纵向呈阶梯形排开，相邻两碾压段纵向接头重叠应在1-1.5m，对于双钢轮压路机，碾压左右重叠应在15cm以上，胶轮压路机左右碾压重叠为轮宽的1/2。初压应当跟摊铺机进行，复压过程中，复压段的长度应大于初压长度1.5m左右。初压、复压、终压都应按阶梯形作业。

（4）压实速度和遍数。合理的压实速度，对减少碾压时间，提高作业效率具有十分重要的意义。在施工中，保持适当的恒定碾压速度是非常必要的。碾压速度不均匀，刹车和突然起步，都会引起路面推移。速度多低，还会使摊铺与压实工序不能很好的连接，影响压实质量，从而需要增加压实遍数来提高压实度。速度过快，会产生推移、横向裂纹等。需要说明的是，当碾压遍数相同，而碾压速度不同时，对沥青混合料压实度的影响非常小，试验表明一般不会超过1%。我们选择碾压速度的原则是：在保证沥青混合料压实质量前提下，最大限度提高碾压速度，从而减少碾压遍数，提高工作效率。一般速度控制，初压为2-2.5km/h；复压、终压为4-4.5km/h,复压时胶轮压路机可适当提高速度，

但也不应该超过5km/h。关于碾压遍数，既不能少压，又不能超压，在工作开始时，难以得知确切遍数，在压路机类型、压实速度、振频、振幅、混合料有效压实时间问题确定后，即可通过实验段来确定碾压遍数。

（5）振频和振幅控制技术。振动压路机利用振动频率接近于材料固有频率使材料发生共振，使混合料级配材料减小阻力，相互移动达到最稳定状态。振频主要影响沥青面层的表面压实质量，振幅主要影响沥青面层的压实深度。论文参考。当碾压层较薄时，应使用高振频低振幅，当碾压层较厚时，则可在低振频下，选用较大的振幅，以达到最终压实的目的。一般沥青混合料碾压，振频可控制在42Hz左右，对碾压改性沥青混合料如SMA时，振频可控制在50Hz左右。

随着我国经济的飞速发展，公路交通量的急剧增加，导致重载、超载现象的日趋严重。人们出行对路面行车的安全性、舒适性以及路面的耐久性都提出更高的要求。为此，提高沥青路面的质量，延长沥青路面的使用寿命，有效地发挥沥青路面最大的路用性能，就成了每个公路建设者不得不考虑的问题。

一、沥青路面设计时应注意的几个问题

1、正确确定路基干湿类型，在设计时要认真进行水文情况调查，充分考虑沥青路面建成后，渗入到路基中的地下水、地表水、边坡渗水得不到蒸发，受冰冻过程中水分变化影响，春融期路基含水量逐年增加。而这种变化是导致沥青路面强度衰变的主要原因。

2、对路基填料质量必须进行调查，当材料的CBR值不能满足规范要求时，应提出具体的处理意见，这一点对上路床尤为重要。

3、进行路基路面综合排水设计，形成完整畅通的排水体系，保证路基路面稳定。

4、合理的路面结构

根据气候条件、公路等级、交通量以及交通组成等因素合理确定沥青路面结构类型，目前山西省高速公路沥青路面常见的组合有：

上面层4cm Ac-13（16

下面层6～8cm Ac-25（20）

基层30～38cm 水泥（二灰）稳定碎石

底基层15～30cm 石灰（二灰）稳定土、水泥稳定砂砾

近几年一些高速公路上的基层采用12～15cm的沥青碎石柔性基层+15～20cm水泥稳定碎石基层。

二、提高路基施工质量

路基的整体强度和稳定性，对路面质量影响很大，由于路基稳定性不好，路基整体强度不足，造成局部地段路面损坏的情况在一些路上时有发生，因此在填筑路基施工时要注意以下几点：

1、 对路基压实度、标高、横坡、平整度必须认真控制。 2、按要求进行纵横向结合部的施工及台背回填。

3、在高速公路修建中，对填土CBR值达不到规定要求的上、下路床宜采用石灰土、砂砾土，对路堑地段，挖至下路床底标高后、进行压实，然后用合格填料分层填筑，压实度K≥96%。

4、进行路基弯沉测定，要求弯沉值符合规范及设计要求。

三、原材料的选用

1、基层、底基层材料：

要严格检验水泥以及碎石、砂砾等原材料的各项指标，如水泥的安定性、初、终凝时间，强度；集料的级配、最大粒径等，从源头把好质量关。 2、沥青路面材料 A沥青

根据公路等级，气候条件，交通量大小，路面类型及结构层次等因素选用

合适标号的沥青，在夏季气温高、重载交通及丘陵区上坡路段多的地方，宜采用稠度底的沥青，如在侯马至禹门口高速路上面层采用70#沥青改性后针入度50左右，中、下面层采用70号沥青，如果在山西省北部则上面层宜用90号沥青进行改性，较为适宜。

B矿料：

（1）粗集料：

高速公路用粗集料应先用较大规模的石料场，有条件时宜由施工单位自行开采加工。

粗集料的品种规格应根据工程设计级配范围确定，其各项技术指标：石料压碎值、洛杉矶磨耗损失，表观相对密度，吸水率、坚固性、针片状颗粒含量，＜0.075mm颗粒含量，软石含量应符合规范要求，如条件允许，对压碎值、针片状颗粒含量，宜高于规范要求。

（2）细集料：机制砂、天然砂、石屑。

为提高高速公路路面施工和使用质量，目前山西省内在沥青混合料的细集料中大量使用石灰岩片石、碎石，加工的机制砂，由于天然砂含酸性矿物成分较多，为保证沥青的粘附性，在配比中用量一般宜≯10%（规范≯20%）；在缺少天然砂时，在一些高速公路上亦可用一些石屑，但必须严格控制其细粉含量，表观密度符合规范要求。

（3）填料：在山西省高速公路沥青混合料所用填料一般均采用石灰岩加工的矿粉，近几年，为提高使用防滑料与沥青的粘附性，亦使用少量石灰粉，对矿粉主要控制含水量，亲水系数。 3、沥青混合料设计中几个问题之我见

（4）每台班计算机应自动计算并及时打印出各项数据的统计结果，对关键几个筛孔公称最大粒径，最大粒径颗粒含量与要求值进行对比，其差值应符合规范规定。

（5）每台班取两次沥青混合料进行试验测定油石比，作矿料筛分试验，将筛分结果与工程设计级配范围逐筛孔进行对比，不符合规定要求，要及时调整生料仓的进料速度，保证施工的矿料级配符合设计要求。

（6）成型马歇尔稳定度试验，测马氏密度、稳定度、流值、计算矿料间隙率、孔隙率，应特别注意马氏密度的变化。

四、施工中质量控制

（1）摊铺温度、碾压温度、虚铺厚度、观察有无离析现象。

（2）用5m直尺检查摊铺、碾压后的平整度。

（3）测压实厚度、标高、平整度、横坡、钻芯样测压实度，上面层构造深度，使各项指标符合规范及设计要求。 五、路面施工工艺及合理的机械组合

（一）合理的机械配置与组合

路面施工机械的配置应根据施工任务的大小和工期要求而定；路面机械配置要考虑拌和能力、摊铺能力、压实设备、运输设备的相互匹配。

1、水稳基层机械配置

根据各合同段承担的施工任务大小确定拌和站及摊铺作业面的数量，一般一个拌和站配备一台实际拌和能力不小于500t/h拌和机，压路机：3～4台，足够数量的大型运料车，水车。

2、沥青路面施工机械拌和机宜采用3000型或4000型；两台性能良好的摊铺机；4～5台压路机，宜2台≮25t轮胎压路机，2台DD130，1台DD110。

（二）水泥稳定碎石基层施工

高速公路水泥稳定基层施工一般均采用场拌混合料，用摊铺机摊铺，摊铺厚度≯

20cm，其要点: 下承层平整密实并清扫干净，摊铺前洒水始终保持温润状态。根据混合料产量和匀速、连续不间断摊铺的原则，确定摊铺机摊铺速度。因采用两台摊铺机一前一后阶梯同步摊铺，其前后间距15～20m，两幅之间搭接宽度20cm左右；当基层分两层摊铺时，上、下层搭接位置一般错开50cm，派专人对两幅搭接处粗料集中情况进行处理，消除质量隐患。压路机紧跟摊铺机进行碾压，初压、复压、终压合理衔接，重视施工缝的处理，以达到最佳压实效果。基层施工完毕后应立即进行压实度、标高、横坡、厚度检查；立即喷洒透层油（即水稳表面稍干但未硬化前进行）。

（三）沥青路面施工

透层、粘层在进行施工时做到：

a 洒布前下承层必须清扫干净。

b 洒布后严格控制交通防止被污染。

C 洒布要均匀，局部边角未洒布到的要及时补洒。

沥青路面与基层间喷洒透层油，以增加基层与沥青面层间的层间结合，故透层油必须渗透入基层，这对柔性基层容易，对半刚性基层较难，除严格控制透层油质量，掌握正确的洒布工艺外，在洒的时间上宜在半刚性基层碾压完成后即洒透层油。

近几年施工的高速公路沥青面层，一般都采用上、中、下三层，摊铺时采用两台摊铺机前后错开20m左右呈阶梯作业进行摊铺，高程和平整度的控制，中、下面层宜采用基准线钢丝法，上面层可采用滑橇或平衡梁法，以便较好控制平整度、路拱横坡。施工中应

注意以下几点：

A、匀速，不间断连续摊铺，按混合料产量确定摊铺机行走速度，摊铺时一定要料等机，不要机等料，尽量减少摊铺过程中的停顿，以达到较好的摊铺效果。

B、提高压实效果：（1）适当提高初压、复压温度；（2）压路机紧跟摊铺机进行碾压；（3）采用以DD-130，25t以上轮胎压路机为主的较重型压实机械：（4）桥面铺装宜以轮胎压路机为主进行压实。C、作好接缝处理。

结束语：

由于笔者常年处于施工一线，理论知识有限，文中可能存在不足、甚至错误之处。切实从源头上减少沥青路面的早期破坏，提高工程质量，让高速公路最大程度上发挥其社会效益，创造最大的经济效益。

参考文献：

《公路工程质量检验评定标准》（JTG F80/1-2004）《公路路面基层施工技术规范》（JTJ034-2000）《公路沥青路面设计规范》（JTGD50-2006）《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）