3.配合比試驗與選擇
在考慮瀝青砼使用的材料及期配合比時,應充分考慮瀝青路面在運營狀態(tài)下,保持以下幾種特性:(1)防水;(2)抗老化;(3)抗滑;(4)抗車轍(高溫穩(wěn)定性);(5)防脆(低溫穩(wěn)定性)。而這些特性往往又是互相沖突的,互相矛盾的,如防水、抗老化要求砼密實、空隙小、而抗滑、抗車轍則要求砼有較大空隙,如何用對立統(tǒng)一的規(guī)律將這一對矛盾統(tǒng)一起來,筆者認為首先應抓住主要矛盾,然后兼顧其他。要充爭考慮所有地區(qū)的氣候特點,以淮河以南的廣大江南地區(qū)司于熱區(qū),夏季氣溫高、時間長,瀝青路面的主要病害,是熱穩(wěn)性差,因此應把抗車轍能力作為首要考慮條件。如何提高抗車轍能力應從以下幾個方面著手:
3.1.選擇粘度較高針入度較小的瀝青,例如溫區(qū)使用AH—90,熱區(qū)使用AH—70,實驗證明,在抗車轍能力上,70#瀝青優(yōu)于90#瀝青。
3.2.粗集料盡可能選擇較粗的顆粒,實際已證明在抗車轍能力上,細粒式瀝青砼遠不如粗粒式瀝青砼,考慮到粗徑須受相關層厚度的約束,且料徑過大,對防水利,故中、下面層可采用AC—25或AC—30,上面層如為4cm,考慮熱穩(wěn)兼顧防水及抗滑采用AC—16或AC—20。其級配可選擇在Ⅰ型與Ⅱ型之間,取名為AC—16A或AC—20A。
3.3.加礦粉,礦粉可提高瀝青的穩(wěn)定性,并可避免離析,是改不可少的,但摻量不能過大,礦粉與瀝青之比以1.0—2.0為宜。
3.4.嚴格控制瀝青用量,油石比選擇以接近低限為宜。
3.5.空隙率的選擇,宜趨于高限,筆者建議空隙率控制在5%左右為佳。
3.6.其他途徑、如用改性瀝青,在瀝青中加入改性劑聚乙烯PE5%,可以十分顯著改善瀝青高溫穩(wěn)定性,已在北京首都機場高速公路及北京至八達嶺高速公路工程上使用,取得了較佳的效果,但摻入時必須使用高效能的膠體磨,工藝較復雜,成本增加較多,還難以大范圍推廣使用,預計通過進一步改進工藝,和尋找新的改性材料,降低成本,在我國江南廣東大熱區(qū),有其廣闊使用前途。由于改性瀝青對瀝青本身性質(zhì),有明顯的改善,對今后高等級公路使用國產(chǎn)瀝青,降低工程造價,展示了良好的前景。
4.瀝青路面開工前的質(zhì)量控制
4.1.目標配合比的選擇
在進行目標配合經(jīng)試驗選擇時,除粗細集料配比符合規(guī)范JIJ032—94所規(guī)定的級配曲線外,選擇瀝青用量OAC是關鍵,如前所述對瀝青砼要求特性往往互為矛盾,在目標配合比試驗時,也充分顯示出。如馬歇爾穩(wěn)定度的峰值,往往也是密度而空隙率最小,除此之處飽和度與空隙率也構成一對矛盾,因此在選擇OAC時,就應充分考慮空隙率這一重要指標。有經(jīng)驗的工程師所選擇有OAC經(jīng)過生產(chǎn)配合比及試拌驗證十分接近,說明他的選擇是成功的,筆者經(jīng)過幾個工程項目實踐,大體掌握如下規(guī)律,如瀝青碎石AM—25,油石比3.4—3.5%,粗粒式瀝青砼AC—25Ⅱ油石比3.8—3.9%,AC—25Ⅰ油廠比 4.4—4.5%,中粒式瀝青砼AC—16A油石比4.8—4.9%。如粗集料具有明顯多孔隙性,油石比還要增加0.1—0.2。
4.2.生產(chǎn)配合比與試拌階段
生產(chǎn)配合比是指經(jīng)過烘干加熱以后的集料,并經(jīng)過振動篩分成粗、中、細、砂等四種規(guī)格材料,按目標配合比所認定的級配曲線重新組配,成為生產(chǎn)配合比。在施工過程中它不是一形成后就不變,隨著料源的變化,經(jīng)常作些調(diào)整,一般在每日正式生產(chǎn)前應取樣作一次篩分,決定是否作調(diào)整。試拌則是根據(jù)生活配合比及油石比進行生產(chǎn)試拌,用目測法觀察判斷油石比是否得當,如混凝土呈黃褐色,說明油石比過小;如呈深黑色且有光亮,說明油石比過大。油石比色略帶深棕色,常比目標配合比中油石比小0.1左右,試拌中經(jīng)試驗確信所確定的油石比將用之于生產(chǎn),試拌結果就提交試驗報告。
4.3.試驗路面階段
鋪筑試驗路面為生產(chǎn)配合比驗證階段是大規(guī)模生產(chǎn)的前奏,是監(jiān)理工程師對瀝青路面生產(chǎn)的一次全面檢驗,也是承包人自身的一次全面檢驗,如新的機械與設備投產(chǎn)運行,工人的操作熟練程度,以及現(xiàn)場的指揮及統(tǒng)一協(xié)調(diào)等均包含在內(nèi),通過試驗路面不但檢驗配合比所認定的各項技術指標,還要檢驗路面的攤鋪厚度、平整度、壓實度等。還可以測定路面的松鋪系數(shù),輾壓遍數(shù)與壓實度的關系曲線以及某些新技術、新工藝的驗證等。試驗路面的長度一般以200m左右為宜,選擇以平坡無其他干擾的地段,守成后應提交完整的度輔報告。
5.透層、下封層與粘層
(一)透層
1、作用:
(1)滅塵;
(2)便于上、下連結;
(3)兼有基層的養(yǎng)護作用。
2、透層油材料,常用的有下列三種:
(1)液體瀝青,也可以用煤油稀釋瀝青成AL—1。
(2)煤瀝青,也可以用煤焦油稀釋煤瀝青成T—2。
(3)乳化瀝青,因乳化瀝青無須加熱,使用方便歡迎,宜用PC—2慢裂乳化瀝青,考慮到在半剛性基層上較難滲透透,可將水與瀝青的比例由40:60增至50:50,用量為0.8—1.0L/m2 。如發(fā)生流趟現(xiàn)象可分兩次噴灑,如基層過于干燥,可在前一天灑水潤濕利于滲透,滲透深度3—5mm,噴灑透層油之前一定要溥掃基層表面,無浮塵及松散顆粒,噴灑后慶封閉交通,靜置1—2日后方可輔筑路面,為防止施工車輛行走時粘輪,可適當撒一些粗砂或石,攤鋪前清掃干凈。
(二)下封層
現(xiàn)在有些人將透層與下封層為一談,其實二者是明顯區(qū)別的。下封層具有防水功能,因此它的瀝青用量及石屑用量均比透層大,使之形成一個薄的層次,厚度約 5mm。也有將下封層做成瀝青石屑混合料攤鋪10mm厚,(如寧連一級公路)其封閉效果較為顯著,對不可能封完備交通地段還可以起到保護半剛性基層的作用。
(三)粘層
1、作用:連接瀝青上下層之間及瀝青層與水泥砼構造物(如橋面、搭板等)之間,使之成為整體。因此粘層沒有明顯的粘附性,腳踏之有明顯粘附感,如上下層粘結好,取芯后不易分離。
2、材料:有液體瀝青(可用汽油稀釋成AL—2)及乳化瀝青,用快裂PC—3,用量為0.3—0.6L/m2 。在水泥砼面上可用高限,在瀝青層上則宜用低限。
如瀝青層攤鋪相隔時間短,表面較為潔凈可以不灑,但是間隔過長且已行車,表面已為泥土污染,雖經(jīng)清掃水沖仍難以達到理想的潔凈程度,則應當噴灑粘層油。瀝青用量必須嚴格控制,表面呈條絲花白狀即可,否則要造成面層泛油,這是要特別注意的,噴灑前表面也是要清掃或水洗,必要時使用空壓機吹掃。噴灑后必須封鎖交通,盡快加鋪瀝青砼。
在考慮瀝青砼使用的材料及期配合比時,應充分考慮瀝青路面在運營狀態(tài)下,保持以下幾種特性:(1)防水;(2)抗老化;(3)抗滑;(4)抗車轍(高溫穩(wěn)定性);(5)防脆(低溫穩(wěn)定性)。而這些特性往往又是互相沖突的,互相矛盾的,如防水、抗老化要求砼密實、空隙小、而抗滑、抗車轍則要求砼有較大空隙,如何用對立統(tǒng)一的規(guī)律將這一對矛盾統(tǒng)一起來,筆者認為首先應抓住主要矛盾,然后兼顧其他。要充爭考慮所有地區(qū)的氣候特點,以淮河以南的廣大江南地區(qū)司于熱區(qū),夏季氣溫高、時間長,瀝青路面的主要病害,是熱穩(wěn)性差,因此應把抗車轍能力作為首要考慮條件。如何提高抗車轍能力應從以下幾個方面著手:
3.1.選擇粘度較高針入度較小的瀝青,例如溫區(qū)使用AH—90,熱區(qū)使用AH—70,實驗證明,在抗車轍能力上,70#瀝青優(yōu)于90#瀝青。
3.2.粗集料盡可能選擇較粗的顆粒,實際已證明在抗車轍能力上,細粒式瀝青砼遠不如粗粒式瀝青砼,考慮到粗徑須受相關層厚度的約束,且料徑過大,對防水利,故中、下面層可采用AC—25或AC—30,上面層如為4cm,考慮熱穩(wěn)兼顧防水及抗滑采用AC—16或AC—20。其級配可選擇在Ⅰ型與Ⅱ型之間,取名為AC—16A或AC—20A。
3.3.加礦粉,礦粉可提高瀝青的穩(wěn)定性,并可避免離析,是改不可少的,但摻量不能過大,礦粉與瀝青之比以1.0—2.0為宜。
3.4.嚴格控制瀝青用量,油石比選擇以接近低限為宜。
3.5.空隙率的選擇,宜趨于高限,筆者建議空隙率控制在5%左右為佳。
3.6.其他途徑、如用改性瀝青,在瀝青中加入改性劑聚乙烯PE5%,可以十分顯著改善瀝青高溫穩(wěn)定性,已在北京首都機場高速公路及北京至八達嶺高速公路工程上使用,取得了較佳的效果,但摻入時必須使用高效能的膠體磨,工藝較復雜,成本增加較多,還難以大范圍推廣使用,預計通過進一步改進工藝,和尋找新的改性材料,降低成本,在我國江南廣東大熱區(qū),有其廣闊使用前途。由于改性瀝青對瀝青本身性質(zhì),有明顯的改善,對今后高等級公路使用國產(chǎn)瀝青,降低工程造價,展示了良好的前景。
4.瀝青路面開工前的質(zhì)量控制
4.1.目標配合比的選擇
在進行目標配合經(jīng)試驗選擇時,除粗細集料配比符合規(guī)范JIJ032—94所規(guī)定的級配曲線外,選擇瀝青用量OAC是關鍵,如前所述對瀝青砼要求特性往往互為矛盾,在目標配合比試驗時,也充分顯示出。如馬歇爾穩(wěn)定度的峰值,往往也是密度而空隙率最小,除此之處飽和度與空隙率也構成一對矛盾,因此在選擇OAC時,就應充分考慮空隙率這一重要指標。有經(jīng)驗的工程師所選擇有OAC經(jīng)過生產(chǎn)配合比及試拌驗證十分接近,說明他的選擇是成功的,筆者經(jīng)過幾個工程項目實踐,大體掌握如下規(guī)律,如瀝青碎石AM—25,油石比3.4—3.5%,粗粒式瀝青砼AC—25Ⅱ油石比3.8—3.9%,AC—25Ⅰ油廠比 4.4—4.5%,中粒式瀝青砼AC—16A油石比4.8—4.9%。如粗集料具有明顯多孔隙性,油石比還要增加0.1—0.2。
4.2.生產(chǎn)配合比與試拌階段
生產(chǎn)配合比是指經(jīng)過烘干加熱以后的集料,并經(jīng)過振動篩分成粗、中、細、砂等四種規(guī)格材料,按目標配合比所認定的級配曲線重新組配,成為生產(chǎn)配合比。在施工過程中它不是一形成后就不變,隨著料源的變化,經(jīng)常作些調(diào)整,一般在每日正式生產(chǎn)前應取樣作一次篩分,決定是否作調(diào)整。試拌則是根據(jù)生活配合比及油石比進行生產(chǎn)試拌,用目測法觀察判斷油石比是否得當,如混凝土呈黃褐色,說明油石比過小;如呈深黑色且有光亮,說明油石比過大。油石比色略帶深棕色,常比目標配合比中油石比小0.1左右,試拌中經(jīng)試驗確信所確定的油石比將用之于生產(chǎn),試拌結果就提交試驗報告。
4.3.試驗路面階段
鋪筑試驗路面為生產(chǎn)配合比驗證階段是大規(guī)模生產(chǎn)的前奏,是監(jiān)理工程師對瀝青路面生產(chǎn)的一次全面檢驗,也是承包人自身的一次全面檢驗,如新的機械與設備投產(chǎn)運行,工人的操作熟練程度,以及現(xiàn)場的指揮及統(tǒng)一協(xié)調(diào)等均包含在內(nèi),通過試驗路面不但檢驗配合比所認定的各項技術指標,還要檢驗路面的攤鋪厚度、平整度、壓實度等。還可以測定路面的松鋪系數(shù),輾壓遍數(shù)與壓實度的關系曲線以及某些新技術、新工藝的驗證等。試驗路面的長度一般以200m左右為宜,選擇以平坡無其他干擾的地段,守成后應提交完整的度輔報告。
5.透層、下封層與粘層
(一)透層
1、作用:
(1)滅塵;
(2)便于上、下連結;
(3)兼有基層的養(yǎng)護作用。
2、透層油材料,常用的有下列三種:
(1)液體瀝青,也可以用煤油稀釋瀝青成AL—1。
(2)煤瀝青,也可以用煤焦油稀釋煤瀝青成T—2。
(3)乳化瀝青,因乳化瀝青無須加熱,使用方便歡迎,宜用PC—2慢裂乳化瀝青,考慮到在半剛性基層上較難滲透透,可將水與瀝青的比例由40:60增至50:50,用量為0.8—1.0L/m2 。如發(fā)生流趟現(xiàn)象可分兩次噴灑,如基層過于干燥,可在前一天灑水潤濕利于滲透,滲透深度3—5mm,噴灑透層油之前一定要溥掃基層表面,無浮塵及松散顆粒,噴灑后慶封閉交通,靜置1—2日后方可輔筑路面,為防止施工車輛行走時粘輪,可適當撒一些粗砂或石,攤鋪前清掃干凈。
(二)下封層
現(xiàn)在有些人將透層與下封層為一談,其實二者是明顯區(qū)別的。下封層具有防水功能,因此它的瀝青用量及石屑用量均比透層大,使之形成一個薄的層次,厚度約 5mm。也有將下封層做成瀝青石屑混合料攤鋪10mm厚,(如寧連一級公路)其封閉效果較為顯著,對不可能封完備交通地段還可以起到保護半剛性基層的作用。
(三)粘層
1、作用:連接瀝青上下層之間及瀝青層與水泥砼構造物(如橋面、搭板等)之間,使之成為整體。因此粘層沒有明顯的粘附性,腳踏之有明顯粘附感,如上下層粘結好,取芯后不易分離。
2、材料:有液體瀝青(可用汽油稀釋成AL—2)及乳化瀝青,用快裂PC—3,用量為0.3—0.6L/m2 。在水泥砼面上可用高限,在瀝青層上則宜用低限。
如瀝青層攤鋪相隔時間短,表面較為潔凈可以不灑,但是間隔過長且已行車,表面已為泥土污染,雖經(jīng)清掃水沖仍難以達到理想的潔凈程度,則應當噴灑粘層油。瀝青用量必須嚴格控制,表面呈條絲花白狀即可,否則要造成面層泛油,這是要特別注意的,噴灑前表面也是要清掃或水洗,必要時使用空壓機吹掃。噴灑后必須封鎖交通,盡快加鋪瀝青砼。

