1、冬期沥青路面施工技术研究 杨东强 郭金成 冯渊博 摘 要 本文通过采取“热拌温压”施工技术，控制冬期沥青路面施工过程中的关键因素，对掺加温拌剂的沥青混合料性能研究，提出了冬期沥青混合料施工具体施工技术措施，对冬期沥青路面施工技术原理和方法进行了初步探索，并在郑州地区大规模应用取得成功。 关键词 热拌温压 冬期沥青路面 温拌剂 施工技术 原理和方法 大规模应用 1 引言 近年来，随着国民经济的飞速发展，我国交通事业得到了快速的提升，沥青路面占有建设道路的比重也越来越高。因公共安全或其它客观原 因的需要，已突破了冬期沥青混合料面层不得施工的禁梏，如高速公路和市政道路冬期维修施工迫于交通压力，一些沥
2、青路面通过技术研究成果实现了冬期施工。 2 工程概况 陇海路快速通道工程位于河南省郑州市市区，是郑州市道路快速系统的重要组成部分，整体呈东西走向，西起西四环，东至京港澳高速，主要建设内容包括地面道路，高架桥等工程。沥青路面铺装设计结构为 5cm（ AC-16）中粒式改性沥青混合料 +4cm(AC-13C)细粒式改性沥青混合料。 陇海路快速通道工程地处郑州市城区，因各种客观原因造成部分主体路段需要在较低温度环境 条件下进行施工。桥面沥青混合料的铺筑时间主要集中在 11 月下旬至 12 月底。根据郑州市近三年气温变化情况统计分析， 11 月中旬以后郑州市平均气温将低于 10；受城镇道路工程施工与质
3、量验收规范（ CJJ1-2008）“气温低于 10，不得进行热拌沥青混合料施工”条款的限制， 11 月中旬过后大部分时间将不能采取热拌沥青混合料施工要求，因此，冬期温拌沥青施工相关技术成为至关重要的质量保证措施。为确保年底陇海路主线桥通车目标的顺利实现，在保证沥青混合料施工质量的前提下，低温环境下采用热拌沥青混凝土中添加温拌剂进行“热拌温 压”沥青路面施工技术得到应用。 3 工艺控制 3.1 施工准备 3.1.1 作业面准备 （ 1） 施工前对基面进行检查，基层应符合质量要求，并在摊铺前对基面进行覆盖防护，做到表面干燥、无冻结。 （ 2） 密切关注天气情况，大风、雨、雪天气或气温低于 0以下，
4、不进行沥青路面施工。 （ 3） 冬季沥青混凝土施工时须在白天进行，摊铺时间宜在上午 9 点至下午 4 点进行。 （ 4） 满足风速 3 级（ 12 19km/h）、气温 0（但乳化沥青粘层施工环境温度不得低于 3）的条件； 3.1.2 沥青混合料温控措施 （ 1） 热拌沥青混合料掺拌温拌剂，并将拌和温度控制在 175 185。 （ 2） 在拌合系统热料提升设备处采取棉被包裹进行保温。 （ 3） 拌合系统成品料仓提前加热到 150以上，待混合料加工好后直接装进成品料仓进行保温；装车时要快卸料、快覆盖。 （ 4） 要适当提高沥青混合料出厂温度，并且要安排专人进行温度检测，沥青混合料出厂温度控制在
5、175 185之间，超过 195为废料。 3.1.3 沥青混合料运输温控措施 （ 1） 运输设备采取防火棉被包裹，从上到车厢全部覆盖保温。 （ 2） 施工前，考察了解运输路线，协调交警等部 门，以确定合理运输方案。 3.1.4 摊铺、碾压温控措施 （ 1） 摊铺前提前 60 分钟对摊铺机熨平板预热，熨平板要加热到 100以上，在摊铺过程中，要快卸料、快摊铺，匀速前进中途不停顿，保持连续摊铺作业。 （ 2） 增加碾压设备，加大碾压功效，缩短碾压时间。 （ 3） 冬期下面层沥青混凝土施工时，在沥青面上用帆布覆盖再碾压，钢轮不洒水，减缓温度损失。 （ 4） 冬期上面层碾压施工采用模糊碾压法，钢轮间断
6、洒水（前进洒水，后退不洒水），在碾压过程中钢轮碾采取棉帆布棚挡风，减少因风散热带走温度，钢轮喷洒热水，减慢沥青混合料的温 度损失。胶轮碾喷洒或涂刷含有菜籽油和隔离剂的水溶液，以减少沥青混合料的温度损失。 3.2 沥青混合料生产拌合 冬期沥青混合料生产，原材料与配合比设计按照原热拌沥青混合料设计方案实施，额外添加温拌剂；温拌剂由生产厂家提供，添加量为改性沥青总量的 4%（替代同质量的改性沥青），采用人工投放形式；根据每个拌合楼每锅出料数量的不同，预先确定标准用量包装，在集料称量进入拌缸后投入。 拌和时间：投入温拌剂后与热集料干拌，时间不少于 15 秒，确保温拌剂完全熔融，然后喷入沥青与矿粉。 冬
7、期施工沥青混合料的生产拌和工艺按下述温 度要求实施：沥青加热温度控制在160 165，拌和温度及出厂温度控制在 175 185，如出料温度高于 195应废弃。 3.3 沥青混合料运输 （ 1） 沥青混合料运输车的运输能力应较拌和能力和摊铺速度有所富余，摊铺机前方至少应有 1 车沥青混合料待卸。 （ 2） 采用数显插入式热电偶测温仪，检测沥青混合料的出厂温度和运到施工现场的温度；测温仪插入深度不小于 15cm。在运料车侧厢板中下部设专用测温孔，孔距车厢底面30cm。 （ 3） 沥青混合料运输过程中，必须采取防火棉被包裹车厢四周，再用大的防火棉被覆盖车厢顶部， 以减少混合料的温度损失和环境污染，在
8、摊铺之前不得过早地掀除棉被。 （ 4） 运输车装料前，必须将车箱清理干净，车箱底板及周壁涂一层隔离剂，防止混合料粘结，但不得有余液积聚在车厢底部； （ 5） 拌和机向运料车卸料时，应每卸一斗混合料，挪动一下汽车位置，以减少离析现象； （ 6） 自卸车车箱后挡板卡扣必须保持清洁，易于卡紧、开启，以防止车辆在运输途中漏料，造成材料浪费和路面污染； （ 7） 供料不间断，掺拌温拌剂的 SBS 改性沥青混合料运至现场温度不小于 160。 （ 8） 连续摊铺过程中，为避免汽车撞击摊铺机，要指定专人指挥车辆 ，运料车在摊铺机前 10 30cm 处停住，卸料过程中应挂空档靠近摊铺机推动前进。 （ 9） 运输
9、车返回途中，料斗要落下，以免发生事故和余料漏污染路面； 3.4 沥青混合料摊铺 （ 1） 采用摊铺机梯队作业，整幅全宽摊铺；前后摊铺机距离不得超过 10m，摊铺机熨平板宽度分别进行适当调整，以满足设计和施工要求；其纵向接缝应在前部已摊铺混合料部分留下 10 20cm 宽暂时不碾压，作为后面摊铺的高度基准面，并有 510cm 左右的摊铺层重叠，以热接缝形式在最后做跨接缝碾压，以消除缝迹。上下层纵缝应错开 15cm 以上。 （ 2） 混合料 的松铺系数按照 1.2 控制，为了保证路面的厚度和面层平整度，摊铺机两侧应采用平衡梁找平。 （ 3） 摊铺机就位后，安装、调试好基准梁，提前 60min 将熨
10、平板进行预热，使温度达到 100以上，并调整好熨平板仰角、夯锤（振捣梁）振频与振幅，采用高频低幅，确保摊铺的混合料有足够的初始密度。摊铺机搅龙应缓慢连续旋转布料，不得间歇、快速旋转的方式布料。 （ 4） 连续稳定地摊铺，是提高路面平整度最主要的措施；摊铺机的摊铺速度按照2m/min3m/min 合理选择，保持缓慢、均匀、不间断地摊铺。 （ 5） 冬期掺拌温拌剂的改性沥青混 合料摊铺温度应不低于 150。 （ 6） 摊铺机应设专人检查温度、厚度、横坡度，发现偏差及时调整；人工补料时要及时迅速，不得抛撒。 SBS 改性沥青混合料冬期施工温度要求见表 1。 表 1 SBS 改性沥青混凝土冬期施工温度
11、要求 沥青种类 石油沥青 沥青标号 改性沥青 SBS I-D 沥青加热温度 160 165 间隙式拌和机集料加热温度 190-220（填料不加热） 沥青混合料出厂温度 175 185 废弃温度 高于 195 混合料贮料 仓贮存温度 贮料过程中温度降低不超过 10 运输到现场温度 不低于 160 摊铺温度 不低于 150 初压温度 不低于 130 碾压终了温度 不低于 70 开放交通温度 50以下 3.5 沥青混合料碾压 冬期施工路面初压和复压均采用振动压路机，初压为静碾 0.5 遍，（碾压 1 个来回为一遍，下同）。复压应紧跟初压，复压采用先高频低幅振动碾压 2.5 遍后，轮胎压路机碾压 4遍
12、（根据实际碾压情况进行调整）。终压采用钢轮静碾收光，终压遍数不限，以消除轮迹为度。沥青混合料碾压工艺详见表 2。 表 2 沥青混合料碾压 工艺 压路机类型 初压 复压 终压 速度（ km/h） 遍数 速度（ km/h） 遍数 速度（ km/h） 遍数 11t 双钢轮 2 3 0.5 遍 2 3 2.5 遍 26t 轮胎 3 5 4 遍 13t 双钢轮 3 6 收光 （ 1） 掺拌温拌剂的改性沥青混合料碾压施工，初压温度不低于 130，碾压终了温度不低于 70，开放交通路表温度不高于 50。 （ 2） 每套碾压设备配置 4 台钢轮碾 +3 台胶轮碾，碾压段落长度控制在 30 50m，完成初碾与复
13、碾的所需时间控制在 14min 以内。 （ 3） 冬期下面层沥青混凝土施工，在碾压时在沥青面用帆布覆盖碾压，钢轮不洒水，减慢温度损失；上面层碾压施工采用模糊碾压法，钢轮间断洒水（前进洒水，后退不洒水），在碾压过程中钢轮碾采取棉帆布棚挡风，减少因风散热带走温度，钢轮喷洒热水，减慢沥青混合料的温度损失。胶轮碾喷洒或涂刷含有菜籽油和隔离剂的水溶液，以减少沥青混合料的温度损失。 （ 4） 严格按照规定的压实温度、匀速、紧跟快压的原则进行碾压。碾压顺序为在纵缝先压过以后再由低向高碾压，相邻两碾压道相互重叠，轮迹重叠宽度不小于 15cm。 3.6 接缝处理 （ 1） 铺筑工作的安排使纵、横向两种接缝都保持
14、在最小数量。 （ 2） 摊铺时采用梯队作业的纵缝采用热接缝。两台摊铺机相距宜为 15 20m，烫平板设置在同一水平。施工时将已铺混合料部份留下 10 20cm 宽暂不碾压，作为后摊铺部份的高程基准面，再最后作跨缝碾压以消除缝迹。 （ 3） 半幅施工不能采用热接缝时，采用切刀切齐。铺另半幅前必须将缝边缘清扫干净，并涂洒少量粘层沥青。摊铺时重叠在已铺层上 5 10cm，摊铺后用人工将摊铺在前半幅上面的混合料铲走。碾压时压路机先在已压实路面上行走，碾压新铺层 10 15cm，然后压实新铺部份， 再伸过已压路面 10 15cm，充分将接缝压实紧密。 （ 4） 上下层的纵缝错开 15cm 以上，表层的纵
15、缝顺直且宜留在车道区划线位置上。纵向接缝设置在通行车辆轮辙之外，与横坡边坡线重合在 15cm 以内，与下卧层接缝的错位至少为 15cm。 （ 5） 桥面一般横接缝设置在伸缩缝位置，如有特殊情况在桥面预留有横向伸缩缝时，横向施工缝应采用平接缝，切缝时间宜在混合料尚未冷却结硬之前进行。横缝与铺筑方向大致垂直。接缝位置设在 3m 直尺测量最大间隙大于 3mm 的位置，画出一道与路线垂直方向的线，待混合料完全冷却后，用切割机在画线位置垂直 切割，将端头部分铲出路外，将切割面清扫干净。在下一次摊铺前，应在接缝处涂刷适量的粘层沥青后进行摊铺，碾压时先采用 45碾压或横向碾压再纵向碾压的方式碾压。应保证横向
16、接缝平顺，紧密。 3.7 粘层施工 上下面层之间喷洒粘层油，以达到上下面层间的粘结作用，粘层油采用 PC-3 乳化沥青，用量 0.6 升 /平方米。喷洒粘层沥青采用沥青洒布机，个别地方由人工用涂刷扫匀，防撞墙采用塑料薄膜覆盖，避免污染。粘层施工检测技术要求见表 3。 表 3 粘层施工检测施工技术要求 项目 检查频率 质量要求及允许误差 实验方法 乳化沥青 含量 每工作段一次 +0.1kg/m 标定面积收取乳化沥青量 外观检查 随时全面 外观均匀一致，无漏洒，不起皮，无油包和砼面外漏等现象。 3.8 沥青混凝土质量检测 按照公路工程质量检验评定标准要求频率的 2 3 倍进行各项指标的检测。首先表
17、面要平整密实、无松散、裂缝、泛油、离析等现象，外观质量各项指标满足标准要求。然后对所要求的各项检测指标进行检测。检测频率如下 : （ 1） 沥青混合料施工温度量测，出厂温度每车不少于一次，摊铺温度、碾压温度应随时检测。 （ 2） 沥青混合料矿料级配的检测，应不少于 2 次 。 （ 3） 沥青混合料沥青用量的检测，应不少于 2 次（提油试验）。 （ 4） 沥青混合料的马歇尔各项技术指标测试（包括稳定度、流值、孔隙率），应不少于 2 次。 （ 5） 沥青混合料碾压过程中应随时进行外观检查（混合料均匀无离析、无花白料、油团，碾压完成后无明显轮迹、推挤、裂缝、油包、油汀等）。 （ 6） 路面平整度（最
18、大间隙）应采用 3 米直尺随时对接缝处进行检测。 （ 7） 摊铺现场每 10m1 个断面用量线法检测 3 点标高；摊铺现场每 10m 用测钎检测 1次松铺厚度； （ 8） 路面平整度、厚度、渗水系数应每层进行检测。 （ 9） 路面面层纵断 面高程应及时检测。 沥青混凝土质量检验标准见表 4。 表 4 沥青混凝土质量检验标准 项目 允许偏差 检验频率 检验方法 范围 点数 厚度 5mm 每 20延米 3 用水准仪对比浇筑前后标高 横坡 土 0.3% 1 用水准仪测量 1个断面 平整度 3mm 按城市道路工程检测规定执行 抗滑构造深度 符合设计要求 每 200m 3 铺砂法 4 结 语 沥青路面冬期铺筑面临施工时间短、气温条件恶劣、混合料温度散失导致路面难以压实、渗水、施工质量控制难度大等问题。在低温天气条件下延长沥青混合料可碾压 时间，保证路面压实度，通过添加温拌剂改善沥青混合料的温度敏感性。郑州市陇海路快速通道工程桥面道路施工成功应用 “热拌温压”冬期沥青路面施工技术，通过不断地试验和调整，丰富了沥青路面的施工工艺和方法，在公司路桥施工史上也是一次首创和尝试，使我公司的施工技术水平上了一个新台阶，增强了公司的竞争力。该成果为后续此类工程施工提供了一种全新的施工技术，具有显著的社会、经济效益和广泛的推广应用价值。
