上海公路桥梁（集团）有限公司 上海 200433
摘要：通过AC-20C（天然岩沥青）在嘉闵高架路面施工中的应用情况，结合现有规范标准和嘉闵高架设计要求，从配合比、拌和、摊铺、碾压等方面总结了沥青混合料的质量控制方法。
关键词：嘉闵高架；AC-20C（天然岩沥青）；质量控制
前言
嘉闵高架作为虹桥枢纽“一纵两横”的交通要道，交通任务繁忙，上海属于亚热带季风气候，夏季高温多雨，要求沥青路面必须有良好的高温稳定性、抗水损坏能力和抗重载车辙能力，从而嘉闵高架桥面铺装层设计采用4cmSMA-13（改性）+6cmAC-20C（天然岩沥青）。
相较普通70号沥青，通过添加天然岩沥青使改性沥青粘度（60℃）参数明显上升，其抗流动变化能力增加，从而具有具有较好的抗车辙、抗老化等性能。主要表现在以下几个方面：①岩石沥青软化点高，其改性可以能提高沥青的高温稳定性；②天然岩石沥青氮、氢等元素，具有更好的吸附于集料能力，可显著提高沥青路面的抗水损坏及抗剥落性能力；③岩石沥青是具有简单改性工艺和实用施工的固体颗粒材料；④岩石沥青是在自然条件下生产的一种聚合物复合材料，与基体沥青具有良好的相容性，并且在无分离的情况下稳定。
在嘉闵高架AC-20C（天然岩沥青）路面施工过程中，为了保证路面工程的质量和性能，从原料、比例和沥青混合料施工技术等方面考虑，进行质量控制。
1 配合比设计
嘉闵高架AC-20C天然岩沥青改性沥青混合料配合比设计采用马歇尔方法。空隙率控制在3.0~6.0%；马歇尔试验稳定度≥8.0Kn；流值控制1.5~4mm。
1.1 目标配合比
目标配合比设计采用项目中使用的原始成分计算各种材料的配比，这些材料在符合项目沥青混凝土路面技术规范要求的矿石集料级配中具有相关性，进行马歇尔试验，确定最佳沥青用量。根据集料级配及沥青用量作为嘉闵高架AC-20C（天然岩沥青）混合料的目标配合比，为试拌提供依据。
马歇尔试验混合比例的设计侧重于矿石集料每一部分的级配、各种体积指数和沥青的物质性。马歇尔样品的空隙率是沥青混凝土混合料设计的最重要指标。马歇尔测试是以空隙率为主要控制手段进行的。之后分别对目标混合物的设计级配进行动态稳定性试验、弯曲检验的试验，其结果需满足设计要求。
岩沥青是沥青材料和矿物质的混合物（主要成分是矿物颗粒），通过三氯乙烯溶解试验得出本工程岩沥青的溶解度为22.8%。通过按照有关标准进行室内配合比设计，得出的最佳沥青用量为4.4%，马歇尔检测结果表明，其空隙率、矿料间隙率、饱和、稳定性和流量值等指标都符合相关技术要求。每个性能测试结果表明，混合物的每个性能指标都符合规范要求。各种具有目标比及其剂量的材料见下文表1.1-1。
表1.1-1 AC-20C天然岩沥青改性沥青混合料目标配合比结果
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沥青用量：2.6%（岩沥青）* 22.8%+3.8%（基质沥青）=4.4%
1.2 生产配合比验证
生产成分比例是根据目标混合比例设计的整体级配和沥青含量确定的。采用位于嘉定区封浜镇解放岛的QLB-5000沥青搅拌器，根据各热筒仓的检测结果设计了生产配比。首先，根据目标混合比例中矿物材料的比例对冷材料进行调试，然后对批次搅拌机二次检查后进入每个热池的材料进行取样，并进行实验室测试，以确定每个热池中矿物材料的比例同时多次调整冷藏库的供料比，目标配比沥青的最佳含量和0.3%的沥青含量均由马歇尔成型，体积指标进行了试验。五组沥青含量分别为3.8%、4.1%、4.4%、4.7%和5.0%。根据混合物的体积特性，沥青的最佳含量确定为4.4%。
沥青混合料在QLB-5000沥青搅拌器中以确定的生产配合比进行试拌，并对拌和后的样品进行马歇尔试验和抽提试验，以验证矿物材料的配合比和沥青混合料的技术性能，确定矿物材料的配合比和油石比，用于正式生产。
试验和混合阶段实施后，确定了改性天然沥青沥青沥青混料AC-20C的正式生产比。各种材料及其用量见表1.2-1。
表1.2-1 AC-20C天然岩沥青改性沥青混合料目标配合比结果
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沥青用量：2.6%（岩沥青）* 22.8%+3.8%（基质沥青）=4.4%
2 施工质量控制
2.1 拌和
对于沥青混合料，生产过程中每个关键工序的温度控制非常重要。没有足够的温度就没有质量其控制范围见表2.1-1。
表2.1-1 AC-20C天然岩沥青改性沥青混合料的生产温度控制表
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在正常生产过程中，第一种热混合物的非油性骨料先放入搅拌筒一段时间后再处置，并用数字温度计测量骨料温度。与热料仓红外线测温仪显示校对并调整加热量。这样，不仅可以避免第一混合物的分级不准确和温度不足，而且可以预热混合筒。
拌和时间以所有矿物颗粒都均匀涂有沥青粘合剂为宜。沥青混合料的拌和生产主要遵循以下方法：①。将岩石沥青改性剂提升至沥青混合料搅拌楼的独立筒仓中，以备后用。（2）用电子称重秤计量沥青混合料，生产混合比例的岩石沥青。（3）。被测骨料和岩沥青首先进入搅拌罐进行干拌，干拌时间≥10秒，以保证矿料和岩沥青混合均匀。（4）干混完成后，喷入基质沥青进行“湿混”，但湿混合时间无需延长，以免沥青在混合过程中老化。每盘总拌合时间控制在55~65秒。
生产混合时，检查冷料、传送带和冷料出口的情况。注意各工序料温，不满足表2.1-1温度要求则废弃，不能用于施工。
2.2 运输
为保证沥青混合料路面温度和改性沥青混合料AC-20C天然岩石沥青施工质量，在混合料运输过程中应进行关键控制：
（1）卡车运输——大容量的运货卡车，货车数量，以确保不间断的配送要求，并对料车进行三层覆盖（第一层油布防粘、第二层毛毯保温、第三层油布防雨）；装料后充分覆盖；料车侧面加保温衬垫材料，并用铁皮封闭；
（2）在货运车辆的底板和侧板上涂上适当的油水混合物，使混合物不与车辆粘在一起；装载时，车辆前后移动，避免混合料离析；
（3）车辆到达工地后，混合材料的温度和外观由特别人员严格控制，低温、高温、钳夹或不规则混合物混合材料被清除，禁止摊铺。
2.3 摊铺
嘉闵高架标单向净宽为15.25米，使用两辆相同型号的陕建TITAN-423型摊铺机，以梯队形式进行拼幅摊铺。标高控制走铝合金，铝合金下边与虚铺高度相平。
1）摊铺前准备：调整铺砌面，提前30min预热熨平板（温度高于100度），达到铺砌所需温度，确保沥青混合料开工后均匀致密。
2）两个摊铺机前后错开一定距离，连续以阶梯式方式摊铺，一般前后距离控制在5 ~ 8米。靠中央（上口侧）摊铺机在前。摊铺温度大于155度。摊铺纵向搭接10~15厘米。
3）专人对料温在摊铺过程中，进行严格控制；采用铝合金检测初始平整度。
2.4 碾压
考虑到高架位置较高风吹降温影响、岩沥青其弹性恢复能力比较强及对桥梁结构的保护等几方面因素，本工程采用钢双轮压实机+橡胶轮压实机组合进行压实。
初压：采用3台DNPC524型双轮钢制压实机滚轮跟随摊铺机，施加静压，然后高频低振幅振动，行走两次。高频、低振幅碾压能使混合料在振动时获得自由移动，达到最佳排列状态；同时在高温状态下及时碾压能使沥青混凝土有较高的初始压实度，并使混合料表面封闭，不易受空气及压路机喷水侵入导致降温，便于之后的复压。
复压：用两个XP302型橡胶轮压三次。橡胶轮子在混合材料上具有良好的摩擦能力，使路面承受更长的力，橡胶轮能够很好地复盖混合材料的表面。使其每个碾压点都收到一定的压力，对清除连通空隙增加密水性有很大的效果。
最终使用DD110双钢轮滚动两次，直到没有轮迹。施工结束后，待混合料表面温度自然冷却至50℃后，即可通车。
3 质量检测
按照设计及规范要求对AC-20C对天然岩石沥青混合料和现场施工质量进行了试验，检测数据及汇总见表3-1和表3-2。
表3-1 沥青混合料性能检测
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表3-2 沥青路面主要施工检测数据汇总表
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4 结语
通过嘉闵高架南延伸项目AC-20C天然岩沥青施工，我们对材料、配比、施工工艺、质量检验等方面进行了一些总结，积累了经验，对今后AC-20C岩沥青施工能起到一定的指导作用。
参考文献：
[1]汪洋，余巍，刘信所.天然岩沥青对石油沥青性能的改善.交通科技[J].2007年第6期
[2]JTG F40-2004，公路沥青路面施工技术规范[S].人民交通出版社，2004