公路沥青混凝土路面的设计

1、公路沥青混凝土路面的设计摘要:本文根据某高速公路新华至银盏段沥青混凝土路面新建及改建路段为实例,介绍其路面工程的设计与施工。关键词:高速公路沥青路面设计施工随着高速公路在我国的日益发展,沥青混凝土路面以舒适性、平稳性、耐久性、良好的抗滑性等优点,在公路建设中用得越来越多。修建沥青混凝土路面因其标准要求高,普通的小型机械和人工施工,已远远不能满足高速度、高质量、高效益现代工程的需要,必须采用先进的施工工艺和机械设备。在某高速公路沥青路面施工中,我们采取SMA新技术措施,使用台湾产的石油沥青,引进美国、德国的沥青混凝土摊铺设备,以及合理的施工工艺,使工程建设速度和质量都得到了保证。这里就某高速公路

2、沥青混凝土路面设计与施工情况作一介绍。某高速公路新华至银盏段位于珠江三角洲北部,是由原107国道改造而成,路面工程起点桩号为SK28+681,终点桩号为SK44+113,通过银盏互通立交与京珠高速公路汤塘至银盏支线相接，全长17.819km。全线采用双向四车道，路面宽24.5m,中央隔离带宽2m,主线沥青路面单幅宽度10.5m,土路肩0.75m桥梁宽24.0m,设计荷载为：汽车一超20级，挂车一120,主线行车速度100km/h,最大纵坡4%。该段共有3座互通立交控制车辆出入。1路面结构层的设计(1)面层。面层要求具有平整、坚实、抗滑、密水的功能,具有高温抗车辙、低温抗开裂的技术品质,由于该路

3、段处于高温、多雨地区,所以沥青混合料的抗车辙和抗水害性亦显得尤其重要。根据以上特点上面层采用4cm沥青玛蹄脂碎石(简称SMAI6),中面层采用6cm粗粒式沥青混凝土，矿料级配采用粗粒式密级配沥青混凝土AC-25,下面层采用6cm粗粒式沥青混凝土,矿料级配采用粗粒式半开级配沥青混凝土AC-25。(2)基层和底基层。因本段属旧路改建，设计中考虑利用原二级路作为新建高速公路的半幅路基,故路面基层按新建路段及改建路段分述如下:1)路面基层在新建路段的结构设计:基层为两层18cm水泥稳定级配碎石,底基层为18cm水泥稳定石屑。对土质挖方路段,为隔断、排除地下水影响,以16cm碎石垫层代替底基层,垫层满铺

4、至路基边缘。2)路面基层在改建路段的结构设计:当路面基层厚度小于16cm时,考虑到旧路面双向横坡调为单向坡，因而采用沥青碎石AM-30,作为补强或调拱层。沥青碎石层根据其加铺层厚度,可分为粗粒式一层或两层铺筑，一般6cm10cm为一层。当沥青碎石调拱层厚度小于10cm时,在旧路面上铺设聚脂土工布，以减少反射裂缝。当路面基层的加铺层厚度在16cm23cm时,采用水泥稳定级配碎石基层。因此在开挖两侧旧路肩深20cm时,需用水泥碎石加固旧路肩。路面基层的加铺层由两层水泥碎石基层组成,如因调拱,原土路肩上的加铺层小于I0cm时,用水泥碎石加固原土路肩,厚度视具体情况而定,一般为20cm30cm,该类结

5、构一般不铺设土工布。超高段的处理，部分路段的新路面横断面超高值较大,为47,左侧路缘带与右侧硬路肩边缘高差很大，若超高4%，则高差为0.416m若超高7%，则高差为0.735m,采用水泥碎石、沥青碎石和级配碎石进行调拱。当路面基层加铺层厚度约54cm左右时，按新建路面处理。加铺层大于70cm时,则大于70cm的部分亦采用级配碎石填筑。对于原旧路砼路面存在断板、裂缝、错台等病害现象的部分,病害严重的,将旧路面挖除后,采用C20砼现浇修补,病害较轻的,采用灌注水泥浆处理。2混合料配合比设计沥青面层采用沥青玛蹄脂碎石混合料(SMAl6),采用抗水害、抗高温、抗渗、抗磨耗性能良好的粗集料(碎石),最大

6、公称粒径为16mm。为了充分发挥SMA结构的优点,应进行SMAl6配合比的优化设计,我们聘请了省交通厅、同济大学、中交公路规划设计院、北京市公路局及我省交通科学研究所的有关专家作技术指导,委托上海同济大学试验检测中心进行了目标配合比设计,在此基础上经过有关领导及专家讨论后,由业主试验室进行了SMAl6的生产配合比设计。基质沥青采用台湾产AH-70重交通石油沥青，用PE作改性剂，掺量为沥青混合料的5.5%,用美国INTERFIBE木质纤维素作稳定剂,掺量为混合料的0.3%。为了提高石料与沥青的粘附性能,使其达到5级,在沥青混合料中掺加0.4%的西安BA-3型抗剥落剂。粗集料采用反击式碎石加工的具

7、有坚韧、粗糙、有棱角的优质石料,其质量指标为:压碎值为24%,视密度2.610t/m3吸水率为1%，洛杉矶磨耗损失为25%，针片状颗粒含量为5.3%,与沥青的粘附性掺加0.4的BA-3抗剥落剂后达5级。细集料采用符合规范要求的石屑和部分天然砂及优质石灰石矿粉,生产过程中除尘回收的粉尘,予以废弃。采用美国INTERFIBE木质纤维素的主要指标如下：纤维最大长度5mm,平均厚度0.045mm,pH值7.5±过滤分析70±0%通过0.15mm,吸油性(5.0±0%)纤维量，温度稳定性120C2h小于5%。SMAI6沥青混合料的生产采用120t/h意大利MARINI拌合、

8、160t/hLB2000沥青拌和楼拌和生产。改性沥青的制作：改性剂PE的加工由二台奥地利改性沥青加工机通过胶体膜循环加工加工温度在180C左右，最高不超过185C，产量为68t/h,共需25min30min即生产一槽(1200kg或1800kg)，生产好的改性沥青通过沥青泵抽送到储存罐,供拌和楼生产SMA混合料用。木质纤维素的投放,目前某工地采用将拌和楼的搅拌锅开口,由空压机风机将定量的木质纤维素成品吹入的方法加入,加入量占沥青混合料每锅重量0.3%,MARINI每锅为1.2lt，加入为3.6kg,LB2000型拌和楼每锅重1.8t,加入量为5.4kg。这种添加方法还比较原始，有待改进。施工配

9、合比结果:SMAl6残留马歇尔稳定值为84.3%>80%;沥青析漏试验结果的混合料损失小于0.1%,改性沥青的质量指标针入度(25)软化点,分离无改性剂明显析出。SMAl6沥青混合料的运输采用12台18t日野铁壳自卸车加篷布运输。路面施工作业配套机械设备：采用10.5m宽德国ABG摊铺机单幅10.5m宽一次铺筑，初压采用一台8t双光轮压路机碾压,复压采用DD110及66B共两台双光轮压路机碾压,终压采用一台66B双光轮压路机碾压,碾压时特别注意紧跟摊铺机。3结语(1)目前该高速公路已建成通车,昼夜交通量达27000辆。该工程已通过交工验收,评定建设项目工程质量等级为“优良”单,位工程优良率达到100,路面平整度合格率为100。(2)该高速公路旧