浅谈新材料、新技术、新工艺在高速公路沥青路面中的应用

摘要：本文以高速公路路面建设领域中引进的新材料、新技术、新工艺展开讨论，从施工管理和经验实践的角度出发，详细阐述了各种新兴工艺和技术在路面建设中的应用情况，以供业内同行共同参考借鉴。
关键词：新材料新技术新工艺应用
一、前言
惠州惠东至东莞常平高速公路（简称惠莞高速公路）是广东省高速公路（2001-2030年）规划网中第四条横线福建漳州（省界）至广西玉林（省界）的组成部分，惠莞高速公路惠州段起点位于惠东县大岭镇国道G324线（K814+418m）处，终点于惠阳区沥林镇企岭村接惠莞高速公路东莞段，全长49.337km。本项目于2007年1月份开工建设，2009年12月建设通车。
沥青路面工程是整个工程项目的形象工程，路面工程质量好坏直接反映了整个工程项目的质量，为提高沥青砼面层质量，减少早期期病害，延长路面使用寿命，本项目的施工除了沿用以往比较成熟的施工材料、施工工艺和技术以外还使用了目前较为先进的一些施工技术和工艺。现就本项目的沥青路面采用新材料、新技术、新工艺的施工过程论述如下，供各同行借鉴。
二、施工参数及现场施工配备
1、施工温度控制
上面层：出厂温度抽检记录为175~180℃，到达现场温度为170~175℃，初压温度为150~165℃（PE改性为170℃），复压温度为140~150℃，终压温度为100~95℃。
中、下面层：出厂温度抽检记录为165~155℃，到达现场温度为165~150℃，初压温度为145~135℃，复压温度为135~125℃，终压温度为100~95℃。
2、松铺系数
中下面层采用1.15的松铺系数，上面层松铺系数采用1.10。
3、摊铺
惠莞高速惠州段沥青混凝土面层混合料采用一台陕西中大公司DT1600沥青混凝土大功率摊铺机进行全幅摊铺及采用一台ABG8620,一台ABG423前后相隔10m并机同步向前进行摊铺两种方式进行，摊铺速度为2～3.5m/min。
三、路面工程的技术创新
1、新材料
1）PK-P阳离子高渗透乳化沥青
本工程路面的透层设计要求渗透深度应不小于3mm,根据以往的经验普通的乳化沥青要达到这个要求是很难实现的，本工程由施工单位提出经业主和监理同意，用于透层的乳化沥青使用PK-P阳离子高渗透乳化沥青，这种材料的特点就是渗透性强，施工方便，用常规的施工工艺就能达到本工程设计的要求，经现场取芯，大部分的芯样的渗透深度能达到3~6mm，满足了设计要求。
2）PE改性沥青
（1）、PE改性沥青是现场改性而SBS改性沥青是成品改性
现场改性对于工程施工和监理来讲又增加了一些管理难度，因为目前在现场改性的生产过程中都是人工投料，搅拌时间也是人工控制，而对于改性沥青的性能试验又不多没有更好的检验手段，这就增加材料质量的不稳定性稳定性，特别是像本工程工程量大工期短的项目就更难保证沥青的改性效果，而SBS改性沥青是成品改性，只要选择较好的品牌和保证货物的质量，那沥青的质量就相对比较稳定。
（2）、施工性能不同
惠莞高速公路上面层采用两种改性沥青进行生产铺设，对比两种改性沥青的配合比情况从试验结果的技术指标上看SBS改性沥青的几个技术指标如残留稳定度、冻融劈裂试验残留强度比、动稳定度、渗水系数均略好于PE改性沥青但相差不大，但现场的施工情况显示，SBS改性沥青混合料的施工性能要优于PE改性沥青混合料，因为从现场的施工测试和施工后的芯样看，两种沥青的施工效果有较大的区别，PE改性沥青混合料在165℃以下就开始凝结比较难压实，施工后的芯样空隙较大，而SBS改性沥青混合料初压温度只要控制在150℃以上就能做到较好的压实效果，本工程沥青路面的施工期为冬季气温比较低，PE改性的施工性能较差就尤为明显，所以路面上面层在后期均改用SBS 改性沥青。
（3）、PE改性沥青混凝土施工质量控制
根据本工程前期PE改性沥青混凝土施工过程控制的经验，为了更好的控制PE改性沥青混凝土施工质量主要在施工过程中控制好以下几方面：
①、现场改性过程的控制
现场改性过程必须派专人对生产进行旁站监督，生产工程主要要控制好每一盘料的搅拌时间，一般控制为一分钟，其次是控制好每盘料投入的橡胶素数量的稳定性和准确性，另外成品要有储料罐进行储存经检验合格后，才能泵送到拌和楼的沥青罐。
②、现场施工工程的控制
现场施工时必须保证摊铺温度在170度以上（但不要超过规定值）并保证快速进行初压和复压，必要时，需适当增加现场的机械设备，以保证快速的完成碾压过程。
③、配合比设计方面
本工程PE改性沥青的施工开始目标配合比的油石比为5.0，试验室各项指标均能达到要求，但现场施工配合比油石比采用5.0的段落芯样的空隙比较大，个别压实度达不到要求，将油石比调整到5.2之后芯样孔隙率明显下降，碾压效果好，压实度也能满足要求，所以在目标配合比在选择最佳油石比时沥青油石比提高到5.2。
2、新技术、新工艺
1）利用陕西中大公司DT1600沥青混凝土大功率摊铺机进行全幅15M摊铺。
陕西中大公司DT1600沥青混凝土大功率摊铺机，目前在省内仍未大规模推广运用，在本项目的沥青路面工程中使用，是该生产厂家对该新设备及其新技术的试点之一，下介绍一下该设备的技术特点和施工性能。
陕西中大公司DT1600沥青混凝土大功率摊铺机，荣获国家九项科技创新专利，最大摊铺宽度达到16.5M，熨平板的振锤及螺旋布料器的功率，比一般的摊铺机大出将近一倍，同时加大了螺旋布料器的叶片，这个改进有利于把沥青混合料均匀的输送到边缘，克服了以往一般摊铺机在布料的中、边部的离析现象。同时，由于熨平板振动力及振幅的加大，可使摊铺出来的混合料已经受到了较好的初压，使松铺系数降低减少了，压路机初压时的推移从而提高沥青路面的平整度。
2）碎石采用PCL系列直通冲击式整形机生产线进行生产
本工程路面面层碎石，采用四条大型碎石PCL系列直通冲击式碎石整形机生产线进行生产。该类型碎石破碎机是一种物料自行冲击式破碎机，具有国际先进水平的高能低耗设备，是目前国内外最先进、最理想的中、细碎石整形设备。该设备具有细碎、粗磨功能，所破产品呈立方体状，更适合破碎中、高硬和特硬物料，生产的细集料级配合理，细度模数可调，产能大、质量好、级配稳定，该生产线是用以破碎过的2~4CM的碎石进行整形，这使得碎石源头的含泥量比较低，再利用该生产线的水洗功能，使得生产出来的碎石含泥量和粉尘含量降至一个较低的水平。
四、沥青路面的实体质量情况
经检测，用于面层的原材料质量均符合规范要求；沥青混合料拌和均匀，级配稳定，无花白、冒青烟和粗细料离析现象；混合料加热、出厂、摊铺、压实温度均处于规定范围内；施工质量控制各项指标如油石比、稳定度、流值、空隙率等均符合规范及《路面管理手册》的要求；碾压成型后的面层平整密实、无明显离析、泛油、集料压碎现象；抽检的压实度、平整度、弯沉、厚度、抗滑性能、宽度、高程等各项指标均符合设计及评定标准要求，沥青砼面层施工质量良好。
五、结束语
本工程沥青路面施工同时投入三台拌和楼，分别为5000型2台， 4500型1台，拌合楼沥青混合料日产量均为1万多吨混合料，并配备三台套沥青现场施工设备，能同时满足三个工作面的施工，这在我省是开创了沥青路面施工的先河。为在今后高速公路中推广应用积累了宝贵的经验财富，特别是实现了本项目的“高质量，创精品”工程的建设目标，在省内有着先导示范作用，是我省当前高速公路建设高水平的代表作，代表了我省今后高速公路的发展方向，值得学习借鉴。