ATB-30 沥青稳定碎石在实际中的应用

于海波（北京九通衢道桥工程技术有限公司，北京 100024）

1 工程概况

许（昌）平（顶山）南（阳）高速公路是国家新规划的日照至南阳国家重点干线公路的重要组成部分，是河南省“米”字形高速公路主骨架的重要组成部分。 该路北连京珠国道主干线，南接规划中的南阳至襄樊高速公路。起点位于京珠国道主干线许昌南立交南2.3km 处，终点在南阳市宛城区新店乡张敏庄东南600 米处，路线全长162.795km。 本项目部承担28、29 合同段的施工任务，起讫桩号K67+150～k127+100，全长近60Km。 主线路面结构形式为：煤油稀释沥青透层+稀浆封层+沥青稳定碎石下面层（ATB-30）：11cm+改进性沥青混凝土中面层（AC-20）：6cm+SBS 改性沥青混合料上面层（AC-13）：4cm。

2 ATB-30 结构层的特点

半刚性路面普遍存在的路面反射裂缝，从而导致路面抗车辙能力不足和耐久性差，影响了沥青混凝土路面的使用寿命。 为了减少此种病害的发生，可在基层与面层之间设置一过度性的结构，ATB-30 就属于此种结构形式，相当于一种柔性基层的型式，其具有延缓基层裂缝的发展及提高抗车辙能力的作用。

其级配组成介于Ⅰ型密级配与Ⅱ型级配之间，是一种骨架密实结构、抗车辙、抗开裂、水稳定性均较好的级配，使混合料既具有Ⅰ型密实的特点，又具有Ⅱ型的高温性能较好的特点。 级配见表1。

沥青混合料马歇尔试验主要技术标准见表2。

但通过实际的试验检测数据进行分析，考虑其粒径较大的特点，空隙率指标控制在4%～8%比较合适，与现场的实际施工情况相吻合。

表1 碎石级配范围

表2 沥青混合料马歇尔试验主要技术标准

表3 击实温度

表4 击实温度

3 各个工序阶段的工艺要求

3.1 配合比设计

3.1.1 配合比设计采用马歇尔法，由于粗集料的公称粒径大于26.5mm，用26.5～13.2mm的集料等量取代大于26.5mm的用量，马歇尔试件成型采用标准击实筒。

3.1.2 击实温度控制。

击实温度控制见表3。

3.1.3 目标配合比的确定

确定目标配合比采用规范规定的方法，按油石比分别为2.5%、3.%、3.5%、4.0%进行试验，依照稳定度、空隙率、流值、饱和度指标确定共同范围，确定了最佳油石比为3.4%，矿料级配组成为：25～35mm 碎石：15～25mm 碎石：5～15mm 碎石：石屑：石粉：矿粉=36：12：22：15：12.5：2.5，对应的试件马歇尔密度为2.448g/cm3。

3.1.4 生产配合比的确定和验证

对二次筛分后的各热料仓分别取样进行筛分试验，以确定各热料仓的材料比例，同时根据各冷料的含水量反复调整冷料仓进料比例以达到供料均衡，并取目标配合比设计的最佳沥青用量和其±0.3%等进行马歇尔试验，确定了生产配合比的最佳油石比为3.2%，依此进行了沥青混合料的拌和摊铺试验，并对取芯样进行了试验，效果良好，证明采用油石比3.2%是可行的。 结果见表4。

从表4 可以看出，路面的压实度等各项指标比较容易达到，但空隙率和路面残留空隙率均超出了设计的要求，这与ATB-30 粒径大、粒料分布不均匀有很大关系，考虑施工中许多不可预见的因素影响，在满足路面渗水要求的情况下，可以适当放宽空隙率和路面残留空隙率指标的要求。

在目标、生产配合比设计过程中，ATB-30 设计程序与普通的沥青混凝土差别不大，但其公称最大粒径大于26.5㎜，在配合比设计中采用了替代法，室内标准马歇尔试验采用小型马歇尔试件，而在现场取料、试验中均无法采用替代法进行击实成型试件，这样室内马歇尔试验与现场马歇尔试验就有一定的差异，因此在确定ATB-30 试验马歇尔技术指标时，应考虑此方面的影响，采用大型马歇尔试件及相应的技术指标。

3.2 拌和

混合料采用具有二次除尘设备的间歇式拌和机进行拌和，其工艺与普通沥青混凝土差别不大。

沥青混合料拌和的均匀性要随时进行检查，如出现花白石子，应分析原因加以改进，其原因大致如下：搅拌时间不够、细颗粒矿粉比例增大、特别是加入矿粉增多，沥青用量不够，矿料或沥青加热温度不够，可能是其中一项原因或几项原因；如混合料颜色枯黄灰暗，可能原因有：拌和温度过高，沥青用量不够，矿粉过多，石料不干，柴油燃烧不透等。

ATB-30 沥青混合料各个阶段要求的温度比普通沥青混凝土要求的温度偏高，具体见表5。

表5 ATB-30 沥青混合料各个阶段温度控制

该级配的优点是具有良好的高温性能，但缺点是难于压实，为了确保路面的压实，混合料拌和时各温度宜选择表5 中偏上的温度较合适。

3.3 摊铺

3.3.1 采用两台摊铺机同时作业的方式，第一台(前行)摊铺机的行走方式优先按如下方式设置：边缘采用钢丝绳拉线，中间采用铝合金梁；第二台(后行) 摊铺机的行走方式必须按如下方式设置：边缘采用钢丝绳拉线，中间采用滑撬。

3.3.2 在卸料过程中，要设专人指挥，保证上一车卸完料后，下一车能及时供料，不得中途停机待料，减少温度离析造成混合料的不密实。

3.3.3 减少离析现象需特别注意的几个方面

由于ATB-30 沥青混合料具有粒径大、容易产生离析的特点，在施工中要注意如下几点：

3.3.3.1 减少温度离析的影响：混合料在高温下具有和易性好、易于碾压密实的特点，防止温度降低带来混合料的离析、碾压不密实的缺陷，因此从混合料的运输、卸料等各个过程要尽量缩短时间，减少混合料热量的损失。

3.3.3.2 在装料过程中，要求严格采取按照前、后、中的顺序来回移动装料。

3.3.3.3 调节好熨平板的离地高度，高度控制在13～15㎝为宜，同时在摊铺机上配置自动进料控制器，能适当调节到在熨平板前方保持厚度均匀的沥青混合料。

3.3.3.4 减少收料斗的收料频率：频繁地收料导致料斗两侧的大粒径混合料频繁地分布在路面中，容易产生大面积的离析现象，在卸料过程中边前进、边收斗，这样可以保证粗细混合料均匀分布，而且可以有效地避免边部混合料温度降低带来的影响。

3.3.3.5 从前期钻取的芯样看，路面下部有离析现象，存在粗颗粒多、细集料少的现象，为有效地消除此种情况，在摊铺机的前挡板下缘左右侧全断面焊接了8～10㎝宽的钢板，阻止了大粒径集料往下滚落，确保了混合料均匀地摊铺于基层上。

3.3.4 考虑ATB-30 厚度较大，要适当增大摊铺机的夯锤振实系数，控制在4～5 左右比较合适，使初始密度增大，减少摊铺后混合料热量的急剧散失，能有效地提高压实度。

3.4 碾压

3.4.1 碾压是ATB-30 施工中的重要一环，碾压必须采用追随、紧跟的碾压方式，遵循初压、复压、终压的碾压方式，通过试验段确定合理的组合为：初压0.5 遍+振压3.5 遍+揉压4 遍(复压)+静压2 遍。

3.4.2 对于ATB-30，由于集料粒径较大，宜优先采用振动压路机进行复压，其振动频率为30～50HZ，振幅为0.3～0.8㎜；且要求采用大吨位的压路机进行复压，一般采用DD130 或DYNAPAC 压路机进行碾压，揉压宜采用吨位大于26 吨的胶轮压路机，充气压力不小于0.5MPa。

3.4.3 为了防止碾压过程中集料过分压碎，振动压路机的压实温度不宜低于100℃。

3.4.4 为避免混合料形成鼓包，采用较大的振频和振幅，相邻重叠宽度为10～20cm，振动压路机倒车时应先停止振动，并在另一方向运动后再开始振动。

3.4.5 碾压过程中有沥青混合料粘轮现象时，可向碾压轮洒少量水或洗衣粉水，严禁喷洒柴油、机油，轮胎压路机可涂抹植物油。

4 检验标准

ATB-30 沥青路面压实效果的检验采取压实度和空隙率双重控制指标，压实度应大于97%(以当天沥青混合料马歇尔试件的标准密度为基础)、路面残留空隙率控制目标为4%～8%，路面残留空隙率按照合格率进行评分，即落在4%～8%范围的点数占总点数的百分率计算得分；同时满足压实度和空隙率指标规定要求才能得满分。测定当天沥青混合料的标准密度的马歇尔试件成型温度应严格控制在135～145℃范围内，确定空隙率的理论密度采用当天混合料配合比计算得到的最大理论密度计算值。

终压以后，应检验面层的平整度，平整度均方差目标控制标准为不大于1.2㎜。

在施工过程中，要确保面层的厚度，容许偏差控制为±5㎜，这样才能保证路面验收中总厚度满足要求，避免采用中、上面层来找补下面层的厚度不足，产生不必要的浪费。

5 结语

以上只是在ATB-30 沥青稳定碎石施工过程中与普通沥青混凝土不同的一些特殊的控制工艺和要点，其与普通沥青混凝土施工相类似的地方就没有仔细地阐述。 实践证明，ATB-30 沥青稳定碎石施工技术和方法是一种科学、实用、可靠的施工方法，使用效果良好，下面层比较均匀，无严重的离析现象，经压实度和其他技术指标检测均能达到要求。

【1】公路工程质量检验评定标准人民交通出版社

【2】 许平南路面施工指导书

【3】 公路沥青路面施工技术规范人民交通出版社