110高速公路沥青路面修建技术
摘 要：结合110高速公路沥青路面修建实践，介绍了110路沥青路面结构、排水设计，材料选择与质量控制，机械配备施工组织安排及施工检查结果。
关键词：高速公路,沥青路面,修建技术
我国沥青路面容易出现的问题
现实中沥青路面的主要病害形式有：坑槽、沉陷变形、龟裂、横缝和不规则裂缝等。对路面施工要求不严格，质量标准没到位，导致路面施工质量低劣。这一问题主要体现在以下几个方面：
沥青砼和沥青碎石的压实度对沥青路面的厚实度起关键作用。如沥青砼和沥青碎石未检测压实度，则影响沥青路面的质量，容易造成沦陷、坑槽。材料施工配比准确、含水量充足，集料中不得含超尺寸颗粒，达到应定级配是公路质量的基本保障。现实施工中在材料施工配比、含水量的检测都达不到合格公路所应有的标准，加上有含超尺寸颗粒的集料，严重影响沥青路面的质量。
沥青公路施工过程当中要求按规范的级配要求掺配碎石，并拌合均匀，如未做到这一点，容易影响沥青路面的质量。不少沥青公路出现问题的原因还有级配砂砾底基层松散、整体强度低，含超尺寸颗粒、级配差，含泥量大等。混合料不均匀离析，导致此现象的原因多是因为施工未用稳定土拌合机拌和，而是采用装载机拌和。沥青路面的使用的材料性能差。以下针对高速公路的沥青路面分别阐述容易出现的几类问题。①车辙是我国高等级沥青路面主要的病害之一，车辙是车辆长时间在路面上行驶后留下的车轮永久压痕。路面车辙是路面周期性评价及路面养护中的一个重要指标。路面车辙深度直接反映了车辆行驶的舒适度及路面的安全性和使用期限。路面车辙深度的检测能为决策者提供重要的信息，使决策者能为路面的维修、养护及翻修等作出优化决策。②由于气候寒冷或者气温的骤降，会使沥青路面由于收缩或者来不及应力松弛而产生开裂。③对疲劳性能的影响在车轮荷载的反复作用下，沥青路面会由于不断地受拉荷受压出现疲劳破坏，其主要原因是沥青出现应力疲劳。对路面材料和配比进行设计，并有严格规划，在施工时按此标准执行是沥青公路质量得到保障的一个重要前提。
1.沥青路面结构设计
自治区交通厅组织专家对110高速公路路面结构方案进行了论证，决定全线路面采用沥青路面结构，并对原路面结构时行变更设计。
以《公路沥青路面设计规范》(JTJ014-97)为设计依据，遵循结构组合设计的基本原则，参考国内对沥青路面结构研究成果，充分利用沿线的筑路材料，在满足交通组合的条件下，综合分析路段所处的自然环境因素对路面结构的工作状态影响的关键问题，结合施工技术与施工工艺，提出主线、匝道路面结构层设计厚度如表1所示。
2 排水设计
通过路拱将里面水向路基两侧横向排出。当路基横断面为路堑时，横向排流的表面水汇集于边沟后再纵向排出。路肩表面采用沥青砼铺面，防止雨水下渗。当路基横断面为路堤时，在路肩外侧边缘处设置沥青砼拦水带，将路面表面水汇集在排水带同路肩铺面组成的过水端面内，然后通过隔一定间距(20~30m)设置的泄水口和急槽集中排放到路堤坡脚外。
路面结构层内部的水采用边缘排水系统进行系统排除。将渗入路面结构内的自由水，路面结构层的层间空隙或天然砂砾层横向流入纵向集水沟，再向横向出水口热电厂引出路基。纵向集水沟和横向出水沟采用土工布裹完全透水性的碎石填料做成渗沟形式。
3 材料
3.1 沥青
根据国内高速公路沥青路面面层沥青材料的应用情况，110高速公路沥青路面面层(上、中、下层)采用进口沥青，最终选用了广泛使用的SK、加德士、泰普克等进口沥青，牌号为AH70。全线设5个散装沥青贮存库，最大库存为2.9万t。
中、上在层沥青混合料用改性沥青采用成品改性沥青。基质沥青为60/70号进口沥青，品种与下层用进口沥青相同。改性沥青质量要求见表2。
注：针入度指数PI均大于或等于+0.2cm;运动粘度(135℃)均小于或等于3Pa·s;闪点(COC)均大于或等于230℃;溶解度(三氯乙稀)均大于或等于99%。离析(软化点差)均小于或等于2.5℃。上面层改性剂的掺量不低于5.5%，下面层改性剂的掺量不低于4.5%，建议采用线型或线型与星型混合(改性沥青生产时混合添加)的SBS改性方案。
由于改性沥青的总用量较大且较集中，为了保证改性沥青的供应，全线设5个改性沥青加工点，均采用集中生产的成品性沥青。每一加工点的产量为400t/d左右，可以保证两个标段的需求量。
透层油使用AL(S)-1慢凝型液体石油沥青，采用A-100或A-140石油沥青，用煤油稀释，质量要求参见《沥青路面施工及验收规范》(GB50092-96)表C.04。下面层与中面层之间的粘层油使用PC-3快裂型乳化沥青，采用60/70号进口沥青乳化。上面层与中面层之间的粘层油使用快裂型改性乳化沥青，采用60/70号进口沥青乳化。
3.2 集料
中、下面层沥青混合料(AC25、AC20)用粗集料，因用量大，长距离运输成本高，因此，宜选用沿线轧制碎石。由于沿线料源的限制，不得不使用一些酸性的花岗岩、砂岩等。为了保证碎石与沥青的粘附性，还使用酸性、中性碎石的沥青混合料，均添加抗剥落剂。中、下面层粗集料质量要求与现行规范要求相同。
上面层SMA16混合料或改性沥青抗滑表层AK16混合料用粗集料，选用优质的玄武岩，添加抗剥落剂。
细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质。，上面层沥青混合料用细集料可采用机制砂(与粗集料相同岩性的玄武岩)、优质石屑(反击破生产，片状颗粒、泥土较少)或开然砂(只有在石屑不够的情况下，并经过业主批准，才可以使用天然砂)。中、下层沥青混合料用细集料采用石屑或天然砂(只有在石屑不够的情况下，并经过业主批准，才可以使用天然砂)。
砂粉填料由石灰岩磨细而成，质量要求符合规范。上面层SMA16混合料中添加0.3%木质素纤维(占矿料总质量的百分率)，选用德国产颗料状纤维。
4 沥青路面施工组织
4.1 沥青路面铺装工程拌和站布置与工期
全线原则上按合同段设置拌和站共9个(原第8、9、10、11合同段合并，设3个站)，每站配备1台3000型(或2台2000型或1台3000型和1台2000型)拌和楼，每1d工作10h。拌和站最大施工长度21.89km，最大净工作日为97d;最小施工长度15.66km，最小净工作日69d。
根据内蒙地区以往的天气条件，6月—10月底(低于10℃不宜摊铺)共计180d，如按55%的晴好天气计算(雨天不能施工)，估算的施工允许时间约为99d。因此，基本上可以保证工期。
4.2 沥青路面铺装工程摊铺方案
110高速公路沥青路面铺装宽度为11.75m×2，单幅铺装宽度为11.75m。按照国内现有的摊铺设备能力，最大铺装宽度可达12m。但根据现场观察，单机铺装宽度愈大，沥青混合料的离散程序就愈高，而离散现象对路面的路用性能有不利的影响，因此，为了最大程度地减少离散现象，宜采用单幅(11.75m)双机并排作业的摊铺方案。
根据拌和楼最大供料速度(1台3000型拌和楼)，估算出摊铺机实际最大行速度为3.14m/min，在摊铺机工作能力以内。
由于供料较大，因此，碾压机具的台套数量应适当增加，每一摊铺点至少应配备光轮压机4台(其中振动式压路机至少2台)，轮胎压路机2台。
5 施工情况
从沥青路面下面层施工质量的检查情况来看，拌和楼生产的沥青混合料质量稳定，配比较准确，产量基本达到正常水平。摊铺机设备正常，16m单机摊铺的路面离析程度较低。压实设备的数量可以满足施工要求，但部分碾压设备出现了一些故障，影响了碾压效果。从芯样的试验结果来看，下面层沥青路面的压实度绝大部分超过97%，路面残留空隙率4%—5.5%，均符合110项目《施工细则》的要求。
参考文献：
[1] JTJ014-97，公路沥青路面设计规范[S].
[2] GB50092-96，沥青路面施工及验收规范[S].