论文部分内容阅读
[摘 要]主要介绍了陕西黄延高速公路采用的国内最新ATB-30沥青碎石在施工中配合比的设计及施工工艺及方法。
[关键词]ATB-30；沥青碎石；配合比设计；施工
中图分类号：U416.214 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）33-0159-01
ATB-30沥青碎石是西部大通道包（头）北（海）线陕西境，黄陵至延安段高速公路下面层的结构层。设计厚度为10cm，设计依据：允许重车超载核定重量的30%，总载为174KN。设计目地：无，设计作用：无，而此结构层在全国的路面设计中是比较少见，施工时的工艺设计和质量控制都在探索阶段，现将本人在ATB-30沥青碎石施工中的体会简单做以总结，仅供工程技术人员参考。
1、集料的规格选择、组合配置、加工控制
黄延高速公路下面层结构原设计为6cm厚的AC-25C型，由于各种因素更改为：10cm厚的ATB—30沥青碎石。由于变更的时间是在AC-25C型的集料大部分己加工完成后，业主为了减少经济损失，ATB-30的集料大部分利用原AC-25C型的集料，在原集料的基础上再额外加工部分缺断集料，以此来解决原加工的集料和目标配合比设计的问题，但这将给沥青碎石拌合增加质量控制难度，同时将减少拌合楼的产量。
原沥青路面施工技术规范对集料规格没有明确规定，各施工单位基本上都是根据自己的施工经验和冷料仓数量，进行选择集料规格和组合配置，而現在JTGF40-2004版沥青路面施工枝术规范，对集料规格有明确规定，但人们对它的认识比较肤浅，至少说黄延高速公路工程枝术人员对它重视不足，出现的结果：目标配合比的级配难设计，甚至无法达到规范要求，就更不说理想效果。
ATB-30的集料根据黄延路的施工情况用五种组合来控制矿料级配比较困难。如果是六种组合就比较理想，所以要求拌合楼必须有五个以上的冷料和热料仓，而全国拌和楼能配六个以上的冷料仓和五个以上的热料仓是比较少的。这也是全国公路下面层或基层较少设计为ATB-30沥青碎石的原因之一。再加上黄延路的面层集料是外购材料，质量、规格、组合五花八门，最终导致各标段ATB-30的级配前后不一致，并且对ATB-30沥青碎石的认识更不统一。根据施工经验和规范要求，ATB-30的关键筛孔是0.075、2.36、4.75、9.5、37.5mm五种。而现在公路建设中，使用机制砂很少，一般都是用天然砂和石屑来替代机制砂，从而导致2.36mm以下必须分为两种组合，占用两个冷料仓，才能控制砂和石屑比例。2.36～4.75mm 、4.75～9.5mm占用两个冷料仓，剩下的9.5～37.5mm需根据剩余冷料仓的多少来分配。如果拌合楼冷料仓配置少于五个，再加上集料又不规格，将对混合料的级配控制影响很大，所以冷料库最好是六个以上。集料的规格经总结推荐：S16 、S14、S12、S9、S5五种规格集料较好。因为前四种规格可用于其它沥青砼结构层，这样既可以综合利用，减少堆码分仓，也减少材料计划不准确带来的经济损失。规格集料加工最好是1～2组破碎机组加工，但现实中由于需要量大，再加上大部分施工单位基本采用外购形式，所以集料规格很难控制，这里推荐破碎机振动筛的五种筛孔尺寸，供大家参考，ATB-30选：34、20、10、5、2mm，再加机制砂或天然砂，目标配合比级配基本能达到理想结果，再根据拌合楼热仓的仓数和配置合理的振动筛孔。如果是四个热料仓，推荐：3、6、18、38mm筛孔。如果是五个热料仓推荐：3、6、12、22、38mm筛孔。这样矿料级配的控制控制了关键筛孔能达到规范要求，混合料级配变化不大，也能提高拌合楼产量。
2、目标配合设计
ATB-30属于密级配沥青稳定碎石，既可以用于基层，也可以用于下面层，而国内用作下面层，黄延路第一次在目标配合比设计时，是否按沥青混凝土的设计原则进行，还是遵循其它原则，至今還是探索过程，所以目标配合比的设计至今争论较大，没有一个明确的目标，我部在设计ATB-30沥青碎石时，主要依据以下原则进行设计：
1）确保高温抗车辙能力，使下面层能满足耐久、稳定的要求。
2）保证ATB-30的施工性能，使沥青混合料易摊铺和压实。
3）级配按JTGF 40-2004所设计的级配范围，使级配形成S 型级配曲线，并严格控制4.75、2.36、0.075mm的通过率，尽量控制在中值。
4）马歇尔试验技术标准按沥青混凝土相关条款执行。
以上是ATB-30的配合比设计原则，能否取得预期的设计结果，有待通车后用时间来检验。
3、施工过程设计
ATB -30沥青碎石与沥青混凝土的施工工艺大同小异，但根据试验和大规模施工所总结出来的结果，应特别重点设计施工各阶段温度参数、摊铺参数及碾压组合。ATB -30沥青稳定碎石施工温度，与沥青混凝土不一样，主要目的是为了解决压实度的问题，我部在设计混合料拌合温度时，在相同沥青混凝土的基础上，提高10—15℃ ，黄延路的基质沥青为韩国SKAH-90，根据试验段标准段总结，该混合料如果拌合温度小于170℃，无论用何种碾压组合，通过钻芯，发现底部2-3cm的部位孔隙特别大，或顶面大粒径碎石有破碎现象。
ATB-30沥青稳定碎石的压实度和平整度比沥青混凝土难控制，虽然黄延路保证了压实度和表面大粒径碎石无破碎的现象，但平整度一直在σ=1.6左右徘徊，导致这一现象主要有以下几个因素：
1）由于延安地区的地材无中粗砂，而机制砂也十分少，在配合设计时，用石屑代替中粗砂或机制砂，因而减少沥青混合料的施工性能，增加了施工难度。
2）ATB-30沥青碎石属于连续密级配，并且公称粒经较大，如果摊铺机调试不好，无论是双机联铺还是单机摊铺离析都特别严重。所以ATB-30沥青碎石的摊铺不在于机型，关键是摊铺机的调试。 3）下面层设计厚度为10cm。摊铺面的初始压实度较小，AC-25C型的松铺系数在1.2左右，而ATB-30在1.25左右，初压时，推移现象比较明显。
4）下面层设计厚度为10cm，再加上又是连续级配，复压用XTP261胶轮，温度在160℃、离顶面7-8cm以下时，没有碾压效果，必须用钢轮振压。
5）下面层设计厚度为10cm，由于此结构比其它结构表面温度与内部温度相差较大，表面3-4cm的温度己降到110℃或“感应区”温度，而内部温度仍在140℃左右，此时终压收面，要么轮迹难收，要么表面大料径碎石破碎，为了保证内在质量，对平整度唯有维持在σ=1.6左右。
10cm厚ATB-30的瀝青结构层，保证其压实度、平整度，除摊铺温度重点设计外，碾压组合是重要的施工工艺设计，但碾压一直是沥青混凝土和沥青碎石争论的焦点。从压实机械的选择、数量的多少，以及压实机械的宽度、速度、吨位、类型、振动频率、振动振幅、降温形式一直争论不休。我国业内人士，包括施工规范都把碾压机械的吨位、数量、遍数提到非常重要的地位，而实际施工中，即使压实机械吨位、数量、遍数达到甚至超出规范要求，压实度也不能保证，我认为碾压组合和工艺才是压实度最主要的保证手段。
以下是我推荐的碾压组合和工艺以供参考：
路面宽度：需9m以上
压实机械：两辆130双钢轮（13T），两辆261胶轮（26T），一辆260胶轮，共计五辆。
碾压组合：一辆261胶轮在前，紧跟一辆130钢轮一组，共两组，收面用一辆260胶轮。
碾压形式：第一组緊跟摊铺机，碾压速度必须控制在2km/h以下，碾压段长度为30-40m，递增长度控制在10m左右，等第一组错位后，第二组仅跟第一组，如同第一组进行碾压：这样循环，不断递增，逐步向前推进的复合碾压，同时完成初压、复压、终压三个阶段的过程。最后用一辆260胶轮收面。收压长度为100m，递增长度为50m，用速度控制轮迹，用轮迹降低速度，收不住轮迹则提高速度，直至无轮迹为止。
以上这种碾压、主要于组合和复合，基本上取消了以往习惯的初压、复压、终压、收面的概念，更无碾压遍数的说法，经黄延高速公路下面层施工检测压实度和平整度都能达到规范要求。
4、结束语
总之，只要我们怀着严谨的科学态度，通过不断的总结，相信ATB-30沥青碎石的施工工艺会在我国公路施工中越来越完善，越来越成熟。
[关键词]ATB-30；沥青碎石；配合比设计；施工
中图分类号：U416.214 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）33-0159-01
ATB-30沥青碎石是西部大通道包（头）北（海）线陕西境，黄陵至延安段高速公路下面层的结构层。设计厚度为10cm，设计依据：允许重车超载核定重量的30%，总载为174KN。设计目地：无，设计作用：无，而此结构层在全国的路面设计中是比较少见，施工时的工艺设计和质量控制都在探索阶段，现将本人在ATB-30沥青碎石施工中的体会简单做以总结，仅供工程技术人员参考。
1、集料的规格选择、组合配置、加工控制
黄延高速公路下面层结构原设计为6cm厚的AC-25C型，由于各种因素更改为：10cm厚的ATB—30沥青碎石。由于变更的时间是在AC-25C型的集料大部分己加工完成后，业主为了减少经济损失，ATB-30的集料大部分利用原AC-25C型的集料，在原集料的基础上再额外加工部分缺断集料，以此来解决原加工的集料和目标配合比设计的问题，但这将给沥青碎石拌合增加质量控制难度，同时将减少拌合楼的产量。
原沥青路面施工技术规范对集料规格没有明确规定，各施工单位基本上都是根据自己的施工经验和冷料仓数量，进行选择集料规格和组合配置，而現在JTGF40-2004版沥青路面施工枝术规范，对集料规格有明确规定，但人们对它的认识比较肤浅，至少说黄延高速公路工程枝术人员对它重视不足，出现的结果：目标配合比的级配难设计，甚至无法达到规范要求，就更不说理想效果。
ATB-30的集料根据黄延路的施工情况用五种组合来控制矿料级配比较困难。如果是六种组合就比较理想，所以要求拌合楼必须有五个以上的冷料和热料仓，而全国拌和楼能配六个以上的冷料仓和五个以上的热料仓是比较少的。这也是全国公路下面层或基层较少设计为ATB-30沥青碎石的原因之一。再加上黄延路的面层集料是外购材料，质量、规格、组合五花八门，最终导致各标段ATB-30的级配前后不一致，并且对ATB-30沥青碎石的认识更不统一。根据施工经验和规范要求，ATB-30的关键筛孔是0.075、2.36、4.75、9.5、37.5mm五种。而现在公路建设中，使用机制砂很少，一般都是用天然砂和石屑来替代机制砂，从而导致2.36mm以下必须分为两种组合，占用两个冷料仓，才能控制砂和石屑比例。2.36～4.75mm 、4.75～9.5mm占用两个冷料仓，剩下的9.5～37.5mm需根据剩余冷料仓的多少来分配。如果拌合楼冷料仓配置少于五个，再加上集料又不规格，将对混合料的级配控制影响很大，所以冷料库最好是六个以上。集料的规格经总结推荐：S16 、S14、S12、S9、S5五种规格集料较好。因为前四种规格可用于其它沥青砼结构层，这样既可以综合利用，减少堆码分仓，也减少材料计划不准确带来的经济损失。规格集料加工最好是1～2组破碎机组加工，但现实中由于需要量大，再加上大部分施工单位基本采用外购形式，所以集料规格很难控制，这里推荐破碎机振动筛的五种筛孔尺寸，供大家参考，ATB-30选：34、20、10、5、2mm，再加机制砂或天然砂，目标配合比级配基本能达到理想结果，再根据拌合楼热仓的仓数和配置合理的振动筛孔。如果是四个热料仓，推荐：3、6、18、38mm筛孔。如果是五个热料仓推荐：3、6、12、22、38mm筛孔。这样矿料级配的控制控制了关键筛孔能达到规范要求，混合料级配变化不大，也能提高拌合楼产量。
2、目标配合设计
ATB-30属于密级配沥青稳定碎石，既可以用于基层，也可以用于下面层，而国内用作下面层，黄延路第一次在目标配合比设计时，是否按沥青混凝土的设计原则进行，还是遵循其它原则，至今還是探索过程，所以目标配合比的设计至今争论较大，没有一个明确的目标，我部在设计ATB-30沥青碎石时，主要依据以下原则进行设计：
1）确保高温抗车辙能力，使下面层能满足耐久、稳定的要求。
2）保证ATB-30的施工性能，使沥青混合料易摊铺和压实。
3）级配按JTGF 40-2004所设计的级配范围，使级配形成S 型级配曲线，并严格控制4.75、2.36、0.075mm的通过率，尽量控制在中值。
4）马歇尔试验技术标准按沥青混凝土相关条款执行。
以上是ATB-30的配合比设计原则，能否取得预期的设计结果，有待通车后用时间来检验。
3、施工过程设计
ATB -30沥青碎石与沥青混凝土的施工工艺大同小异，但根据试验和大规模施工所总结出来的结果，应特别重点设计施工各阶段温度参数、摊铺参数及碾压组合。ATB -30沥青稳定碎石施工温度，与沥青混凝土不一样，主要目的是为了解决压实度的问题，我部在设计混合料拌合温度时，在相同沥青混凝土的基础上，提高10—15℃ ，黄延路的基质沥青为韩国SKAH-90，根据试验段标准段总结，该混合料如果拌合温度小于170℃，无论用何种碾压组合，通过钻芯，发现底部2-3cm的部位孔隙特别大，或顶面大粒径碎石有破碎现象。
ATB-30沥青稳定碎石的压实度和平整度比沥青混凝土难控制，虽然黄延路保证了压实度和表面大粒径碎石无破碎的现象，但平整度一直在σ=1.6左右徘徊，导致这一现象主要有以下几个因素：
1）由于延安地区的地材无中粗砂，而机制砂也十分少，在配合设计时，用石屑代替中粗砂或机制砂，因而减少沥青混合料的施工性能，增加了施工难度。
2）ATB-30沥青碎石属于连续密级配，并且公称粒经较大，如果摊铺机调试不好，无论是双机联铺还是单机摊铺离析都特别严重。所以ATB-30沥青碎石的摊铺不在于机型，关键是摊铺机的调试。 3）下面层设计厚度为10cm。摊铺面的初始压实度较小，AC-25C型的松铺系数在1.2左右，而ATB-30在1.25左右，初压时，推移现象比较明显。
4）下面层设计厚度为10cm，再加上又是连续级配，复压用XTP261胶轮，温度在160℃、离顶面7-8cm以下时，没有碾压效果，必须用钢轮振压。
5）下面层设计厚度为10cm，由于此结构比其它结构表面温度与内部温度相差较大，表面3-4cm的温度己降到110℃或“感应区”温度，而内部温度仍在140℃左右，此时终压收面，要么轮迹难收，要么表面大料径碎石破碎，为了保证内在质量，对平整度唯有维持在σ=1.6左右。
10cm厚ATB-30的瀝青结构层，保证其压实度、平整度，除摊铺温度重点设计外，碾压组合是重要的施工工艺设计，但碾压一直是沥青混凝土和沥青碎石争论的焦点。从压实机械的选择、数量的多少，以及压实机械的宽度、速度、吨位、类型、振动频率、振动振幅、降温形式一直争论不休。我国业内人士，包括施工规范都把碾压机械的吨位、数量、遍数提到非常重要的地位，而实际施工中，即使压实机械吨位、数量、遍数达到甚至超出规范要求，压实度也不能保证，我认为碾压组合和工艺才是压实度最主要的保证手段。
以下是我推荐的碾压组合和工艺以供参考：
路面宽度：需9m以上
压实机械：两辆130双钢轮（13T），两辆261胶轮（26T），一辆260胶轮，共计五辆。
碾压组合：一辆261胶轮在前，紧跟一辆130钢轮一组，共两组，收面用一辆260胶轮。
碾压形式：第一组緊跟摊铺机，碾压速度必须控制在2km/h以下，碾压段长度为30-40m，递增长度控制在10m左右，等第一组错位后，第二组仅跟第一组，如同第一组进行碾压：这样循环，不断递增，逐步向前推进的复合碾压，同时完成初压、复压、终压三个阶段的过程。最后用一辆260胶轮收面。收压长度为100m，递增长度为50m，用速度控制轮迹，用轮迹降低速度，收不住轮迹则提高速度，直至无轮迹为止。
以上这种碾压、主要于组合和复合，基本上取消了以往习惯的初压、复压、终压、收面的概念，更无碾压遍数的说法，经黄延高速公路下面层施工检测压实度和平整度都能达到规范要求。
4、结束语
总之，只要我们怀着严谨的科学态度，通过不断的总结，相信ATB-30沥青碎石的施工工艺会在我国公路施工中越来越完善，越来越成熟。