摘要：通过对沥青混合料(AC-25C)粗型级配试验段二种级配与二种碾压方式的不同组合，确定了三种方案进行下面层试验段施工，经三种方案试验段施工室内成型试件进行马氏等试验，结合试验段现场不同位置取样进行级配对比分析和现场密实度、渗水检测结果比较分析，确定较优的级配和碾压方式，经试验段再次验证比较，所选定施工方案对沥青路面AC-25C粗级配低温条件下规模施工的质量控制提供了参考依据。
关键词：道路工程;沥青路面;工法;
作者简介：谢道权(1974—),男，安徽定远人，本科，高级工程师，研究方向：高速公路路面工程施工技术;
碎石各规格材料、沥青、矿粉经检测符合《公路沥青路面施工技术规范要求》。结合安徽省内同类项目配合比设计经验和现场材料特点，配合比级配依据JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》P26表5.3.2-2表，对混合料合成级配设计A和B两种级配见表1。
A级配的特点是各筛孔通过率尽量靠近中值，因大料和细集料偏多，中料相对偏少；B级配特点是大料和细集料偏少中料偏多，4.75mm以上筛孔通过率偏上限，4.75mm及以下筛孔偏下限，S曲线较为明显。
以上两种级配在室内按马歇尔最大密度法确定最佳油石比均为4.0%。经对A、B两种级配成型试件试验马氏指标及动稳定度均符合设计及沥青路面施工技术规范要求。结果见表2。
表1AC-25C混合料矿料级配导出到EXCEL
AC-25C
通过下列筛孔(mm)百分率/%
31.5
26.5
19
16
13.2
9.5
4.75
2.36
1.18
0.6
0.3
0.15
0.075
A级配
100
94.7
81.2
75.2
65.6
55.5
37.5
27.9
20.5
16.9
12.8
8.8
5.2
B级配
100
97.8
85.6
75.9
68.8
55.8
33.8
24.7
19.6
14.2
10.4
7.5
4.7
级配范围
100
90～100
75～90
65～83
57～76
45～65
24～52
16～42
12～33
8～24
5～17
4～13
3～7
设计中值
100
95
82.5
74
66.5
55
38
29
22.5
16
11
8.5
5
A级配与设计中值偏差
0
-0.3
-1.3
+1.2
-0.9
+0.5
-0.5
-1.1
-2.0
+0.9
+1.8
+0.3
+0.2
B级配与设计中值偏差
0
+2.8
+3.1
+1.9
+2.3
++0.8
-4.2
-4.3
-2.9
-1.8
-0.6
-1.0
-0.3
表2室内混合料成型检测值导出到EXCEL
AC-25C
油石比
/%
理论最大相
对密
/(g·cm-1)
毛体积
相对密度
/(g·cm-1)
空隙率
/%
矿料
间隙率
/%
饱和度
/%
稳定度
/kN
流值
/mm
残留
稳定度
/%
冻融劈
裂强度
/%
动稳
定度
次/mm
A级配
4.0
2.642
2.532
4.2
12.8
66.1
9.8
2.87
85.6
83.0
1646
B级配
4.0
2.646
2.538
4.1
12.5
67.4
11.0
2.71
91.6
86.5
1882
规定值
实测
实测
实测
3～6
12～13
55～70
8
1.5～4
大于80
大于75
大于1000
2设备配置及碾压方案设计沥青混凝土拌和站(4000型)意大利玛来尼公司生产，2台福格勒2100型摊铺机，3台13tBW203AD-4双钢轮压路机德国生产，4台30t胶轮压路机。以上设备经检验性能较好，能满足沥青路面施工需要。A方案：每台摊铺机后面依次是1台13t双钢轮压路机，1台30t胶轮压路机，1台30t胶轮压路机，最后1台13t双钢轮全断面碾压收光。碾压遍数：最前排1台双钢轮压路机前静压退震压1遍、再振动碾压1遍，后面两台胶轮压路机各碾压3遍，最后1台双钢轮压路机全段面收光碾压1遍，总计9遍。B方案：每台摊铺机后面依次是1台30t胶轮压路机，1台13t双钢轮压路机，1台30t胶轮压路机，最后1台13t双钢轮全断面碾压收光。碾压遍数：最前排1台胶轮压路机碾压2遍，中间1台双钢轮压路震动碾压3遍，后排1台胶轮压路机碾压3遍，最后1台双钢轮压路机全断面收光碾压1遍，总计9遍。A、B两种碾压方案原则上每个摊铺机后3台压路机梯队排列同进同退碾压方式，两压路机碾压重叠宽度约1/3～1/2,碾压段面长度60～80m,碾压速度，初压2～3km/h、复压：3～5km/h、终压：4～6km/h。
3试验段施工3.1方案1:A级配和A碾压方案组合施工施工环境气温12～18℃、风力3～4级、多云天气。在路段K11+100～K11+320左幅路段施工试验段，主线宽度11.75m。两摊铺机拼宽分别为5.5m和6.25m,中间搭接宽度约10cm。两机前后梯队摊铺间距5～10m。混合料出场温度：160～165℃、摊铺温度：150～160℃、碾压温度：145～155℃、碾压终了表面温度：70～80℃。
按方案1施工完成后，在K8+160分别在距中分带边1m处A1点(内侧摊铺机边部)6m处A2点(两摊铺机搭接处)11m处A3点(外侧摊铺边部)分别取混合料室内进行燃烧后检测油石比分别为3.73%、3.82%、3.78%,平均值为3.78%。经燃烧后矿料筛分试验3次平均值各筛孔通过率如表3。
在K8+240分别在距中分带边3m处B1点(内侧摊铺机中部)9m处B2点(外侧摊铺中部)分别取混合料室内进行燃烧后检测油石比分别为4.33%、4.21%,平均值为4.27%。经燃烧后矿料筛分试验2次平均值各筛孔通过率见表4。
通过在各点进行取芯，进行密度试验和现场渗水检测结果见表5。
表3现场取样矿料筛分结果导出到EXCEL
AC-25C
通过下列筛孔(mm)百分率/%
31.5
26.5
19
16
13.2
9.5
4.75
2.36
1.18
0.6
0.3
0.15
0.075
A级配实测
100
92.5
77.5
71.8
62.4
51.3
32.8
22.6
16.2
12.1
9.4
6.6
4.2
设计值
100
94.7
81.2
75.2
65.6
55.5
37.5
27.9
20.5
16.9
12.8
8.8
5.2
与设计偏差
100
-2.2
-3.7
-3.4
-3.2
-4.2
-4.7
-5.3
-4.3
-4.7
-3.4
-2.2
-1.0
表4现场取样矿料筛分结果导出到EXCEL
AC-25C
通过下列筛孔(mm)百分率/%
31.5
26.5
19
16
13.2
9.5
4.75
2.36
1.18
0.6
0.3
0.15
0.075
A级配实测
100
97.5
85.4
77.5
69.4
58.3
40.8
31.6
23.2
21.6
14.9
12.6
5.7
A级配设计
100
94.7
81.2
75.2
65.6
55.5
37.5
27.9
20.5
16.9
12.8
8.8
5.2
与设计偏差
0
+2.8
+4.2
+2.3
+3.8
+2.8
+2.5
+3.3
+2.7
+3.3
+2.1
+3.2
+0.5
表5方案1现场空隙率、渗水值导出到EXCEL
检测位置
A1
A2
A3
B1
B2
平均
规范值
实测密度/(g·cm-1)
2.465
2.446
2.433
2.544
2.550
2.489
实测
现场空隙率/%
6.7
7.4
7.9
3.7
3.5
5.8
3～7
渗水值/(ml·min-1)
105
142
186
79
52
117
小于120
通过在拌和机后场取混合料成型进行马氏指标试验，各项指标均能符合《公路沥青路面施工技术规范》要求；两摊铺机边部和中部分别取样进行油石比、矿料筛分、现场空隙率、渗水检测结果表明：两摊铺机边部矿料级配偏粗、油石比偏小、现场空隙(A1、A2、A3)率和渗水值偏大；在两摊铺机中部试验结果矿料级配偏细、油石比偏大、现场空隙(B1、B2)率和渗水值偏小。
3.2方案2:B级配和A碾压方案组合施工施工环境气温12～18℃风力3～4级、多云天气，在K8+320～K8+540段长约220m。在K8+400断面距中分带边1m处C1点(内侧摊铺机边部)6m处C2点(两摊铺机搭接处)11m处C3点(外侧摊铺边部)分别取混合料室内进行燃烧后检测油石比分别为3.92%、4.11%、4.02%,平均值为4.03%。经燃烧后矿料筛分试验3次平均值各筛孔通过率见表6。
表6现场取样矿料筛分结果导出到EXCEL
AC-25C
通过下列筛孔(mm)百分率/%
31.5
26.5
19
16
13.2
9.5
4.75
2.36
1.18
0.6
0.3
0.15
0.075
实测值
100
97.4
86.5
77.4
70.5
51.4
32.7
23.8
18.0
15.5
11
7.2
4.4
B级配设计值
100
97.8
85.6
75.9
68.8
52.8
33.8
24.7
19.6
14.2
11.4
7.5
4.7
实测与设计偏差值
0
-0.4
+0.9
+1.5
+1.7
-1.4
-0.9
-1.1
-1.6
+1.3
-0.4
-0.3
-0.3
按方案2施工完成后，在K8+480分别在距中分带边3m处D1点(内侧摊铺机中部)9m处D2点(外侧摊铺中部)二处，分别取混合料在室内进行燃烧检测和矿料筛分试验，检测结果油石比分别为4.03%、3.80%,平均值为3.94%。矿料筛分试验2次平均值各筛孔通过率见表7。
通过布设各点进行取芯，进行密度试验和现场渗水检测，检测结果见表8。
方案1和方案2施工时，分别对A级配和B级配在拌和站取样成型试件进行马氏及动稳定度相关检测试验，结果见表9。
表7现场取样矿料筛分结果导出到EXCEL
AC-25C
通过下列筛孔(mm)百分率/%
31.5
26.5
19
16
13.2
9.5
4.75
2.36
1.18
0.6
0.3
0.15
0.075
实测值
100
98.8
87.5
77.8
71.5
54.2
35.6
24.2
17.8
16
11
8.5
5.0
B级配设计值
100
97.8
85.6
75.9
68.8
52.8
33.8
24.7
19.6
14.2
11.4
7.5
4.7
实测与设计偏差值
0
+1.0
+1.9
+1.9
+2.7
++1.4
+1.8
-0.5
-1.8
-1.8
+0.4
+1.0
+0.3
表8方案2现场空隙率、渗水值导出到EXCEL
检测位置
C1
C2
C3
D1
D2
平均
规范值
实测密度/(g·cm-1)
2.486
2.479
2.492
2.497
2.476
2.486
实测值
现场空隙率/%
6.1
6.4
5.9
5.7
6.5
6.1
3～7
渗水值/(ml·min-1)
105
116
103
86
132
114
小于120
表9室内混合料成型检测值导出到EXCEL
AC-25C
油石比
/%
理论最大相
对密
/(g·cm-1)
毛体积
相对密度
/(g·cm-1)
空隙率
/%
矿料
间隙率
/%
饱和度
/%
稳定度
/kN
流值
/mm
残留
稳定度
/%
冻融劈
裂强度
/%
动稳
定度
次/mm
A级配
4.05
2.642
2.535
4.0
12.6
67.1
9.3
2.97
87.6
85.4
1591
B级配
3.94
2.648
2.539
4.1
12.9
65.8
10.2
2.84
90.2
88.2
1895
规定值
实测
实测
实测
3～6
12～13
55～70
大于8
1.5～4
80
大于75
大于1000
3.3方案1和方案2试验段施工检测结果分析(1)A、B两种级配在室内配合比设计和试验段施工拌和站取样成型试件，同条件试验结果各项指标均能满足沥青路面施工技术规范相关要求。A级配各筛孔通过率靠近规范设计级配中值，B级配是限制大料和细料的用量，通过试件验证结果B级配稳定度和动稳定度值优于A级配。
(2)A级配通过以上定点试验检测结果分析，摊铺机的两端粗集料偏多油石比偏小；而摊铺机中部因细集料偏多油石比偏大；摊铺机的两端因粗集料离析内部空隙率偏大，摊铺机中部因细集料离析内部空隙率偏小。B级配通过定点试验结果表明，摊铺机的中、边部矿料级配、油石比和内部空隙率指标相对偏差较小。所以B级配离散性要优于A级配。
(3)因B级配中间骨料多细集料相对较少，沥青热混合料的和易性不及A级配，同条件碾压工艺现场空隙率平均值6.1%,大于A级配平均值5.8%。通过综合分析S曲线的AC-25C粗级配在温度较低施工时，现场定点检测级配、现场空隙率、渗水值等指标的稳定性，B级配优于A级配，但B级配施工现场检测平均空隙率6.1%虽然能满足规范值3%～7%要求，但在低温条件下，施工现场压实控制还是有一定难度的。为了加强级配B施工中的碾压效果，优化碾压组合设计方案3试验段施工。
3.4方案3:B级配和B碾压方式组织试验段施工施工环境：气温8～14℃,风力3～4级，多云天气。试验段桩号K8+540～K8+770段230m,出场料温度、碾压温度、摊铺温度、摊铺速度、摊铺机各调整参数、碾压温度、压路机速度同以上试验段施工同条件控制。通过己施工试验段对K8+620、K8+680、K8+740距中分带边部4m和8m处，每个断面在两个主车道上各取两个芯样依次编号为E1、E2、E3、E4、E5、E6进行密度检测结果见表10。
表10方案3现场空隙率、渗水值导出到EXCEL
检测位置
E1
E2
E3
E4
E5
E6
平均
规定值
实测密度/(g·cm-1)
2.508
2.497
2.492
2.513
2.529
2.486
2.505
实测值
现场空隙率/%
5.3
5.7
5.9
5.1
4.5
6.1
5.4
3～7
渗水值/(ml·min-1)
65
82
91
56
58
98
90
小于120
通过方案2与方案3试验结果比较，在同级配同条件下施工，通过碾压方式的调整，方案2平均空隙率6.1%、渗水值平均值114ml/min;方案3现场平均空隙率5.4%、渗水值平均值90ml/min。方案3平均压实度较方案2可以提高0.7%,渗水值也明显小于方案2。
4结语通过以上试验研究表明：AC-25C型粗级配(普通)沥青混凝土配合比级配依据JTGF40-2004《公路沥青路面施工技术规范》表5.3.2-2设计时，用S型级配4.75mm筛孔以上较大筛孔通过率偏上限2%～3%个点。4.75mm和2.36mm筛孔偏下限3%～5%个点，0.075mm通率4.5%～5.0%,油石比4.0%。通过室内检测各项指标均能满足沥青路面施工技术规范要求。通过方案1和方案2试验段施工在同段面不同位置取样，对级配、油石比和现场空隙率检测结果比较，用AC-25C型B级配施工，现场级配的离散性优于A级配。
通过方案2和方案3试验段施工，对现场空隙率和渗水值进行检测结果比较，在AC-25C粗级配沥青路面低温施工，除了严格控制混合料出场温度、摊铺温度、碾压温度、碾压遍数及碾压时间外，压路机的碾压组合也很关键。相同施工条件下胶轮压路机紧跟摊铺机进行初压及复压的优点是不需要洒水，这对低温施工时保证沥青混合料高温碾压是有利的，胶轮压路机先初复压相对于双钢轮压路先洒水初复压可以增加沥青混合料密实度约0.5%～1.0%。
本次对A和B两种级配的试验研究，因现场工地试验室不具备沥青混合料低温弯曲试验检测条件，所以没有做对比试验。在配合比设计选定B级配后，经对沥青混合料外委低温弯曲试验结果，符合《公路沥青路面施工技术规范》要求。
通过三次试验段和相关参数比较分析，确定方案3施工可以作为AC-25C粗型级配(普通)沥青混合料下面层低温施工质量控制依据。在高温季节施工时，结合现场实际情况和检测参数可以对碾压方式做进一步优化，以确保沥青路面施工质量控制效果更佳。
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[2]交通部公路科学研究院.公路工程质量检验评定标准：JTGF80/1—2017[S].北京：人民交通出版社，2018.
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