排水性瀝青路面施工技術(shù)及質(zhì)量檢測(cè)

■卜小娟，賀 強(qiáng)，楊曉強(qiáng)，寇含強(qiáng)

■1．四川省遂寧市交通運(yùn)輸局公路管理局，四川 遂寧 629000;2．四川省遂寧市交通運(yùn)輸局工程質(zhì)量監(jiān)督處，四川 遂寧629000;3．交通運(yùn)輸部公路科學(xué)研究院，北京 100088

排水性瀝青路面具有顯著的排水和降噪能力，是一種新型的功能性路面。上世紀(jì)90年代初，歐洲等發(fā)達(dá)國(guó)家開始大規(guī)模應(yīng)用排水性瀝青路面磨耗層［1］。我國(guó)在上世紀(jì)80年代末也開始了排水性瀝青路面的研究，直到2004年左右才建設(shè)了大規(guī)模的排水瀝青路面驗(yàn)證工程，確定排水性瀝青路面的耐久性和功能滿足我國(guó)重載高溫氣候條件［2］。此后，各省紛紛小規(guī)模應(yīng)用趨勢(shì)，逐漸完善了材料參數(shù)、施工工藝、驗(yàn)收評(píng)價(jià)等綜合技術(shù)體系［3］。對(duì)于排水性瀝青混合料作為高等級(jí)公路的罩面，其工程應(yīng)用和研究還較少。本文以鹽靖高速公路大修工程為依托，采用4cm瀝青混合料作為路面罩面，對(duì)其具體施工技術(shù)和施工質(zhì)量進(jìn)行分析，從而完善排水性瀝青路面在道路維修中的應(yīng)用技術(shù)，指導(dǎo)類似工程的設(shè)計(jì)與施工。

1 原材料質(zhì)量控制

1．1 瀝青

為保證膠凝材料與集料的粘附性，排水性瀝青混合料通常采用高粘度改性瀝青［4］。目前，我國(guó)排水性瀝青混合料的用量還較少，高粘度改性瀝青大都采用在基質(zhì)瀝青中添加改性劑的方式制備，本工程采用北京中路高科生產(chǎn)的HVA高粘度添加劑與鎮(zhèn)江天諾生產(chǎn)的SBS改性瀝青進(jìn)行復(fù)合改性方案。為保證高粘度改性瀝青的質(zhì)量，需對(duì)成品SBS改性瀝青的針入度、軟化點(diǎn)、延度、老化后延度和溶解度等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試，測(cè)試結(jié)果表明天諾SBS改性瀝青各項(xiàng)指標(biāo)穩(wěn)定，無(wú)質(zhì)量隱患。對(duì)于高粘度改性瀝青，還應(yīng)對(duì)SBS改性瀝青布氏粘度和SBS改性瀝青與高粘添加劑改性后的高粘度瀝青動(dòng)力粘度進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)試結(jié)果表明高粘度改性瀝青的各項(xiàng)指標(biāo)符合技術(shù)指標(biāo)要求。

1．2 集料

良好的集料是保證排水性瀝青混合料高溫穩(wěn)定性和承載力的基礎(chǔ)，在排水性瀝青路面工程中應(yīng)嚴(yán)格控制集料的質(zhì)量。對(duì)于粗集料，必須對(duì)軟弱顆粒、雜石含量、壓碎值、針片狀和0．075mm顆粒含量等指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，本工程中要求軟弱顆粒不得大于1%，壓碎值及高溫壓碎值不得大于20%，粒徑大于9．5mm的針片狀含量不大于10%，粒徑小于9．5mm的針片狀含量不大于12%。細(xì)集料、礦粉、纖維等材料也需進(jìn)行規(guī)定指標(biāo)的檢測(cè)。

2 施工過程的質(zhì)量控制

2．1 準(zhǔn)備工作

對(duì)于瀝青路面罩面工程，在攤鋪排水性瀝青混合料前，必須做好原瀝青路面的銑刨和清潔工作。瀝青路面銑刨工作必須確保銑刨后路面的平整度滿足要求，清潔工作必須做好路面無(wú)碎石、浮灰等，實(shí)踐表明采用采用人工初步清掃+高壓氣體精掃的組合工藝可以提高清潔效率和清潔效果。本工程中原瀝青路面經(jīng)過銑刨和清潔后，可以滿足防水粘結(jié)層的要求。

為減少排水性瀝青混合料滲水對(duì)下層密級(jí)配瀝青混合料的影響，需在密級(jí)配瀝青路面頂部設(shè)置防水粘結(jié)層。采用70號(hào)A級(jí)瀝青摻加22%的橡膠粉膠體磨剪切工藝制備的橡膠瀝青能夠滿足工程防水粘結(jié)層的性能要求。

2．2 拌合

拌合工作是影響排水性瀝青混合料質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一，必須確保級(jí)配均勻、無(wú)花白料。瀝青混合料的拌合質(zhì)量主要通過原材料稱量、拌合溫度和拌合時(shí)間來(lái)控制［5］。本工程要求拌合站稱量系統(tǒng)與過磅之間誤差小于1%，工程統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，細(xì)集料的稱量誤差到達(dá)1．6%時(shí)，對(duì)排水性瀝青混合料空隙率的影響會(huì)達(dá)到2%～3%。在瀝青混合料拌合時(shí)，集料的加熱溫度必須控制在180℃ ～200℃，瀝青加熱溫度控制在160℃ ～165℃，瀝青混合料的拌和溫度控制在175℃ ～185℃。由于本工程中，為提高排水性量混合料的耐久性，在瀝青混合料拌制時(shí)，還添加了0．05%的聚酯纖維，采用機(jī)械打散吹送纖維的效果好于人工投放。拌合時(shí)間原采用干拌10s、投放瀝青和礦粉27s、拌合30s的方案，但在拌合過程中發(fā)現(xiàn)存在明顯的纖維聚集現(xiàn)象，經(jīng)過多次調(diào)整最終確定干拌15s、隨后瀝青投放5s后投放礦粉、礦粉投放完成后拌合35s的拌合工藝，可較好地解決纖維聚集的問題。

2．3 運(yùn)輸

通常拌合廠離工程現(xiàn)場(chǎng)均有一定的距離，而瀝青混合料的溫度在運(yùn)輸過程中會(huì)逐漸降低，運(yùn)距過長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致瀝青混合料溫度過低，影響路面的施工質(zhì)量。工程統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，排水瀝青路面混合料在4小時(shí)后運(yùn)到施工現(xiàn)場(chǎng)，會(huì)出現(xiàn)瀝青混合料結(jié)團(tuán)的現(xiàn)場(chǎng)，不僅影響排水性瀝青路面的局部排水能力，還可能造成路面產(chǎn)生不可預(yù)見性的病害。此外，瀝青路面罩面與下層瀝青混合料的粘結(jié)通常采用高粘度的乳化瀝青或熱瀝青，運(yùn)輸車到場(chǎng)后還需采用在運(yùn)輸車輪胎上人工噴灑隔離劑，減少運(yùn)輸車的粘輪問題。

2．4 攤鋪碾壓

排水性瀝青混合料的攤鋪碾壓與普通密級(jí)配瀝青混合料基本一致，但應(yīng)選用適合排水性瀝青路面施工特點(diǎn)的機(jī)械和施工工藝。本工程的施工實(shí)踐表明，排水性瀝青路面的壓實(shí)對(duì)操作手的操作技術(shù)要求很高，容易出現(xiàn)局部過壓和漏壓的問題，而且采用膠輪揉搓對(duì)排水瀝青路面紋理特征的改善明顯，工程施工中盡量采用膠輪壓路機(jī)復(fù)壓穩(wěn)固。此外，為了徹底解決兩攤鋪機(jī)接頭不平順問題，采用全幅大功率攤鋪機(jī)或一個(gè)攤鋪機(jī)攤鋪行車道和超車道的聯(lián)合攤鋪工藝可以有效提高路面的攤鋪質(zhì)量，而對(duì)于作為瀝青路面壓實(shí)重要環(huán)節(jié)的新舊道路接頭問題，通過在老路面墊帆布、碾壓時(shí)潤(rùn)濕帆布的方法可以有效改善新舊道路的拼接效果。

3 道路質(zhì)量評(píng)價(jià)分析

3．1 排水性瀝青混合料質(zhì)量的室內(nèi)試驗(yàn)評(píng)定

為確保排水性瀝青路面的施工質(zhì)量，在路面施工中，必須按照規(guī)定的檢測(cè)頻率對(duì)排水性瀝青混合料的礦料級(jí)配、瀝青用量、馬歇爾穩(wěn)定度、空隙率、動(dòng)穩(wěn)定度、飛散損失率等指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試，其中抽提試驗(yàn)確定的礦料級(jí)配有時(shí)會(huì)出現(xiàn)超限的問題，其他試驗(yàn)指標(biāo)代表性的測(cè)試結(jié)果見表1。

表1 排水性瀝青混合料室內(nèi)試驗(yàn)測(cè)試

由表1可知，排水性瀝青混合料的凍融劈裂強(qiáng)度殘留比達(dá)到90%以上，車轍試驗(yàn)的動(dòng)穩(wěn)定度達(dá)到10862次/mm，遠(yuǎn)超技術(shù)要求的5000次/mm，而飛散損失率在10%以下，浸水飛散損失率和凍融飛散損失率也在20%以下，所檢測(cè)的各項(xiàng)性能指標(biāo)均能滿足工程施工技術(shù)要求，表明該工程排水性瀝青混合料具有良好的水穩(wěn)定性、高溫穩(wěn)定性和抗飛散性能。

3．2 排水性瀝青路面質(zhì)量的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)評(píng)定

排水性瀝青路面最突出的優(yōu)點(diǎn)是排水性能好、抗滑能力強(qiáng)，通常采用路面滲水儀來(lái)測(cè)定滲水系數(shù)，采用擺式摩擦儀測(cè)定靜態(tài)摩擦系數(shù)，采用動(dòng)態(tài)摩擦系數(shù)測(cè)試儀測(cè)定動(dòng)態(tài)摩擦系數(shù)，采用專用縱向制動(dòng)系數(shù)測(cè)試車測(cè)定縱向制動(dòng)系數(shù)。壓實(shí)度是評(píng)定瀝青混合料壓實(shí)質(zhì)量的重要指標(biāo)，同時(shí)也是空隙率控制的重要指標(biāo)，路面綜合模量和彎沉是瀝青路面強(qiáng)度的重要指標(biāo)，縱向制動(dòng)系數(shù)是評(píng)價(jià)瀝青路面綜合抗滑性能的重要指標(biāo)。本工程中，對(duì)排水瀝青路面平均每300m進(jìn)行取芯取樣，測(cè)試瀝青混合料的壓實(shí)度、空隙率和厚度等指標(biāo)，滲水系數(shù)平均每170m檢測(cè)1點(diǎn)，擺式摩擦系數(shù)平均每220m檢測(cè)1點(diǎn)，動(dòng)態(tài)摩擦系數(shù)平均每400m檢測(cè)1點(diǎn)，路面綜合模量平均每400m檢測(cè)1點(diǎn)，路面彎沉每車道每50m檢測(cè)1點(diǎn)，縱向制動(dòng)系數(shù)由測(cè)試系統(tǒng)自動(dòng)采集，每50m作為一個(gè)檢測(cè)段。此外，針對(duì)常規(guī)熱熔標(biāo)線容易出現(xiàn)的裂問題，本工程中采用了排水瀝青路面專用透水標(biāo)線，有效解決了熱熔標(biāo)線堵塞路面空隙的問題，而且避免車輛在經(jīng)過熱熔標(biāo)線時(shí)的打滑問題。路面現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)的各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)代表性的測(cè)試結(jié)果見表2。

表2 排水性瀝青混合料現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)測(cè)試

由表2可知，排水性瀝青路面的壓實(shí)度基本在98%左右，空隙率在20．5左右，滲水系數(shù)在7000ml/min左右，擺式摩擦系數(shù)為66，遠(yuǎn)大于原密級(jí)配瀝青路面測(cè)試值52，路面綜合模量達(dá)到4000MPa，約為原路面的2倍，路面彎沉達(dá)到7．0，遠(yuǎn)小于原密級(jí)配瀝青路面測(cè)試值28，縱向制動(dòng)系數(shù)為0．88，約為原密級(jí)配瀝青路面的1．5倍。因此，排水性瀝青路面的各項(xiàng)性能指標(biāo)均能滿足技術(shù)規(guī)范的要求，工程施工質(zhì)量較好。

4 結(jié)論

相比原密級(jí)配瀝青路面，排水性瀝青路面具有排水性能好、降噪效果好、抗滑性能好、高溫穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。為保證排水性瀝青路面的施工質(zhì)量，必須選用優(yōu)良的原材料，同時(shí)提高路面的施工工藝，并對(duì)工程施工中涉及到的相關(guān)問題進(jìn)行深入分析與研究，采取合理的技術(shù)措施，從而確保排水性瀝青路面工程施工的質(zhì)量，延長(zhǎng)路面的使用壽命。

［1］馮韜．淺析OGFC開級(jí)配排水路面及其運(yùn)用前景［J］．城市道橋與防洪，2012(5):62-63．

［2］周長(zhǎng)學(xué)．排水性瀝青路面在道路工程中的應(yīng)用［J］．交通世界(建養(yǎng)機(jī)械)，2012(9):257-259．

［3］王明飛．排水性瀝青路面設(shè)計(jì)與施工［J］．公路與汽運(yùn)，2011(1):93-95．

［4］王仕峰，馬慶豐，李劍新．排水路面用高粘度改性瀝青的研究與應(yīng)用進(jìn)展［J］．石油瀝青，2012，26(1):1-7．

［5］馬德林，劉俊龍，馬海衛(wèi)．排水性瀝青混合料(OGFC-13)生產(chǎn)質(zhì)量控制［J］．公路，2009(6):75-78．