半剛性基層瀝青路面綜合抗裂技術(shù)分析

張 文 義

(山西晉城路橋建設有限公司，山西 晉城 048000)

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半剛性基層瀝青路面綜合抗裂技術(shù)分析

張 文 義

(山西晉城路橋建設有限公司，山西 晉城 048000)

介紹了半剛性基層瀝青路面連續(xù)施工原理及抗裂技術(shù)類型，從水泥穩(wěn)定碎石基層材料拌和、混合料運輸、攤鋪、碾壓等方面，闡述了某工程半剛性基層瀝青路面連續(xù)施工技術(shù)，并對施工路段進行了檢測，結(jié)果表明該技術(shù)提高了道路結(jié)構(gòu)質(zhì)量，縮短了工期，降低了施工成本。

瀝青路面，抗裂技術(shù)，混合料，壓實度

在我國高速公路的施工中，半剛性基層瀝青路面施工經(jīng)常被運用到，半剛性基層瀝青路面不僅能夠很好的滿足荷載與運行的需求，同時在路面性能、防滑水平、路面摩擦與駕駛保護上也比其他類型路面更有優(yōu)勢，但由于受到外在自然因素與荷載的影響，在一定周期后路面會出現(xiàn)裂縫等問題，為提高半剛性基層瀝青路面的抗裂性，筆者結(jié)合工作經(jīng)驗對綜合抗裂技術(shù)的應用及效果進行了研究。

1 半剛性基層瀝青路面連續(xù)施工原理及綜合抗裂技術(shù)類型

1.1 半剛性基層瀝青路面連續(xù)施工原理

半剛性基層瀝青路面連續(xù)施工工藝見圖1。

和傳統(tǒng)施工工藝相比，連續(xù)施工中將抗裂縫劑加入到了基層混合料中，這大大改善了半剛性材料力學性能，同時也可延長基層混合料的凝結(jié)時間，在碾壓施工結(jié)束之后要立即進行面層的施工，等到基層混合料終凝之前要進行瀝青面層的施工鋪筑。瀝青面層骨料經(jīng)過振動與碾壓，會嵌入到初凝的基層當中，通過這種基層和面層之間的嵌鎖，接觸的表面也有效的交錯，這大大增加了層間的摩阻力，因此可免去澆灑透層油，以及一周的灑水養(yǎng)護。連續(xù)施工不僅使施工工期大幅度的減少，同時也降低了施工成本，讓傳統(tǒng)路面施工中存在的污染等問題得到有效的解決。

1.2 綜合抗裂技術(shù)類型

1)瀝青面層抗裂技術(shù)。一是加大瀝青層面厚度。半剛性基層瀝青路面裂縫的產(chǎn)生與瀝青層太薄有關(guān)，以至于無法滿足車輛荷載與抗壓要求，瀝青層厚度要合理，讓面層的應力得到科學的分布，讓瀝青層面的性能得到提升，并讓底層應力大大減少，讓瀝青層爆裂壓力得到有效的緩解。工程實踐中發(fā)現(xiàn)，瀝青面層厚度達到20 cm時，路面產(chǎn)生的裂縫會大大地減少，但是此項措施將加大資金的投入。二是利用相應的技術(shù)提高路面的抗裂性能，主要采取的措施包括材料的選用與配比、材料加工等，可歸納為以下幾個方面：使用改性瀝青提高混合材料的韌性；對瀝青材料配比進行改進優(yōu)化，選用科學的配比級別提高瀝青層面的綜合抗裂性能；利用加筋原理，適當?shù)募尤胩砑觿?/p>

2)基層抗裂技術(shù)。一是利用低劑量骨架嵌擠水穩(wěn)碎石。為了提高路面的抗干縮與抗溫縮能力，需要對傳統(tǒng)水穩(wěn)碎石降低水泥用量，水泥用量減少后，水穩(wěn)碎石不良化學反應也將得到更好的控制，同時也更有利于對材料降溫、水分含量的控制。將水穩(wěn)碎石設計為骨架并嵌入到結(jié)構(gòu)當中，能夠讓骨料之間的摩擦力大大減少，進而補充因水泥用量減少造成的強度下降與模量的消耗。二是采用柔性基層，由于柔性基層有著強大的柔性和變形力，因此對應力有著有效的消散作用，同時對應力集中問題起到緩解作用。但是現(xiàn)階段實際進行的柔性基層施工還比較少，這主要還受到工程資金投入與路面標高的影響。

此外，還有界面層抗裂技術(shù)。主要包括應力吸收層鋪設、玻璃纖維格柵鋪設與土工織物鋪設。應力吸收層能夠改善應力集中問題，并且資金投入不高，具有良好的抗裂性能。玻璃纖維格柵具有良好的耐腐蝕、抗壓，耐高溫能力，可與瀝青材料進行很好的融合，是半剛性基層瀝青路面施工的一項重要技術(shù)，鋪設后本層面的瀝青底部拉應力明顯緩解，進而減少裂縫的產(chǎn)生。土工織物則能夠與多種材料很好融合，具有良好的耐撕性、延展性，可緩解應力集中問題，并且具有良好的保溫隔熱性能，可減少基礎溫度劇烈變化和水平移位。

2 半剛性基層瀝青路面連續(xù)施工路段應用分析

2.1 工程概況

本路段全長107.41 km，雙向六車道，路基寬度為33.5 m，路面合同段3個，L1合同段里程47.48 km，主線路路面結(jié)構(gòu)具體為：1)厚級配碎石底基層，層厚20 cm+水泥穩(wěn)定碎石下基層，層厚35 cm+中粒式瀝青混凝土下面層，層厚6 cm+中粒式瀝青混凝土上面層，層厚5 cm。2)對填土高度不足2.5 m的填方、挖方路段采用碎石墊層，碎石為15 cm的未過篩材料。3)橋面鋪裝結(jié)構(gòu)層則采用的是中粒式瀝青混凝土下面層，層厚6 cm+中粒式瀝青混凝土上面層，層厚5 cm。4)互通的立交橋匝道、服務區(qū)、停車區(qū)等路面均采用水泥混凝土鋪筑。

瀝青混凝土使用量共計30.8萬m3，級配碎石底基層與墊層使用47.0萬m3，水泥穩(wěn)定碎石基層使用53萬m3，水泥混凝土路面使用9.6萬m3。

選擇樁號K60+000～K60+300為試驗路段，對試驗路段分為兩段進行施工對比，路面結(jié)構(gòu)相同，對K60+000～K60+100段采用瀝青路面?zhèn)鹘y(tǒng)施工工藝施工，K60+100～K60+300段采用水泥穩(wěn)定碎石基層材料拌和添加6%道路抗裂縫劑，實施基層+面層連續(xù)施工工藝。

2.2 連續(xù)施工工藝

1)水泥穩(wěn)定碎石基層材料拌和。a.控制水量：在高溫環(huán)境下作業(yè)，早晨、夜晚和中午的含水量有較大的區(qū)別，施工人員必須引起注意并對溫度的變化進行及時調(diào)整。b.控制水泥含量：在施工中要對水泥含量按照實驗配比進行控制，在施工中每日都是用EDTA滴定法對水泥含量進行測定，并進行合理的調(diào)整，確保滿足施工要求。c.在拌和站現(xiàn)場建立起檢測組，一旦發(fā)現(xiàn)水泥含量發(fā)生變化，需要立即通報給拌和控制室，對水泥與水用量進行調(diào)整。d.對混合料拌和均勻。

2)基層混合料運輸及攤鋪。按照實驗路、拌和站距離連續(xù)用料供應。采用攤鋪機進行攤鋪，根據(jù)工程經(jīng)驗與實驗室結(jié)果確定松浦系數(shù)，攤鋪至3 m～6 m時檢測標高與橫向坡度，當發(fā)現(xiàn)檢測結(jié)果存在異常，不符合施工要求時，需要即刻調(diào)整相應的橫坡、平板高度，直到符合要求。在攤鋪的進行中要確保一直是直線進行的，攤鋪速度要緩慢，且均勻不斷。

3)基層混合料的碾壓施工。碾壓方式依次為靜壓、小振、大振、小振、靜壓，相應的碾壓次數(shù)為1遍、1遍、2遍、1遍、1遍。通過碾壓施工后，要檢查壓實度。碾壓段落必須要保證有分明的層次，并設置好分界標志。碾壓的過程當中，輪寬要保持50%的重疊，均勻碾壓。碾壓施工中為了避免水泥初凝時間造成的影響，水泥拌和、碾壓都需要在初凝時間內(nèi)完成，并嚴格落實壓實度，滿足施工要求，輪跡也要避免明顯。壓實度須在碾壓過程中快速的檢測，將基層壓實度保持在94%以上。

4)瀝青面層的攤鋪和碾壓。在實施瀝青面層的攤鋪施工之前，要將熨平板預熱充分，減少熨平板和混合料之間的溫度差異，避免發(fā)生冷粘現(xiàn)象，防止出現(xiàn)裂紋、拉鉤。預熱時間設置為30 min左右，保證溫度在135 ℃以上。當外界溫度比較低時可適當延長預熱時間，面層攤鋪要連續(xù)，保證均勻。

瀝青面層施工碾壓分為初壓、復壓、終壓3個階段，第一階段為穩(wěn)壓階段，混合料溫度應保證不小于165 ℃。第二階段為實壓階段，碾壓需要達到規(guī)定壓實度，復壓溫度應不小于130 ℃，初壓完成后緊接著實施復壓，采用振動壓路機與輪胎壓路機組合碾壓，碾壓次數(shù)根據(jù)試驗段鋪筑的碾壓遍數(shù)來確定，通常應在8遍以上。第三階段為終壓，目的在于消除面層缺陷，保證面層平整度良好。采用膠輪碾壓機對鋼輪碾壓機碾壓產(chǎn)生的裂縫進行收面處理，碾壓在較高溫度下進行，結(jié)束時溫度也要保持在110 ℃以上。

3 施工路段檢測

施工結(jié)束后在第3天，第5天，第7天分別鉆芯取樣檢測基層含水量、壓實度、平整度、構(gòu)造深度等性能指標，判斷是否滿足相關(guān)規(guī)范要求。1)基層含水量檢測：連續(xù)施工各個樁號基層含水量變化并不十分明顯，均在最佳含水量上下，浮動范圍不超過1%，檢測發(fā)現(xiàn)第7天含水量達到最佳，有良好養(yǎng)護環(huán)境。而傳統(tǒng)施工路段在基層攤鋪后進行7 d的灑水養(yǎng)護，出現(xiàn)基層材料濕度的變化，路表水分蒸發(fā)迅速，在較大收縮應力下路面容易出現(xiàn)收縮裂縫。通過連續(xù)施工，在基層攤鋪后立即攤鋪瀝青面層，有效地隔開了基層與外部環(huán)境，這大大減少了外界環(huán)境變化造成的基層水分變化，減少基層干縮裂縫發(fā)生。2)壓實度檢測：經(jīng)檢測，基層碾壓壓實度達到94%～96%再進行面層攤鋪碾壓，使得基層壓實度達到98%以上，達到規(guī)范要求，這表明基層連續(xù)施工具有可行性。3)基層與面層粘結(jié)強度：層間抗剪強度達到0.81 MPa，比常規(guī)施工層間抗剪強度增加39.7%，表明連續(xù)施工可明顯提高層間抗剪強度，避免裂縫產(chǎn)生。4)拉拔試驗強度達到0.06 MPa。連續(xù)施工技術(shù)屬于新興施工方法，相較于傳統(tǒng)施工方法可顯著提高道路的結(jié)構(gòu)質(zhì)量，防止裂縫的產(chǎn)生，縮短工期，減少施工成本，可獲得顯著的經(jīng)濟效益。

[1] 李峻西.解析半剛性基層瀝青路面綜合抗裂技術(shù)[J].四川建材,2015(6):134-135.

[2] 鄭 義.半剛性基層瀝青路面抗裂措施長期性能觀測研究[J].公路工程,2014(6):234-238.

[3] 鐘世清,覃 勉.瀝青路面綜合抗裂技術(shù)淺析[J].浙江建筑,2011(9):44-46.

Analysis on comprehensive anti-cracking techniques of asphalt pavement with semi-rigid base

Zhang Wenyi

(ShanxiJinchengHighwayBridgeConstructionCo.,Ltd,Jincheng048000,China)

The thesis introduces continuous construction principles and anti-cracking techniques types of asphalt pavement with semi-rigid base, describes continuous construction technologies of asphalt pavement with semi-rigid base from aspects of cement stabilized gravel base material mixing, mixture transportation, paving and rolling, and makes a detection of the construction section. Results show that: the above-mentioned technology improves the road structure quality, shortens construction duration, and reduces construction cost.

asphalt pavement, anti-cracking technique, mixture, compaction degree

1009-6825(2016)31-0171-03

2016-08-21

張文義(1963- )，男，工程師

U416.217

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