瀝青路面層雙層攤鋪技術(shù)試驗(yàn)分析

文/新疆路橋建設(shè)集團(tuán)有限公司 劉健

目前，國(guó)內(nèi)外的研究人員已對(duì)雙層攤鋪技術(shù)的攤鋪機(jī)械、層間效果、等效厚度、瀝青混合料溫度變化等展開研究。本文就高等級(jí)公路修筑工程中采用的雙層攤鋪路面層技術(shù)，與傳統(tǒng)的攤鋪路面層技術(shù)進(jìn)行了對(duì)比分析。分析數(shù)據(jù)顯示：雙層攤鋪瀝青路面面層的方法在路面長(zhǎng)期穩(wěn)定性方面，較傳統(tǒng)攤鋪方法有明顯的提升。

工程概況

高速公路工程概況

陜西省境內(nèi)的A高速公路試驗(yàn)區(qū)段，采用了雙層攤鋪的路面層施工技術(shù)，B高速公路試驗(yàn)區(qū)段采用的為傳統(tǒng)攤鋪技術(shù)，兩試驗(yàn)段長(zhǎng)度均為2km。兩區(qū)段直線距離約為152km，均為黃土路基，路基下部10m范圍內(nèi)的土層均為粉質(zhì)黏土，無(wú)濕陷性。A、B兩段的各項(xiàng)工程地質(zhì)概況等指標(biāo)如表1所示。

表1 工程地質(zhì)概況指標(biāo)

從表1中可以看出，為了更好地進(jìn)行路面層施工后的數(shù)據(jù)對(duì)比，此次選擇的兩區(qū)段高速公路盡量保證了所在區(qū)域水文地質(zhì)環(huán)境的相似性、路基土承載能力的相似性、兩路面層等效厚度的接近。這樣，在進(jìn)行后期采集數(shù)據(jù)的對(duì)比分析時(shí)更具有說(shuō)服力。

路面層攤鋪施工方案概況

兩區(qū)段路面層施工方案，分別采用雙層攤鋪施工工藝和逐層攤鋪逐層壓實(shí)的施工工藝，施工方案對(duì)比如表2所示。

表2 兩區(qū)段路面層施工方案對(duì)比表

瀝青混合料路面層取樣室內(nèi)試驗(yàn)研究

試驗(yàn)方案與結(jié)果統(tǒng)計(jì)

在兩區(qū)段攤鋪施工完成并完全壓實(shí)、冷卻后，對(duì)路面層進(jìn)行取芯，每個(gè)區(qū)段每公里取點(diǎn)3個(gè)共12個(gè)試塊，分別標(biāo)號(hào)A-1、A-2、A-3、A-4、A-5、A-6和B-1、B-2、B-3、B-4、B-5、B-6，進(jìn)行室內(nèi)層間剪切拉拔試驗(yàn)，測(cè)定試塊的抗剪強(qiáng)度，試驗(yàn)結(jié)果如表3所示。

表3 試塊抗剪強(qiáng)度統(tǒng)計(jì)表

試驗(yàn)結(jié)果顯示，采用雙層攤鋪技術(shù)施工的路面層材料，其整體層間抗剪切強(qiáng)度的平均值為0.88MPa，而采用傳統(tǒng)的逐層攤鋪，即一層壓實(shí)冷卻完成后再進(jìn)行上層的瀝青混合料攤鋪的方法，得到的路面層材料的層間抗剪強(qiáng)度平均值為0.58MPa。采用雙層攤鋪技術(shù)施工的路面層，整體抗剪強(qiáng)度值比傳統(tǒng)路面層施工提高了51.72%。

后期跟蹤觀測(cè)

前文通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)的方法，測(cè)定了兩種攤鋪施工工藝抗剪強(qiáng)度的大小，對(duì)路面層的穩(wěn)定性等其他性能的判定不能僅僅依靠所取試件的抗剪強(qiáng)度值而確定。為了更好地研究雙層攤鋪技術(shù)與傳統(tǒng)攤鋪技術(shù)，此次研究對(duì)兩區(qū)段進(jìn)行了后期跟蹤觀測(cè)，觀測(cè)內(nèi)容包括：路面表面裂縫產(chǎn)生情況；路面凹陷、凸起產(chǎn)生情況；降水過(guò)后路面局部積水情況。利用這三個(gè)方面的觀測(cè)結(jié)果，來(lái)評(píng)價(jià)路面層的長(zhǎng)期穩(wěn)定性能高低。

路面表面裂縫觀測(cè)

兩區(qū)段修筑完成通車后，觀測(cè)路面表面裂縫，并測(cè)量裂縫的寬度、長(zhǎng)度等指標(biāo)，觀測(cè)時(shí)間間隔為3個(gè)月，觀測(cè)結(jié)果如表4所示。

表4 路面表面裂縫觀測(cè)統(tǒng)計(jì)表

經(jīng)觀測(cè)，采用雙層攤鋪技術(shù)的高速公路面層首個(gè)裂縫產(chǎn)生的時(shí)間要長(zhǎng)于采用傳統(tǒng)攤鋪施工的高速公路；另外，從數(shù)據(jù)的增長(zhǎng)趨勢(shì)上看，采用雙層攤鋪技術(shù)的路面層裂縫數(shù)量的增長(zhǎng)更為緩慢。

路面表面凹陷、凸起觀測(cè)

兩區(qū)段修筑完成通車后，對(duì)路面表面明顯的凹陷、凸起情況觀測(cè)，用鋼尺測(cè)量凸起、凹陷范圍的直徑以及凸起高度或下陷深度，觀測(cè)的時(shí)間間隔為6個(gè)月，觀測(cè)結(jié)果如表5所示。由表5可知，采用雙層攤鋪技術(shù)施工的路面層在36個(gè)月內(nèi)基本無(wú)明顯凸起或凹陷的情況，而采用傳統(tǒng)攤鋪技術(shù)使用的路面層在24個(gè)月左右時(shí)，開始出現(xiàn)了較為明顯的凹陷或凸起的現(xiàn)象。

表5 路面凹陷、凸起情況匯總表

降水過(guò)后路面局部積水區(qū)域觀測(cè)

兩區(qū)段修筑完成通車后，對(duì)達(dá)到年平均降雨水平后的路面表面積水情況做了跟蹤測(cè)量，發(fā)現(xiàn)A區(qū)段開始出現(xiàn)局部區(qū)域路面積水現(xiàn)象的時(shí)間為竣工后約28個(gè)月，而B試驗(yàn)區(qū)段為竣工后約19個(gè)月。兩區(qū)段的路面積水區(qū)域均在靠外的車道處，路面表面出現(xiàn)局部積水現(xiàn)象時(shí)，說(shuō)明該區(qū)域路面表面平整度降低，導(dǎo)致路面的水不能及時(shí)完全排出，增大了路面水滲入路面層下部的概率，加快了路面的磨耗。

雙層攤鋪技術(shù)在應(yīng)用中的不足

雙層攤鋪技術(shù)的應(yīng)用大大提高了路面層的綜合穩(wěn)定性，但這種工藝在實(shí)際施工時(shí)仍有一定的不足。由于雙層連續(xù)攤鋪，攤鋪的厚度一般較大，攤鋪的瀝青混合料邊緣易出現(xiàn)較高的臨空面。為了保證邊緣處壓實(shí)度要求，就不得不適當(dāng)增加攤鋪的混合料寬度，增加的這部分混合料經(jīng)壓實(shí)后再切邊處理，由機(jī)械切去超過(guò)路面設(shè)計(jì)寬度部分，這就造成了大量瀝青混合料的浪費(fèi)。切割掉的瀝青混合料顆粒間已經(jīng)形成了嵌擠，而且這部分瀝青混合料被切割剝離后，原有溫度喪失較快，已經(jīng)無(wú)法快速有效地回收利用，無(wú)形中增加了瀝青混合料的使用量，增加了修筑成本。