高速公路長大縱坡瀝青路面養(yǎng)護技術(shù)實踐與探索

趙建強

摘要： 高速公路中長大縱坡路段瀝青路面質(zhì)量，不僅影響公路的通行能力，同時也是事故頻發(fā)的主要原因。結(jié)合具體項目從材料、配合比及路面結(jié)構(gòu)等方面闡述了長大縱坡路段瀝青路面養(yǎng)護技術(shù)，有效保證瀝青路面的高溫抗車轍與低溫防開裂能力。

Abstract： The quality of the asphalt pavement in the large longitudinal section of the expressway is not only affecting the capacity of the highway， but also the main reason for frequent accidents. Based on specific projects， the asphalt pavement maintenance technology for large longitudinal slope sections was elaborated from the aspects of materials， mix ratio and road surface structure， which effectively guaranteed the high-temperature anti-rutting and low-temperature anti-cracking ability of asphalt pavements.

關(guān)鍵詞： 高速公路；長大縱坡；瀝青路面；養(yǎng)護技術(shù)

Key words： expressway；large longitudinal slope；asphalt pavement；maintenance technology

中圖分類號：U416.217 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2018）21-0130-03

0 引言

我國現(xiàn)代高速公路的特點主要表現(xiàn)為：交通密度大、軸載重、荷載作用連續(xù)，且高速和渠化，造成瀝青路面高溫車轍、低溫開裂、抗滑性衰減加速，路面的使用年限縮短。長大縱坡是山區(qū)公路常見的設(shè)計縱坡形式，由于縱坡大、坡段長、車輛多、荷載重、持續(xù)時間長，對瀝青路面高溫抗車轍、低溫防開裂，具有安全的抗滑性能提出更高的要求。高速公路瀝青路面施工過程中，對于長大縱坡路段施工，應(yīng)加強質(zhì)量控制，以保證車輛安全及路用壽命。

1 工程概況

湘潭至邵陽高速公路（以下簡稱潭邵高速）是G60滬昆國家高速公路的重要組成部分，于2002年底建成通車后，全線平均日交通折算數(shù)量達到3.75萬輛，湘潭段高達4.68萬輛，且車輛超限超載普遍，湘潭至邵陽高速公路路面破損點多，嚴重影響通行能力，K1054+400～K1134+060段縱坡大于2.5%屬于典型的長大縱坡設(shè)計，路面車轍、開裂嚴重已成為潭邵高速近年來事故頻發(fā)路段。

2 路況調(diào)查與分析

2.1 路況調(diào)查

2015年1月，湖南省高速公路管理局組織對潭邵高速公路路況進行調(diào)研統(tǒng)計，湘潭段瀝青路面（K1054+400～K1056+430和K1100+425～K1134+060）路面狀況PCI和RDI檢測結(jié)果見表2。

從調(diào)查可以看出，該路段破損點多，破損程度比較明顯，車轍病害已影響行車。其中K1129+450左幅路段為長上坡，該路段車轍呈“W”型，瀝青混合料推擠嚴重，路肩和行車道交接部位高差達4cm。

2.2 病害原因分析

2.2.1 縱向裂縫

大多數(shù)縱向裂縫走向與道路行車方向一致，一般發(fā)生在行、超車道輪跡帶上或附近，部分路段裂縫較長，大部分縱向裂縫存在支縫，有的裂縫邊緣碎裂嚴重，部分縱縫伴有坑槽修補、沉陷、橫縫交錯的情況。鉆取基層的芯樣大部分層間粘結(jié)較好，而僅面層開裂的芯樣層間基本斷開、結(jié)合不良，疲勞破壞是潭邵高速公路湘潭段瀝青路面縱向裂縫產(chǎn)生的主要原因，在大交通量重復(fù)作用下，加之路面結(jié)構(gòu)強度偏低，就會在經(jīng)常承受荷載的路面輪跡帶處首先產(chǎn)生多條平行的小縱縫，逐漸發(fā)展為龜裂或縫壁碎裂嚴重的縱縫，縱縫滲水進一步加劇了縱縫的發(fā)展。

2.2.2 橫向裂縫

橫向裂縫普遍存在，部分裂縫貫通半幅路面，部分橫縫帶有大量支縫，且縫邊緣剝落嚴重，并在輪跡帶位置存在較嚴重沉陷現(xiàn)象，行車道的橫向裂縫多于超車道。大部分芯樣由基層開裂發(fā)展至面層或面層表面，少部分基層未開裂、僅面層開裂。因此，基層反射裂縫是潭邵高速公路瀝青路面橫向裂縫產(chǎn)生的主要原因，行車道的橫向裂縫多于超車道，主要原因行車道重載車較多。特別是K1100+425～K1126+000段AK-13上面層使用了抗裂性能較差的寬域瀝青，裂縫多，PCI以“次”、“差”為主。

2.2.3 車轍

潭邵高速公路湘潭段車轍病害不是很普遍，但部分車轍深度較大，重度車轍主要集中在上坡路段，長大上坡路段經(jīng)銑刨加鋪后又出現(xiàn)車轍，其他路段局部存在中度車轍。長大上坡路段主要是重載車速度慢，瀝青層高溫穩(wěn)定性不足所致的失穩(wěn)型車轍，輪跡帶下凹、兩側(cè)隆起，未使用改性瀝青、面層礦料級配偏細以及交通量大是潭邵高速公路車轍的主要原因。

3 長大縱坡路段瀝青路面養(yǎng)護技術(shù)

根據(jù)潭邵項目瀝青路面的結(jié)構(gòu)強度、路面破損狀況指數(shù)PCI和現(xiàn)場踏勘情況，湘潭段的舊瀝青路面采用“病害綜合處治法”、“廠拌熱再生法”、“廠拌冷再生法”三種處治方法。病害綜合處治法用于原路面承載能力較好，彎沉小于25（0.01mm），表面病害較少，PCI評價為“中及以上”路段；廠拌熱再生法用于原路面承載力較好，彎沉介于25-30（0.01mm）之間，確認基層較完整，病害主要存在與瀝青表層及中面層的路段；或彎沉小于25（0.01mm），但表面病害較多，PCI評價為“次”、“差”的路段，特別是寬域瀝青（K1100+500～K1126+000）路段；廠拌冷再生法用于原路面承載能力差，彎沉大于等于30（0.01mm），表面病害較多、特別是基層有損壞或強度不足的路段；或彎沉介于25～30（0.01mm）之間，PCI為“差、次”，基層確認有破損松散的路段。

3.1 原路面結(jié)構(gòu)

①K1054+400～K1056+430路段原路面結(jié)構(gòu)為：4cm厚SBS改性瀝青AK-13A上面層+6cm厚AH-70瀝青AC-20Ⅰ中面層+7cm厚AH-70瀝青AC-25Ⅰ下面層+1cm稀漿封層+20cm水泥穩(wěn)定碎石基層+36cm水泥穩(wěn)定砂礫底基層，總厚度74cm。

②K1100+425～K1134+060路段原路面結(jié)構(gòu)為：4cm厚AH-70瀝青或?qū)捰驗r青AK-13A上面層+5.5cm厚AH-70瀝青AC-20Ⅰ中面層+5.5cm厚AH-70瀝青AC-20Ⅰ下面層+1cm瀝青單層表處或稀漿封層+34cm5%水泥穩(wěn)定碎石基層+20cm4%水泥穩(wěn)定碎石底基層，總厚度70cm。

3.2 瀝青路面養(yǎng)護方案

針對潭邵高速公路的實際路況，結(jié)合潭邵高速公路路面大修的檢測資料，舊瀝青路段擬定3種大修改造方案，體現(xiàn)分段設(shè)計、分類處理、分期實施、合理決策的“三分一合”設(shè)計與維修理念。（表3）

3.3 養(yǎng)護方案的特點

新的瀝青路面加鋪層的特點，主要通過原材料選擇、配合比優(yōu)化、合理結(jié)構(gòu)組成等方面進行了改善，有效保障潭邵高速公路的維修質(zhì)量。

3.3.1 原材料的改變

AH-70瀝青或?qū)捰驗r青全部改為改性瀝青，保證瀝青路面高溫不推不易產(chǎn)生車轍、低溫不裂不易形成各種裂縫、延長路面使用年限，同時改性瀝青流變性能提高有效改善瀝青與集料的粘附性，改變了鉆芯取樣中發(fā)現(xiàn)的結(jié)構(gòu)層粘結(jié)好但面層松散的情況，提高瀝青混合料的整體作用效果。粗集料SMA中選擇堿性玄武巖、其他選擇石灰?guī)r碎石增強集料與瀝青的粘附。

3.3.2 配合比優(yōu)化

原上面層AK-13A與養(yǎng)護SMA-13都可為作為路面抗滑層，但SMA“三多一少”的集料特點，能有效提高結(jié)構(gòu)強度。原路面中面層與下面層主要為AC-20Ⅰ或AC-25Ⅰ，混合料中集料粒徑遞減系數(shù)較小，受力粗料相對較少，無明顯受力骨架，整體承載能力較低，養(yǎng)護中采用AC-20C作為中面層或下面層，即粗型密集配中粒式瀝青混凝土，粗集料大顆粒含量相對增多，整體強度與抗車轍能力得到有效改善。同時長大縱坡路段中面層摻入玄武巖纖維，提高了瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性，增加了混合料低溫抗拉強度，有效改善路面抗車轍能力與抗低溫開裂能力。

3.3.3 合理結(jié)構(gòu)組成

上面層與中面層中增加改性乳化瀝青粘層，有效提高上面層與中面層之間的整體粘結(jié)效果，中面層與下面層之間通過SBS改性瀝青防水防裂粘結(jié)層提高路面的抗?jié)B透能力，保證路面水穩(wěn)定性。

4 結(jié)束語

高速公路中長大縱坡的質(zhì)量影響通行能力及行車安全，質(zhì)量的保證除了選擇優(yōu)質(zhì)的材料、良好的級配與合理的結(jié)構(gòu)組成，同時規(guī)范的施工、精心的組織都應(yīng)重點加強。本文通過潭邵高速公路養(yǎng)護維修項目中長大縱坡路段瀝青路面的實踐，通過對原路面破壞類型的分析，從原材料、配合比及路面結(jié)構(gòu)等方面提出了養(yǎng)護方案，有效保證路面整體承載能力及溫度穩(wěn)定性，可供實際工程參考。

參考文獻：

[1]鄭文博.高速公路長大縱坡瀝青路面施工技術(shù)探討[J].交通標準化，2014，11（22）：37-39.

[2]汪洋.高速公路項目長大縱坡瀝青路面施工技術(shù)[J].道路工程，2016，15（下）：38-39.

[3]張立肖.高速公路長大縱坡路段抗車轍瀝青技術(shù)研究[J].交通世界：建養(yǎng)機械，2015，15（7）：130-131.

[4]胥平.季凍區(qū)長大縱坡瀝青路面設(shè)計與施工關(guān)鍵技術(shù)探討[J].廣東科技，2014，6：95-96.