易密實改性瀝青混合料在路面養(yǎng)護工程中的應(yīng)用

龐澤民

摘要：文章圍繞壇百高速公路瀝青路面養(yǎng)護工程實例，對易密實改性瀝青混合料的應(yīng)用進行研究，采用摻添2.5‰聚酯纖維、添加易密實外摻劑及集料過篩增加6.7篩孔等，進行易密實改性瀝青混合料ECA-10配合比設(shè)計，并選取油石比5.5%進行易密實改性瀝青混合料路面試驗鋪筑分析，為瀝青路面養(yǎng)護施工提供參考。

關(guān)鍵詞：公路養(yǎng)護;易密實改性瀝青混合料;配合比設(shè)計;油石比

0 引言

隨著近年公路建設(shè)及經(jīng)濟的快速發(fā)展，早期建成或交通量較大的高速公路復(fù)雜路面病害不斷出現(xiàn)，選擇合理的路面養(yǎng)護方案，是公路養(yǎng)護管理工作的一項重要工作。隨著我國高等級瀝青路面的不斷新建，研究科學(xué)可行的病害處治方法或預(yù)防性養(yǎng)護方案具有重要的意義，應(yīng)通過系統(tǒng)的設(shè)計、論證，為公路路面養(yǎng)護工作開展提供經(jīng)驗借鑒和技術(shù)分享服務(wù)。

本文圍繞壇百高速公路瀝青路面養(yǎng)護工程易密實改性瀝青混合料的應(yīng)用進行研究，采用摻添2.5‰聚酯纖維、添加易密實外摻劑及集料過篩增加6.7篩孔等，進行易密實改性瀝青混合料ECA-10配合比設(shè)計，選取油石比為5.5%，進行易密實改性瀝青混合料路面試驗鋪筑，并通過檢測與驗證實施工方案的科學(xué)性及有效性，有利于瀝青路面養(yǎng)護工程方案的推廣和應(yīng)用，進一步延長瀝青路面全壽命周期，確保最佳路況，發(fā)揮最大的交通作用，以服務(wù)于區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展及運營安全。

1 工程路面養(yǎng)護案例分析

1.1 工程概況

壇百高速公路年瀝青路面養(yǎng)護工程起訖樁號為K608+550～K773+454和K2129+786～K2152+697，全長187.815 km。本項目主要以2.5 cm易密實高強瀝青混合料車轍填補和易密實改性瀝青混合料薄層罩面處治為主要方案：（1）對高速公路車轍嚴重路段實施單車道厚度2.5 cm易密實型高強瀝青混合料車轍找平填補;（2）對裂縫病害嚴重路段外車道或橋面鋪裝進行厚度2.5 cm易密實型高強瀝青混合料銑刨重鋪;（3）對外車道和內(nèi)車道車轍均較嚴重的段落進行厚度2.5 cm易密實改性瀝青混合料薄層罩面。

2 原材料

2.1 瀝青

薄層罩面與車轍填充瀝青混合料對瀝青性能有一定要求，對于罩面材料，采用高溫性能優(yōu)良的SBS改性瀝青（PG76-22），而車轍料料采用高強度瀝青，均由重慶致路公司供應(yīng)，相關(guān)指標及檢測結(jié)果如表1所示。

2.2 集料

本工程粗細集料及礦粉產(chǎn)地均為廣西田東縣，其中輝綠巖粗集料由田東鑫盛石材有限公司供應(yīng)，石灰?guī)r細集料由百朝采石場供應(yīng)，礦粉由華玉礦粉供應(yīng)。各項指標均滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》中相關(guān)要求。本文案例中粗、細集料及礦粉的相關(guān)表觀密度和毛體積相對密度如表2所示。

2.3 聚酯纖維

聚酯纖維是一種高分子合成物，可改善高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、抗疲勞性和提高水穩(wěn)定性，與瀝青材料有良好的相容性。為了提高填補料的路面性能，在瀝青混合料中摻添聚酯纖維，比例為2.5‰。經(jīng)研究，采用進口材料，產(chǎn)地為德國，其主要技術(shù)參數(shù)要求及試驗結(jié)果如表3所示。

2.4 易密實添加劑

為了保證超薄易密實瀝青混合料壓實效果，混合料拌和過程中添加易密實添加劑。經(jīng)研究決定，采用國內(nèi)生產(chǎn)材料，其主要技術(shù)參數(shù)及試驗結(jié)果如表4所示。

2.5 粘層

粘層主要是加強路面面層間粘結(jié)作用。瀝青混合料攤鋪前，按規(guī)范要求進行粘層油噴灑，主要材料為快破乳、滲透性強、黏度高的改性乳化瀝青。研究采用廣西欽州產(chǎn)的改性乳化瀝青。

3 養(yǎng)護方案設(shè)計

3.1 路面養(yǎng)護方案

（1） 彎沉較大或車轍深度在8～13 mm之間的內(nèi)外車道路面，采用方案為路面拉毛厚度0.8 cm，利用厚度2.5 cm易密實型改性瀝青混合料ECA-10薄層罩面，另混合料需添加2.5‰聚酯纖維，且外車道攤鋪寬度超出標線外20 cm。主要材料為2.5 cm易密實型改性瀝青混合料ECA-10（PG76-22）和高黏度改性乳化瀝青粘層（0.4～0.5 L/m 2）。

（2）對于車轍嚴重路段（車轍深度超過13 mm），采用方案為3.7 m寬車道范圍內(nèi)銑刨重鋪厚度2.5 cm上面層。具體措施為：上面層銑刨厚度2.5 cm→處理下結(jié)構(gòu)層病害→噴灑高黏度改性乳化瀝青粘層→重鋪易密實高強瀝青混合料ECA-10→壓實成型。

3.2 原路面病害預(yù)處理方案

（1）采用ECA-10改性瀝青混合料罩面或ECA-10高強瀝青混合料車轍填補前，需對原路面裂縫病害進行徹底處治，主要方案流程為：擴縫→貼聚酯玻纖→回填溫拌瀝青混合料。

（2）對坑槽、網(wǎng)裂、唧漿、沉陷、裂縫等局部病害，罩面前應(yīng)嚴格按照坑洞修補的原則實施病害預(yù)處理，劃定原病害處補的范圍，做到圓洞方補和斜洞正補。

（3）梁、通道等結(jié)構(gòu)物的連接部位出現(xiàn)損壞或沉降，需提前處治及加固。當搭板下沉且斷裂，或搭板未斷裂但行車時已出現(xiàn)彈簧跳動時，使橋頭路面不平，應(yīng)將搭板拆除，將板下松散路基清除，視情況填澆瀝青混凝土或快速水泥混凝土，然后再重鋪路面結(jié)構(gòu)（不再做搭板）。

（4）對于病害較多的銑刨重鋪路段，結(jié)合銑刨后的底面病害狀況及嚴重程度，選擇不同的病害預(yù)處理方案：①當面層無大面積的松散、返漿等病害，而只有單裂縫，可利用聚酯玻纖布進行貼縫處理后，按銑刨重鋪路面的工序開展;②當面層病害嚴重，范圍較小時，采用挖除重鋪的方法，防止病害重復(fù)出現(xiàn)。工序為：尺寸確定→開挖至病害結(jié)構(gòu)層→粘貼聚酯玻纖布→回填及壓實同級別結(jié)構(gòu)層材料→銑刨面層瀝青料鋪筑→壓實成型。

3.3 級配及試驗要求

（1）目標級配瀝青混合料級配是路面性能體現(xiàn)的一項重要指標。為了提高EAC的抗變形能力和抗滑性能，在規(guī)范基礎(chǔ)的上增加一道篩網(wǎng)，孔徑為6.7 mm，確保理論曲線更加圓滑、級配更加連續(xù)。

（2）本研究采用旋轉(zhuǎn)壓實成型進行馬歇爾試驗驗證。

3.4 配合比設(shè)計

配合比設(shè)計是確定方案可行性與科學(xué)性的重要環(huán)節(jié)，根據(jù)方案設(shè)計總體要求，重復(fù)計算與驗證合理的礦粉量與最佳用油量，是瀝青混合料質(zhì)量的保障，主要考慮混合料的組成比例和確定瀝青的最佳油石比。目標配合比設(shè)計：

根據(jù)方案要求采用ECA-10級配進行材料的配合設(shè)計，按照各熱料倉的篩分結(jié)果，與目標配合比進行礦料級配計算，瀝青混合料配合比計算及曲線圖見表5和圖1。從計算表和生產(chǎn)配合比級配曲線圖中可以看出，生產(chǎn)配合比的合成級配和目標配合比的合成級配比較接近，能很好地滿足ECA-10瀝青混合料要求。

3.5 油石比驗證

根據(jù)表5計算結(jié)果與圖1曲線圖，進行目標配合比設(shè)計。結(jié)合經(jīng)驗與規(guī)范，對應(yīng)采用三種油石比（分別為5.2%、5.5%和5.8%），聚酯纖維用量為混合料的 0.25%，易密實添加劑和瀝青比例為5∶95，在試驗室拌制瀝青混合料，進行馬歇爾試驗（雙面各75次，擊實溫度為155 ℃～165 ℃），試驗結(jié)果如表6、下頁表7所示。從表中的試驗結(jié)果可以看出，在5.5%油石比條件下，ECA-10改性瀝青混合料以及ECA-10 高強瀝青混合料的馬歇爾試驗各項指標均能很好地滿足其技術(shù)要求。綜合各試驗結(jié)果，試驗生產(chǎn)配合比的最佳油石比為5.5%，結(jié)論詳見下頁表8。

4 指標檢測

4.1 構(gòu)造深度檢測

構(gòu)造深度是評定瀝青路面表面的宏觀粗糙度、排水性能及抗滑性的綜合指標。為減少人為因素的誤差，采用電動鋪砂儀進行檢測，檢測結(jié)果如表9所示。

4.2 滲水檢測

水損壞是瀝青路面失去原有性能的主要原因之一。根據(jù)歷年病害統(tǒng)計及原因分析，水損壞占有較大的比重，主要形式為雨水經(jīng)裂縫滲入路面，造成結(jié)構(gòu)性破壞而失去穩(wěn)定。在我國，普遍利用滲水儀進行檢測。本研究同樣采用簡單滲水儀檢測，路面滲水檢測結(jié)果如表10所示。

4.3 壓實度檢測

路面壓實度是體現(xiàn)整體強度、剛度及穩(wěn)定性的綜合指標，是防止流動性變形而形成車轍的有效檢測指標之一。本研究主要采用鉆芯取樣進行壓實度檢測，結(jié)果如表11所示。

如表9～11所示，檢測表明：易密實改性瀝青混合料生產(chǎn)配合比最佳油石比為5.5%，另摻添2.5‰。聚酯纖維、添加易密實外摻劑和對集料過篩增加6.7 mm篩孔后，各項指標比傳統(tǒng)改性瀝青混合料有了顯著的提高，效果較好。從提升瀝青混合料性能角度出發(fā)，在對瀝青路面工程方案設(shè)計時，可充分利用新材料的可用性、適用性及有效性，進一步全面評估方案的可行性，不斷提升路面材料性能指標。另根據(jù)實施情況跟蹤，經(jīng)年度各項檢測，平整度、車轍、抗滑、滲水等指標維持在良好的水平，且本研究方案的實施路段，相關(guān)病害重復(fù)出現(xiàn)率較低。

5 施工工藝及質(zhì)量控制

根據(jù)目標配合比計算，結(jié)合生產(chǎn)比配合比驗證結(jié)果，壇百高速公路路面養(yǎng)護工程最終確定油石比為5.5%。

5.1 混合料的拌制

瀝青路面養(yǎng)護工程易密實混合料采用廠拌方式進行拌制，要求單盤料拌和周期不低于60 s，確保拌和均勻和無花白料。基本控制原則為干拌時間控制為10 s及噴瀝青和易密實添加劑控制≤13 s，然后濕拌6 s后，添加礦粉進行瀝青料濕拌30 s。

5.2 攤鋪

根據(jù)施工設(shè)計方案，選擇適宜的自動調(diào)平攤鋪機并進行校驗。施工過程確保熨平板的振搗或夯錘壓實裝置具有適宜的振動頻率和振幅，攤鋪速度控制在2～6 m/min的范圍內(nèi)，且要求勻速不間斷作業(yè)。同時注意新舊路面接縫、厚度及橫縱坡控制。如遇特殊天氣不利攤鋪，禁止施工作業(yè)。

5.3 壓實

壓實作業(yè)是路面施工作業(yè)的重要工序，匹配的壓實機械是質(zhì)量的重要保障。壓路機的碾壓應(yīng)保持直線行駛，且壓路機的碾壓速度應(yīng)保持一致，不應(yīng)急停急啟導(dǎo)致混合料推移。同時，光輪壓路機與膠輪壓路機應(yīng)勻速的同進同退，使碾壓區(qū)域保持相對穩(wěn)定，不允許兩機橫向處于同一斷面。另要求光輪壓路機在碾壓時噴灑適量的水，防止壓實過程中出現(xiàn)粘輪現(xiàn)象，并在水箱中加入少量表面活性劑，確保效果更明顯。而膠輪壓路機在壓實過程中，主要噴灑隔離劑，嚴禁使用柴油涂抹壓路機輪胎表面。

5.4 接縫

接縫以緊密、平順為原則，且要求保證無離析現(xiàn)象。其中上下層熱接縫要求錯開150 mm，而冷接縫要求錯開300～400 mm。相鄰兩幅及上下層橫縫均錯開長度≥1 m，同時做好平整度檢測。

5.5 質(zhì)量控制

構(gòu)造深度、平整度、車轍等檢查項目采用多功能路況快速檢測系統(tǒng)（CiCS）進行綜合評測，其屬于車載成套具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)和世界先進技術(shù)水平的多功能路況快速檢測設(shè)備，最大特點是能以車流速度一次性、快速采集路面破損、平整度、車轍，跳車等，還可檢測前方圖像信息等。

6 結(jié)語

綜合所述，隨著我國公路建設(shè)網(wǎng)的逐漸完善，對路面養(yǎng)護已提出了新要求，選擇符合區(qū)域性要求、達目標的養(yǎng)護措施、方案，已成為后期公路運營的一項重要任務(wù)。易密實改性瀝青混合料在壇百高速公路路面養(yǎng)護工程的應(yīng)用中，各項指標測評及跟蹤評定效果良好。對于后期利用新材料服務(wù)于新方案設(shè)計，提升各項性能指標，探索和試驗各項路面養(yǎng)護實施方案的科學(xué)性、可行性，具有借鑒意義和理論引導(dǎo)作用。同時，施工過程中，綜合一體化高科技養(yǎng)護設(shè)備的使用，可提高施工質(zhì)量的控制效率，有利于在路面養(yǎng)護或建設(shè)工程中推廣應(yīng)用。參考文獻：

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