高速公路大空隙率排水瀝青路面技術(shù)應(yīng)用

程銳、黎欣興

（江西省交通投資集團(tuán)有限責(zé)任公司，江西 南昌 330000）

0 引言

新時(shí)期隨著我國科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，在高速公路項(xiàng)目建設(shè)中越來越多的新材料得以應(yīng)用。例如，大空隙排水瀝青材料的應(yīng)用能夠改善傳統(tǒng)瀝青材料耐熱不足和抗壓不足等問題，大空隙排水瀝青的材料能夠有效地將滲漏水排除體外，這對(duì)提升公路工程質(zhì)量有非常重要的作用。

1 技術(shù)優(yōu)勢對(duì)比分析

1.1 普通瀝青路面排水

普通瀝青路面排水一般應(yīng)用的是路面橫坡或者縱坡的方法排水，這也是我國以往傳統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛的一種排水形式。但是，這兩種排水方式有很大的局限性，受到地域條件的影響比較嚴(yán)重。比如：有些地區(qū)的地勢比較緩和，縱坡也比較小，應(yīng)用普通瀝青路面排水方式就無法達(dá)到應(yīng)有的效果，且容易存在嚴(yán)重積水或者流水的情況，造成車輛行駛中出現(xiàn)水滑的情況，而且一些高速公路項(xiàng)目會(huì)出現(xiàn)水霧而影響到駕駛?cè)藛T，進(jìn)而產(chǎn)生嚴(yán)重的安全事故問題。

一般情況下，瀝青混合料的排水都是將粗集料作為主要材料進(jìn)行施工，加入必要的瑪蹄脂材料，以保證其排水效果合格。細(xì)集料使用的是石灰石，級(jí)配性能良好。但是，我國的常規(guī)排水瀝青主要是粗集料與細(xì)集料，相互搭配進(jìn)行使用，整體空隙比較緊實(shí)，在排水的過程中，排水速度慢、效果一般，并無明顯優(yōu)勢[1]。當(dāng)前，在我國的瀝青路面中，常規(guī)排水方式存在一定問題，很多設(shè)計(jì)人員會(huì)選擇加入外加劑的方式，以保證混合料更具耐久性和穩(wěn)定性，尤其是瑪蹄脂的材料，瀝青性能改善較為明顯，能夠使骨料之間相互嵌擠形成整體結(jié)構(gòu)，綜合性能得到很大提升。

1.2 大空隙排水瀝青路面

大空隙排水瀝青材料和常規(guī)排水方式?jīng)]有明顯差異，其主要差異就是大空隙排水瀝青材料內(nèi)的粗集料比較多，細(xì)集料的占比較小，這就導(dǎo)致其內(nèi)部的空隙率會(huì)明顯超過常規(guī)排水瀝青混合料形式，在內(nèi)部直接形成骨架空隙的結(jié)構(gòu)形式。應(yīng)用大空隙瀝青混合料進(jìn)行公路路面排水結(jié)構(gòu)設(shè)置，可以保證水流排出的速度滿足運(yùn)行要求，同時(shí)還能夠減小水膜的厚度，確保車輛行駛環(huán)節(jié)不會(huì)出現(xiàn)水霧情況，這對(duì)于車輛行駛的安全性提升有著重要的作用。結(jié)合當(dāng)前的大空隙排水瀝青的具體使用情況，發(fā)現(xiàn)該方式的應(yīng)用效果得到了很大提升。經(jīng)過綜合分析，大空隙排水瀝青路面的主要優(yōu)勢如下：改良瀝青路面的性能，并不會(huì)因?yàn)榭障蹲兇蠖绊懲饧觿┑男阅埽傮w運(yùn)行效果良好；路表水排出的速度得到很大提升，且大空隙的布置條件下，路面的行駛噪聲有明顯降低，舒適性、安全性都比較高。

2 橋梁項(xiàng)目背景

某高速公路項(xiàng)目，應(yīng)用的是單層排水瀝青形式，主要特點(diǎn)是表面空隙相對(duì)較大，在運(yùn)營了1～2年后，出現(xiàn)空隙堵塞的情況，排水、降噪的性能下降比較明顯。經(jīng)過對(duì)雙層排水瀝青路面的研究，鋪設(shè)300m 長度的路段進(jìn)行試驗(yàn)檢測。在試驗(yàn)中，上面層為2.5cm厚PAC-10，中面層為4cm 厚PAC-16，整個(gè)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)形式。

3 大空隙率排水瀝青路面技術(shù)應(yīng)用

大空隙率排水瀝青技術(shù)應(yīng)用環(huán)節(jié)，考慮到公路工程的建設(shè)需求，相關(guān)人員必須事前做好路用性能的檢驗(yàn)工作，然后按照檢驗(yàn)的結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)做好相關(guān)材料的配比設(shè)計(jì)，以便后續(xù)工程的開展。

3.1 路用性能檢驗(yàn)

在大空隙率排水瀝青材料路用性能檢驗(yàn)的過程中，需要從高溫穩(wěn)定性、水穩(wěn)性與低溫性進(jìn)行全面檢驗(yàn)，確保各方面的參數(shù)符合工程需求。

3.1.1 高溫穩(wěn)定性

經(jīng)過研究分析發(fā)現(xiàn)，TPS（TAFPACK-Super：是以熱塑性橡膠為主要成分，再配以粘結(jié)性樹脂和增塑劑等其他成分組成）排水瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性試驗(yàn)檢測主要是通過室內(nèi)車轍試驗(yàn)，測定后確定其高溫穩(wěn)定性合格，PAC-10 和PAC-162 種高黏瀝青混合料的動(dòng)穩(wěn)定度分別為7202 次/mm 和6215 次/mm，達(dá)到工程的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。通過加入TPS 之后，可以保證瀝青材料有效恢復(fù)到正常狀態(tài)，黏結(jié)性能良好，即使有車輛荷載的持續(xù)性作用，混合料的變形也不會(huì)過大，高溫穩(wěn)定性比較好。

3.1.2 水穩(wěn)定性

瀝青表面有積水的情況下，車輛持續(xù)作用，造成黏結(jié)性能和結(jié)構(gòu)性能降低，容易導(dǎo)致很多病害問題發(fā)生。一般選擇使用凍融劈裂的方法進(jìn)行試驗(yàn)檢測，確定水穩(wěn)定性能參數(shù)，檢測后發(fā)現(xiàn)，PAC-10 和PAC-162 種分別為97.8% 和95.2%，超出我國國家標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

3.1.3 低溫性能

排水瀝青路面要達(dá)到耐低溫的效果，通過碾壓之后成型的車轍板切割制作為規(guī)定結(jié)構(gòu)形式的小梁試件，然后做低溫彎曲試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)PAC-10 為7.159MPa，PAC-16TPS 為6.813MPa，這兩種材料的性能符合要求，完全達(dá)到交通運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)[2]。

3.2 大空隙率排水瀝青路面施工工藝

3.2.1 施工機(jī)械

施工機(jī)械主要是間歇式拌和樓與鋼輪壓路機(jī)設(shè)備，混合料攪拌環(huán)節(jié)，工作人員應(yīng)做好瀝青材料使用量和拌和時(shí)間的控制，確保材料的性能合格。材料運(yùn)輸時(shí)要做好防護(hù)處理，不能存在材料的污染或者質(zhì)量問題，因此一般會(huì)使用篷布進(jìn)行覆蓋處理。在現(xiàn)場攤鋪施工時(shí)，選擇使用履帶式攤鋪機(jī)進(jìn)行，撒布則應(yīng)用專業(yè)撒布車。

3.2.2 粘層施工

較之以往的瀝青路面來說，大空隙排水瀝青路面結(jié)構(gòu)的中面層接觸面積一般都會(huì)減少10～15%，要想提高黏結(jié)性能和標(biāo)準(zhǔn)，一般需使用改性乳化瀝青黏結(jié)層鋪設(shè)到上中面層中間位置上。粘層結(jié)構(gòu)施工要做好如下工作：使用合格的撒布設(shè)備完成噴灑施工，使用量為0.8kg/m2左右，確保乳化瀝青噴灑的質(zhì)量合格，具體撒布次數(shù)根據(jù)設(shè)計(jì)情況做好管理和控制。另外，在施工后工作人員還需要使用鉆芯試驗(yàn)方法進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)和分析。

3.2.3 施工溫度

在具體施工中，大空隙率排水瀝青路面溫度參數(shù)尤為重要，這也是質(zhì)量管控的重點(diǎn)，較之普通瀝青材料來說，排水瀝青的溫度要高出其10～20℃。

3.2.4 瀝青混合料運(yùn)輸

瀝青混合料運(yùn)輸是非常重要的環(huán)節(jié)，做好拌和與運(yùn)輸?shù)目刂撇拍鼙ＷC材料性能合格。

（1）材料的潔凈度合格，雜質(zhì)含量處于合理范圍內(nèi)。

（2）拌和制作環(huán)節(jié)，做好各種材料加入比例的控制。

（3）材料溫度嚴(yán)格控制，保證處于175～180℃之間即可。

（4）在運(yùn)輸時(shí)必須進(jìn)行覆蓋，使用潔凈的篷布覆蓋處理，裝載混合料前要做好車廂內(nèi)壁的清理工作，均勻涂抹隔離劑，確保不會(huì)發(fā)生材料粘附在車廂表面的情況；同時(shí)，保證運(yùn)輸階段溫度處于合理范圍內(nèi)，到達(dá)現(xiàn)場后，材料溫度不低于170℃。

（5）確保材料供應(yīng)連續(xù)、充足，現(xiàn)場至少有5 輛運(yùn)料車停車等候。

3.2.5 攤鋪

（1）現(xiàn)場施工前，需要做好熨平板的預(yù)熱處理，溫度至少為100℃。

（2）為了提高攤鋪效果，使用兩臺(tái)攤鋪機(jī)同時(shí)作業(yè)施工，且兩臺(tái)設(shè)備保持有10m 以內(nèi)的間隔距離。

（3）攤鋪設(shè)行駛速度為1～3m/min 內(nèi)。

（4）如果環(huán)境溫度在10℃以內(nèi)，禁止開展施工[3]。

3.2.6 碾壓

該環(huán)節(jié)按照初壓、復(fù)壓、終壓的順序進(jìn)行施工，各個(gè)環(huán)節(jié)使用的設(shè)備不同，同時(shí)材料溫度也是控制的重點(diǎn)，如果溫度無法滿足要求，則容易導(dǎo)致各個(gè)層的結(jié)構(gòu)黏結(jié)性能不合格，極大地影響路面結(jié)構(gòu)質(zhì)量。

3.2.7 接縫處理及開放交通

在現(xiàn)場施工環(huán)節(jié)，盡量避免出現(xiàn)接縫過多的情況，如果實(shí)在無法避免接縫，則應(yīng)該做好現(xiàn)場管控工作。在施工結(jié)束后，路面表層溫度不超過50℃時(shí)，即可開放交通運(yùn)行。

3.3 工程應(yīng)用效果

現(xiàn)場施工時(shí)，間隔200m 布置檢測點(diǎn)，做好如下參數(shù)檢測工作。

3.3.1 滲水性

滲水性如果沒有滿足要求，容易導(dǎo)致路面出現(xiàn)水霧、水漂問題，無法保證車輛行駛安全，所以工作人員需要應(yīng)用滲水儀進(jìn)行滲水性的檢測工作。在此次路面中，PAC-10 料滲水系數(shù)為5182mL/min，PAC-16為5258mL/min，說明這兩層結(jié)構(gòu)的滲水系數(shù)都符合技術(shù)要求。

3.3.2 摩擦擺值

抗滑性是瀝青路面重要技術(shù)參數(shù)，其對(duì)于車輛行駛安全性有著直接影響。本文在檢測時(shí)主要應(yīng)用擺式摩擦系數(shù)測定儀進(jìn)行檢測，通過測量后發(fā)現(xiàn)該路面的擺值BPN 為58，說明抗滑性能良好，達(dá)到運(yùn)行安全的標(biāo)準(zhǔn)[4]。

3.3.3 噪聲

噪聲檢測的環(huán)節(jié)，一般應(yīng)用手持噪聲檢測儀完成工作。在試驗(yàn)路段正式運(yùn)行后，間隔50m 設(shè)置一處噪聲檢測點(diǎn)，確定噪聲參數(shù)。經(jīng)過此次檢測后發(fā)現(xiàn)，該路面的降噪效果為5.6dB，表示大空隙排水瀝青路面降噪效果良好[5]。

4 施工質(zhì)量控制措施

4.1 材料控制

首先，選擇合適的施工材料。在具體的施工環(huán)節(jié)，施工材料質(zhì)量水平的高低與瀝青混凝土路面的質(zhì)量有著直接影響。其次，加強(qiáng)材料混合制作各個(gè)環(huán)節(jié)的管理和控制，做好對(duì)混凝土、瀝青混合環(huán)節(jié)的管控，施工單位嚴(yán)格執(zhí)行工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，保證材料混合的質(zhì)量符合要求，加入比例完全滿足工程的標(biāo)準(zhǔn)。瀝青混合料在生產(chǎn)制作的環(huán)節(jié)，施工單位應(yīng)綜合分析道路工程的各項(xiàng)要素，確定必要的添加劑與催化劑類型、比例，保證混合料的質(zhì)量合格，達(dá)到安全性標(biāo)準(zhǔn)。為了確保材料的質(zhì)量符合要求，不會(huì)引發(fā)質(zhì)量問題，在相應(yīng)部門的監(jiān)督與管控條件下，防止存在任何質(zhì)量隱患與安全事故，同時(shí)落實(shí)必要的監(jiān)督與管理措施，各個(gè)環(huán)節(jié)處于嚴(yán)格管控之下，組織專人監(jiān)督與管理，防止存在施工質(zhì)量問題或者不足的情況。另外，制定出切實(shí)可行的應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制，提高人員的責(zé)任心與職業(yè)道德素質(zhì)水平，確保符合工程的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，保證混合料的性能和質(zhì)量合格。

4.2 施工準(zhǔn)備

在瀝青混凝土路面正式施工之前，施工單位應(yīng)做好各項(xiàng)施工準(zhǔn)備工作，具體從如下幾個(gè)方面出發(fā)：其一，加強(qiáng)設(shè)備檢測和控制，保障設(shè)備的性能符合要求，加強(qiáng)設(shè)備的精準(zhǔn)度檢測和控制，保證設(shè)備運(yùn)行效果和質(zhì)量，使施工的運(yùn)行不會(huì)產(chǎn)生任何不利影響。其二，施工單位的工作人員掌握一定的專業(yè)素質(zhì)和技術(shù)，具備較高的職業(yè)道德水平，確保施工前各級(jí)施工人員了解施工方案和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，確定各級(jí)崗位工作職責(zé)，為項(xiàng)目順利實(shí)施奠定堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。其三，加強(qiáng)職業(yè)培訓(xùn)和安全教育的管理，并進(jìn)行必要的安全技能方面的培訓(xùn)，不能因?yàn)檫^度關(guān)注施工速度而忽視質(zhì)量與安全。在現(xiàn)場準(zhǔn)備環(huán)節(jié)，施工單位必須完善施工管理技術(shù)，為今后的施工順利進(jìn)行提供良好基礎(chǔ)，保證工程的質(zhì)量滿足工程的運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)。

4.3 施工期間路面質(zhì)量把控

在現(xiàn)場施工環(huán)節(jié)，施工單位應(yīng)該做好瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)總體質(zhì)量的全面管理，在現(xiàn)場施工階段遵守施工方案和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的要求，落實(shí)施工工藝。瀝青混凝土屬于混合料的形式，在攤鋪施工階段，加強(qiáng)管理和控制才能保證工程的質(zhì)量合格。在路面鋪設(shè)施工階段，溫度控制尤為重要，考慮到環(huán)境、設(shè)備以及人員等因素，做好材料溫度的嚴(yán)格控制，符合現(xiàn)場施工標(biāo)準(zhǔn)和要求，可以根據(jù)需要調(diào)整材料溫度，達(dá)到性能和質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要求。另外，瀝青混合料的運(yùn)輸階段也要確保材料的溫度合格，一般選擇應(yīng)用篷布的方式進(jìn)行混合料的覆蓋保溫處理，不能發(fā)生離析問題，否則將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的損失。鋪面工作開始前，施工單位應(yīng)該確保覆蓋路面的材料黏性滿足要求，且路面表層達(dá)到干凈、平整性的要求。在鋪面作業(yè)前，施工單位應(yīng)該做好鋪設(shè)表面結(jié)構(gòu)厚度的檢測，如果發(fā)現(xiàn)平整度無法滿足要求，則需要及時(shí)改進(jìn)和調(diào)整，保證符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范要求。混合料在攤鋪結(jié)束后，應(yīng)該反復(fù)壓實(shí)施工，以達(dá)到平整度的標(biāo)準(zhǔn)要求。

4.4 加強(qiáng)施工管理，明確工作職責(zé)

在現(xiàn)場施工環(huán)節(jié)，施工單位應(yīng)該做好現(xiàn)場管理和控制工作，確定崗位工作職責(zé)。根據(jù)工程的具體情況，選擇合適的瀝青混合料材料，確保設(shè)備性能符合要求，達(dá)到正常運(yùn)行的標(biāo)準(zhǔn)。在具體的實(shí)施階段，落實(shí)現(xiàn)場管控工作，所有人員需了解設(shè)計(jì)方案和施工工藝，做好各個(gè)環(huán)節(jié)和細(xì)節(jié)的管控工作。此外，由外部監(jiān)督人員做好全面監(jiān)督與管理工作，只要是存在質(zhì)量問題，應(yīng)立即采取措施進(jìn)行處理。

4.5 減少路面污染

當(dāng)前很多公路工程的建設(shè)工期都比較短，所以在滿足工期標(biāo)準(zhǔn)要求的同時(shí)，還要做好路面的防護(hù)處理工作，確保不會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的污染問題。另外，各級(jí)單位應(yīng)保持良好溝通與交流，制定出切實(shí)可行的施工計(jì)劃和方案，防止存在路面結(jié)構(gòu)損壞以及污染等嚴(yán)重問題，保證公路路面的質(zhì)量符合要求。在瀝青混凝土的施工環(huán)節(jié)，加強(qiáng)交通管理工作，組織專人負(fù)責(zé)現(xiàn)場的管理，禁止一切非施工車輛進(jìn)入施工現(xiàn)場，同時(shí)還要做好施工機(jī)械設(shè)備的檢查工作，不能存在漏油、故障等問題，確保路面達(dá)到清潔度的要求。在公路路面鋪設(shè)施工全部完成后，在收尾施工以及綠化帶施工階段的車輛不能發(fā)生燃油泄漏等污染的問題，應(yīng)保持路面的平整、清潔等，也不能發(fā)生結(jié)構(gòu)的病害問題，使車輛通行正常化，延長使用壽命，提升交通通行質(zhì)量。

5 結(jié)語

大空隙率排水瀝青路面施工技術(shù)有著較高的先進(jìn)性，與傳統(tǒng)的瀝青路面施工技術(shù)對(duì)比，各方面性能提升較為明顯，保證了交通通行的安全性和穩(wěn)定性。