公路水泥路面加鋪超薄改性瀝青層路用性能評價

董海洋

（山西交通控股集團有限公司 運城南高速公路分公司，山西 運城 044000）

0 引言

以往對水泥路面的加鋪改造，通常選用直接在處理后的水泥路面上加鋪瀝青面層或預先設置土工織物再加鋪基層和面層的方式，直接加鋪后的瀝青面層極容易出現反射裂縫，而加鋪土工織物只能在短期起到延緩反射裂縫的作用[1]。高彈改性瀝青應力吸收防水黏結層可以有效吸收水泥路面開裂部位的應力，還可以提高路面防水性能，有效防止反射裂縫。另外，在其上部加鋪一定厚度的瀝青面層，可以進一步提高路面結構的穩定性，快速恢復路面使用性能，提高行車舒適性和安全性[2]。以某高速公路水泥路面大修養護為研究背景，根據路況調查結果制定超薄瀝青加鋪層養護方案，并在養護后對路面滲水性能、構造深度和抗滑性能進行檢測，作為評價路面改造效果的主要依據。

1 舊水泥路面路況調查與養護方案

1.1 依托項目簡介

某高速公路路面結構采用水泥混凝土路面，雙向四車道設計，路基寬度24.5 m，設計車速為120 km/h，設計基準期為30年。高速公路經過多年的運營使用后出現了裂縫、露骨、斷板等病害，對行車舒適性和安全通暢產生了一定影響。為了恢復路面使用性能，擬在原水泥路面上加鋪超薄瀝青層進行養護維修。

1.2 舊水泥路面路況調查

舊水泥路面路況調查主要從破損情況、混凝土強度、接縫傳荷能力等方面進行，調查結果如下。

1.2.1 水泥路面破損情況調查

采用徒步調查的方式，對施工全線水泥路面的破損情況進行記錄，并留影像資料。調查發現，舊水泥路面主要存在板角斷裂、局部沉降、裂縫、露骨等病害，部分病害破損程度較嚴重，需要經過處治后方可進行瀝青面層施工。水泥混凝土面板調查總數為62 904塊，其中出現板角斷裂和嚴重開裂的板塊為1 321塊，主要集中在行車道位置，占比為2.1%；局部沉降面板為107塊，數量較少；露骨板塊為1 529塊，占比為2.4%.橋頭部位和行車道水泥路面面板病害較多，路肩部位病害較少。部分接縫出現嵌縫料脫落、張開等問題，修復不及時會使地表水滲入造成路面病害進一步惡化。

1.2.2 混凝土強度測試

舊水泥路面混凝土強度可采用無損彎沉試驗和鉆芯取樣的方式進行測試，該項目采用鉆芯取樣對路面混凝土強度進行檢測[3]。檢測結果表明路面混凝土強度均滿足《公路水泥混凝土路面設計規范》（JTG D40—2011）中不低于5 MPa的要求。貝克曼梁彎沉試驗檢測結果表明，路面結構承載力較好。

1.2.3 接縫傳荷能力

為了避免或降低反射裂縫的影響，對舊水泥路面接縫傳荷能力進行檢測評定。選取400塊水泥路面面板作為試驗對象，對接縫傳荷能力進行檢測評定，其中248塊評定等級為“優良”，占比為62%；95塊評定等級為“中”，占比為23.75%；62塊評定等級為“次”，占比為15.5%；剩余5塊評定等級為“差”，占比為1.25%.雖然60%以上板塊評定等級為“優良”，但仍有部分面板傳荷能力評定等級較低，分析原因是由于接縫破損和板塊脫空造成的，需要進行維修加固。

1.3 養護維修方案

根據舊水泥路面路況調查結果，設計采用超薄瀝青加鋪層進行養護維修。首先根據路況調查結果，對舊水泥路面病害進行處治：維修裂縫、板塊脫空等病害，重新灌封填縫料等。為防止產生反射裂縫，采用高彈改性瀝青應力吸收防水黏結層進行處治，其中高彈改性瀝青由SBS改性瀝青和增溶劑按照一定比例混合得到。路面結構采用2.5 cm厚高彈改性瀝青應力吸收防水黏結層+4.5 cm厚AC-13C瀝青混合料面層，總厚度為7 cm。

2 超薄瀝青加鋪層配合比設計

2.1 高彈改性瀝青

2.1.1 SBS改性瀝青

為提高路面使用性能，該項目超薄瀝青加鋪層黏結料選用SBS改性瀝青，其主要技術指標檢測結果如表1所示。

表1 SBS改性瀝青主要技術指標檢測結果

2.1.2 增容劑

該項目所選增容劑型號為Z1，高彈改性瀝青摻量為0.8%，主要技術指標如表2。

表2 增容劑相關參數

2.2 集料

該項目超薄瀝青加鋪層集料選用花崗巖，以保證面層的強度和耐磨性。填料選擇石粉和水泥，其中石粉摻量為2.0%，水泥選用PO 32.5普通硅酸鹽水泥，摻量為1.0%.粗集料和細集料主要技術指標檢測結果如表3所示，各指標均滿足《公路瀝青路面設計規范》（JTG D50—2017）要求。

表3 粗細集料主要技術指標檢測結果

2.3 瀝青混合料配合比設計

該項目瀝青加鋪層采用AC-13C改性瀝青混凝土，礦料級配如表4所示。通過馬歇爾試驗確定最佳油石比為5.2%.

表4 瀝青加鋪層上面層AC-13C礦料合成級配

3 瀝青加鋪層施工質量評價

3.1 路面滲水性能

為了檢驗路面滲水性能，選取有代表性路段在超薄瀝青加鋪層完工后開展滲水試驗，采用滲水試驗儀檢測路面滲水性能[4]，本文選取K13+200—K14+400作為試驗段，每200 m檢測一處，檢測結果如表5所示。

表5 超薄瀝青加鋪層滲水系數檢測結果 mL/min

路面滲水性能檢測結果如表5所示，各測點滲水系數平均值最大值為79 mL/min，滿足《公路工程質量檢驗評定標準》（JTG F80/1—2017）中規定的路面滲水系數不高于200 mL/min的要求，得出路面滲水性能滿足要求。

3.2 構造深度

瀝青加鋪層構造深度采用鋪砂法進行檢測，每200 m檢測一個斷面[5]，各檢測斷面構造深度檢測結果如表6所示。

表6 超薄瀝青加鋪層構造深度檢測結果 mm

分析表6所示構造深度檢測結果，各測點路面構造深度平均值最小值為0.79 mm，滿足《公路瀝青路面養護技術規范》（JTG 5142—2019）中路面構造深度不低于0.6 mm的要求，說明路面構造深度滿足要求。

3.3 抗滑性能

瀝青加鋪層路面抗滑性能檢測指標主要為擺值，試驗中采用擺式儀檢測擺值，并進行溫度修正，每公里檢測5個點，測量時路面溫度為38℃，試驗結果如表7所示。

表7 超薄瀝青加鋪層抗滑值檢測結果 BPN

分析表7所示路面抗滑值檢測結果，路面各測點擺值FBT平均值最小值為58 BPN，溫度修正后FB20最小值為64 BPN，滿足《公路瀝青路面養護技術規范》（JTG 5142—2019）中路面擺值不小于45 BPN的要求，說明路面抗滑性能滿足要求。

4 結語

結合某高速公路水泥路面養護實踐，通過路況調查確定原路面僅局部破損嚴重、混凝土強度合格、部分接縫傳荷能力不足，根據調查結果制定超薄瀝青加鋪層養護方案，養護后進行質量檢測，分析試驗數據得出以下結論：

a）各測點路面滲水系數平均值最大值為79 mL/min，滿足《公路工程質量檢驗評定標準》（JTG F80/1—2017）中不高于200 mL/min的要求，說明路面滲水性能滿足要求。

b）各測點構造深度平均值最小值為0.79 mm，滿足《公路瀝青路面養護技術規范》（JTG 5142—2019）中不低于0.6 mm的要求，說明路面構造深度滿足要求。

c）各測點擺值平均值修正后FB20最小值為64 BPN，滿足《公路瀝青路面養護技術規范》（JTG 5142—2019）中不小于45 BPN的要求，說明路面抗滑性能滿足要求。