高速公路大空隙率排水瀝青路面施工技術

湯 輝

（江西贛東路橋建設集團有限公司,江西 撫州 344000）

0 引言

高速公路瀝青路面由于設計過程中會存在較多空隙結構，且其表面主要通過碾壓施工形成，但由于瀝青混凝土結構形式設計的不同，在降雨天后，瀝青路面容易產(chǎn)生路面積水問題。僅憑路基邊溝往往無法將路面積水順利排出，長期影響下會使行駛車輛打滑，產(chǎn)生一定的行車安全風險。同時長期的水堆積會侵蝕瀝青路面，導致其使用性能降低，影響路面的抗滑性和防滲性[1]。針對此類問題，在瀝青路面設計中常會用到排水性瀝青混凝土，即OGFC結構形式，可起到路面自動排水作用。該文主要基于大空隙排水性瀝青混凝土路面實際應用進行展開，分別從原材料設計、施工工藝等角度進行研究分析。

1 工程概況

某高速公路建設項目全線共計87.645 km，按照雙向4車道設計標準設計，路基寬度為25 m，設計行車速度為100 km/h。為提高該高速公路瀝青路面各項性能，擬決定設計為大空隙排水面層，即采用OGFC技術，選擇合適的OGFC排水性瀝青混合料施工工藝進行施工，并對質(zhì)量進行嚴格檢測。

2 大空隙瀝青混合料原材料及礦料級配

2.1 粗集料

在大空隙瀝青混合料設計中，粗集料的含量通常會超過其總量的一半，在混合料結構中主要起到組成骨架體系的作用[2]，因此需對粗集料的壓碎值進行嚴格控制，來評價粗集料的抵抗壓碎能力。該項目中選用玄武巖作為大空隙瀝青混合料的主要粗集料，其主要技術指標如表1所示。

表1 粗集料技術指標試驗結果

2.2 細集料

由于大空隙瀝青混合料中的粗集料含量較多，因此對應的細集料含量則偏少，細集料的含泥量和棱角度直接決定混合料的路用性能好壞[3]。在大空隙瀝青混合料中，細集料主要起到的作用是填充粗集料骨架之間的各個空隙，以此來調(diào)整混合料的空隙率大小。選用的細集料應具備優(yōu)異的物理性能，確保不輕易結塊。該項目選用的細集料為機制砂，需保持良好的粗糙度，其主要技術指標如表2所示。

表2 細集料技術指標試驗結果

2.3 礦粉

大空隙瀝青混合料中，礦粉主要起到提高瀝青膠結料和礦料之間的黏結效果的作用，其用量不得偏高或偏低，該項目選用的礦粉主要為石灰?guī)r磨制，對應的摻量為4.2%，對應的主要技術指標如表3所示。

表3 石灰?guī)r礦粉物理性能試驗結果

2.4 瀝青

該項目采用高黏改性瀝青作為瀝青膠結料，即TPS改性瀝青，具體摻配比例為基質(zhì)瀝青：TPS改性劑=88∶12。TPS改性瀝青主要技術指標如表4所示。

表4 TPS改性瀝青主要技術指標

2.5 玄武巖纖維

玄武巖纖維具有環(huán)保性、經(jīng)濟性以及制造簡單性，摻入瀝青混合料內(nèi)可有效提高其路用性能[4]。玄武巖纖維在瀝青混合料內(nèi)主要起到吸附作用、阻裂作用、穩(wěn)定作用以及加筋作用，其主要技術指標如表5所示。

表5 玄武巖纖維技術指標

2.6 礦料級配

該項目參照《透水瀝青路面技術規(guī)程》，確定細粒式PAC-13礦料級配范圍，具體如表6所示，各篩孔通過率滿足設計要求，最佳油石比確定為5.0%。

表6 大空隙瀝青混合料礦料級配

3 大空隙排水瀝青路面施工工藝

3.1 施工準備

OGFC瀝青混合料配合比設計需在施工之前完成，且通過室內(nèi)車轍試驗、馬歇爾試驗等對級配和油石比進行優(yōu)化[5]。各項原材料（瀝青、集料、礦粉等）需做好性能檢測和妥善存儲，以免影響后期施工正常使用。另外還需做好必要的防塵防潮處理，不得使用檢測不合格的材料，以影響排水瀝青路面整體使用性能[6]。提前準備好各項施工機械設備，并做好相應的調(diào)試安裝工作和技術交底，對施工技術人員進行產(chǎn)前培訓。

3.2 混合料拌和及運輸

排水性瀝青混合料在拌和過程中需嚴格控制拌和溫度，該項目中OGFC排水瀝青混合料的拌和溫度不得低于170 ℃，出廠溫度需在170 ℃以上。OGFC排水瀝青混合料中粗集料量偏大，其拌和需保持均勻連續(xù)，避免產(chǎn)生離析現(xiàn)象。結合OGFC排水瀝青混合料空隙大的特征，其內(nèi)部溫度散失較快，在運輸過程中做好隔熱措施。該項目選用自卸運輸車，車壁內(nèi)均勻涂抹一層隔熱隔層用的隔離油，運輸車輛應按照事前制定路線進行運輸，同時避免影響混合料整體質(zhì)量。

3.3 混合料攤鋪

提前預熱攤鋪機中的熨平板，同時將螺旋布料器清理干凈，確保級配準確。OGFC排水瀝青混合料攤鋪溫度應控制在150～170 ℃，此外應控制好排水性瀝青混合料的攤鋪速度，一般攤鋪速度在2～3 m/min為宜?？傮w來說，OGFC排水性瀝青混合料的攤鋪施工工藝與普通瀝青混合料攤鋪基本相同，混合料攤鋪過程應保證一定的平整度，攤鋪過程中現(xiàn)場技術人員應及時對混合料攤鋪溫度進行檢測。針對溫度不達標處，應及時予以處理，同時針對邊角處攤鋪不到位或不徹底的區(qū)域，應進行人工處理，確保整體攤鋪質(zhì)量，同時為后續(xù)混合料碾壓施工奠定基礎[7]。

3.4 混合料碾壓

OGFC排水性瀝青混合料的空隙率較大，細集料含量較少，碾壓施工時需選用壓實功較小的壓路機，總體碾壓工序可分為初壓、復壓及終壓三個階段。在碾壓施工過程中需控制好溫度和速率，初壓溫度應在145～160 ℃，碾壓速率控制在2～3 km/h，復壓溫度應在135～150 ℃，碾壓速率控制在2.5～3.5 km/h，終壓溫度控制在60 ℃左右，碾壓速率控制在2～3 km/h。碾壓過程中現(xiàn)場技術人員應及時對碾壓溫度、平整度以及壓實度進行控制，針對凸起處應予以鏟平，凹陷位置需進行補料處理，提高OGFC排水性瀝青混合料壓實質(zhì)量[8]。

3.5 收尾及養(yǎng)護

嚴格按照專項施工方案及要求進行大空隙率排水瀝青路面施作，現(xiàn)場技術人員及時對質(zhì)量進行檢測分析。施工完畢后，首先做好工程收尾工作，將現(xiàn)場已成型路面上的雜物及工程垃圾及時清除，不得存在任何塵土，以免影響后續(xù)標線和指示牌的施工；于表面覆蓋一層塑料薄膜，并定期進行灑水處理，在出入口設置防撞墩和指示牌，嚴禁外來車輛行駛破壞已成形路面，現(xiàn)場人員加強管制，養(yǎng)護完畢且經(jīng)監(jiān)理驗收合格后方可投入使用。

3.6 施工注意事項

（1）大空隙率排水瀝青路面的設計與常規(guī)混合料存在差異，進行OGFC瀝青混合料配合比設計時應嚴格按照規(guī)范和要求展開。

（2）OGFC瀝青混合料粗細集料分布不均，在拌和施工時需設定最佳拌和功率、溫度及時間，避免出現(xiàn)混合料離析現(xiàn)象。

（3）混合料運輸過程中需加強溫度控制，不得存在混合料遺失及質(zhì)量損失。

（4）OGFC瀝青混合料的攤鋪、碾壓施工應嚴格按照施工規(guī)范要求展開，現(xiàn)場技術人員定期定點對施工質(zhì)量進行層層把關。

（5）大空隙率排水瀝青路面的養(yǎng)護工作不可或缺，應加強養(yǎng)護質(zhì)量和管理，以提高瀝青路面使用性能。

（6）大空隙率排水瀝青路面最大性能即為排水性優(yōu)異，因此施工完畢后需及時對成型路面的滲水性能和抗滑性能進行分析評價[9]。

4 大空隙排水瀝青路面施工質(zhì)量檢測

4.1 滲水系數(shù)

該項目在施工完畢后采用滲水系數(shù)測定儀對排水性瀝青路面試驗路段進行測定，其檢測結果如表7所示。得出，排水性瀝青混凝土路面試驗路段施工完畢后，其滲水系數(shù)滿足規(guī)范要求，證實其路面透水性能良好。

表7 排水性路面試驗路段滲水系數(shù)檢測結果

4.2 橫向力系數(shù)

由于現(xiàn)行規(guī)范中未標明抗滑擺值具體參數(shù)，該項目OGFC排水性瀝青路面的抗滑性能主要利用橫向力系數(shù)來評定，采用橫向力系數(shù)檢測車來評價排水性瀝青路面試驗路段的抗滑性能，其檢測結果如表8所示。由表8數(shù)據(jù)可得，排水性瀝青混凝土路面試驗路段施工完畢后，其橫向力系數(shù)滿足規(guī)范要求，證實其路面抗滑性能良好，滿足公路抗滑要求。

表8 排水性路面試驗段橫向力系數(shù)檢測結果

5 結語

該文主要針對大空隙率排水瀝青路面施工技術的實際應用進行研究，分別從集料、礦粉、瀝青膠結料、纖維材料等原材料設計進行室內(nèi)試驗，并確定出礦料級配大?。恢攸c研究大空隙排水瀝青路面施工工藝，結合滲水系數(shù)和橫向力系數(shù)兩項指標對質(zhì)量進行評價分析。檢測結果得出，五處檢測點的滲水系數(shù)均滿足大于900 ml/15 s的要求，抗滑擺值均滿足大于等于50的要求，且施工質(zhì)量良好。該文得出的研究結果為，采用大空隙率排水瀝青路面施工技術能有效提高路面的抗滑性能和透水性能，具有較高的可行性。