高速公路抗車轍瀝青路面施工技術(shù)研究

高 翔

（江西贛東路橋建設(shè)集團有限公司,江西 撫州 344000）

0 引言

在高速公路工程項目中，路面結(jié)構(gòu)大多數(shù)以瀝青混凝土結(jié)構(gòu)形式為主，高速公路瀝青路面主要由集料、瀝青膠結(jié)料、填料等原材料所構(gòu)成。由于各原材料性能差異以及施工工藝的不同，瀝青路面在一段時間的行車荷載以及外界環(huán)境的干擾下，會出現(xiàn)不同程度的病害問題。其中路面車轍病害主要是由于外界高溫長期影響，表層瀝青膠結(jié)料出現(xiàn)老化，在車輪碾壓過程中局部混合料產(chǎn)生推移，進而形成車轍病害[1]?；谏鲜鲇^點，為防止車轍病害的產(chǎn)生，可在混合料設(shè)計階段進行改善，即加強抗車轍瀝青路面設(shè)計。該文基于該原則，重點圍繞抗車轍瀝青路面進行研究，并在具體工程中進行應(yīng)用。

1 工程概況

某高速公路建設(shè)項目全線長101.333 km，雙向六車道設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計車速100 km/h，路面為瀝青混凝土結(jié)構(gòu)形式，路基寬度為26.5 m。通過前期高速公路初步設(shè)計、地質(zhì)勘察時得出，該高速公路沿線橫縱溝壑，縱坡率最高達到7.1%，且此公路為省干線，為連接城市的重要通道，行駛車輛以貨車等大型車輛為主，日交通量較高，因此在公路瀝青路面設(shè)計時需對抗車轍問題進行重點考慮。該高速公路路面結(jié)構(gòu)設(shè)計為4 cm AC-13SBS改性瀝青混凝土上面層+6 cm AC-20SBS改性瀝青混凝土中面層+10 cm ATB-30瀝青穩(wěn)定碎石下面層+54 cm水穩(wěn)碎石層，且路面設(shè)計為抗車轍瀝青路面，通過摻加抗車轍劑來實現(xiàn)。

2 抗車轍瀝青路面設(shè)計

2.1 集料

在抗車轍瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計中，礦料特性對瀝青路面各項路用性能有重要影響。該項目采用的是無雜質(zhì)、表面干燥潔凈、無風(fēng)化的石灰?guī)r碎石集料，所用的礦粉為石灰?guī)r磨細(xì)制成，集料主要性能指標(biāo)檢測結(jié)果如表1所示。

表1 集料主要性能指標(biāo)

2.2 瀝青

瀝青和集料之間的黏結(jié)力有很高的要求。該項目選用性價比較高的SBS改性瀝青作為抗車轍瀝青路面的瀝青黏結(jié)劑，SBS改性瀝青主要性能指標(biāo)檢測結(jié)果如表2所示。

表2 SBS改性瀝青主要性能指標(biāo)檢測結(jié)果

2.3 級配設(shè)計

抗車轍瀝青路面設(shè)計中，級配對路用性能起到?jīng)Q定性作用[2]，應(yīng)結(jié)合室內(nèi)試驗（馬歇爾試驗、篩分試驗等）來綜合確定混合料級配設(shè)計。該項目中抗車轍瀝青路面各結(jié)構(gòu)層級配設(shè)計結(jié)果如表3所示。

表3 抗車轍瀝青路面各結(jié)構(gòu)層級配設(shè)計

2.4 室內(nèi)試驗

2.4.1 物理性能

抗車轍劑摻量分別設(shè)定為0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%以及0.5%，瀝青混合料類型選定為AC-13，結(jié)合室內(nèi)馬歇爾試驗進行物理性能研究，分別進行馬歇爾試驗和浸水馬歇爾試驗，每一組試驗分為五個平行試驗，以得到準(zhǔn)確的試驗結(jié)果。不同抗車轍劑摻量下瀝青混合料的物理指標(biāo)檢測結(jié)果如表4所示，結(jié)果表明，抗車轍劑摻量為0.5%時空隙率最大，對應(yīng)的穩(wěn)定度值最高。

表4 不同抗車轍劑摻量下瀝青混合料的物理指標(biāo)檢測結(jié)果

2.4.2 高溫性能

瀝青混合料高溫穩(wěn)定性是評價路面抗車轍性能的重要指標(biāo)，以動穩(wěn)定度和車轍深度作為評價標(biāo)準(zhǔn)。采用車轍試驗對不同抗車轍劑摻量下瀝青混合料的高溫性能進行測試研究，首先在不同抗車轍劑摻量下成型出車轍板試塊，再結(jié)合車轍儀進行展開，對于成型不合格的車轍板試件嚴(yán)禁投入試驗，避免影響試驗效果，不同抗車轍劑摻量下瀝青混合料的高溫性能檢測結(jié)果如表5所示。結(jié)果表明，抗車轍劑摻量為0.5%時車轍深度最低，對應(yīng)的動穩(wěn)定度值最高。

表5 不同抗車轍劑摻量下瀝青混合料的高溫性能檢測結(jié)果

3 抗車轍瀝青路面施工技術(shù)要點

3.1 基層處理

抗車轍路面正式施工前，應(yīng)對基層進行全面清理，首先利用平地機進行整平，采用高壓水槍清洗基層表面，確保基層表面整潔度達標(biāo)，隨后再利用吹風(fēng)機進行清掃[3]。待基層表面清理完畢，及時進行拉毛處理，采用高滲透性乳化瀝青進行透層灑布施工，確保面層和基層之間的黏結(jié)效果，防止積水侵蝕基層表面，間接降低路面車轍等病害的產(chǎn)生。提前對高滲透性乳化瀝青性能進行檢測，確保透層施工質(zhì)量，高滲透性乳化瀝青性能如表6所示。

表6 乳化瀝青技術(shù)指標(biāo)試驗結(jié)果

3.2 碎石及瀝青灑布

待基層清理完畢后，即可在其表面進行碎石與瀝青的灑布碾壓，確?；鶎雍兔鎸又g的黏結(jié)性。合理控制瀝青和碎石的灑布量，分別設(shè)定為2.2～2.5 kg/m2、10～10.5 kg/m2，灑布溫度不得高于28 ℃。灑布完畢后，進行3遍左右的碾壓施工，碾壓結(jié)束后再次進行人工清掃，并封鎖交通，避免車輛與行人通行。

3.3 瀝青混合料拌和

提前對各項施工原材料進行性能檢測，檢測不合格的材料嚴(yán)禁投入施工使用[4]。結(jié)合設(shè)計好的配合比依次將原材料投入至拌和倉內(nèi)進行拌和施工。采用間歇式拌和機進行施作，集料和瀝青的加熱溫度控制在175 ℃左右，且分別進行15 s的干拌和45 s的濕拌，確?；旌狭系某鰪S溫度不低于170 ℃，同時保證無任何離析料或花白料?，F(xiàn)場人員及時對出料質(zhì)量和溫度進行檢測，嚴(yán)禁使用不合格的混合料進行路面施工，避免影響路面整體質(zhì)量。

3.4 瀝青混合料運輸

采用自卸運輸車進行出廠混合料運輸，裝料前在車廂內(nèi)部均勻涂抹一層隔離油，避免混合料黏附車壁。依照前、后、中的順序進行裝料，降低混合料下落過程中產(chǎn)生離析，裝料完畢后選用厚實帆布袋進行全面覆蓋，防止運輸過程中溫度散失。同時運輸車按照指定的路線行駛，非特殊情況不得隨意更改運輸路線，避免影響施工進度。運輸車在進場前，對車輪進行清洗，以免車輪污染施工作業(yè)面。運輸車輛從施工便道處行駛，混合料在運輸過程中容易產(chǎn)生溫度離析，應(yīng)盡快運至施工現(xiàn)場。

3.5 瀝青混合料攤鋪

抗車轍瀝青混合料正式攤鋪前，對攤鋪機進行必要的安裝調(diào)試，并于熨平板和料斗處涂抹黏結(jié)油，將比例控制為油∶水=3∶1。將攤鋪設(shè)備預(yù)熱30 min左右，確保其溫度達到100 ℃，并調(diào)整熨平板，滿足路面虛鋪厚度要求。攤鋪施工過程中采用兩臺攤鋪機聯(lián)合施作的方式，前后間距控制在3 m左右，施工速率為3 m/min，溫度不得低于160 ℃，確保攤鋪溫度滿足施工要求。攤鋪過程中施工技術(shù)人員應(yīng)對攤鋪平整度進行實時監(jiān)控，針對攤鋪不到位的區(qū)域進行人工修補。

3.6 瀝青混合料碾壓

攤鋪施工完畢后開展混合料碾壓作業(yè)，混合料的碾壓施工分為初壓、復(fù)壓以及終壓三個階段[5]，碾壓速度控制在2.0～2.2 km/h范圍內(nèi)為宜，而且應(yīng)對碾壓溫度進行嚴(yán)格控制。首先采用雙鋼輪壓路機進行兩遍靜壓，復(fù)壓采用膠輪壓路機進行4～6遍的振壓，最后采用雙鋼輪壓路機進行1～2遍的靜壓。碾壓施工完畢后，現(xiàn)場施工人員及時對壓實度進行監(jiān)測，確保整體壓實度和平整度滿足設(shè)計要求。

3.7 養(yǎng)生

瀝青混合料碾壓成型后及時進行養(yǎng)生處理，養(yǎng)生時間控制在7 d左右，利用塑料薄膜覆蓋加灑水的方式進行處理，路面存在缺水現(xiàn)象時及時予以補水，養(yǎng)生期間嚴(yán)禁車輛通行。在適當(dāng)位置設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)牌或隔離墩，以免破壞已成型路面，待壓實度滿足設(shè)計要求且溫度低于50 ℃后即可開放交通[6]。

3.8 施工質(zhì)量檢測

嚴(yán)格按照抗車轍瀝青路面專項施工技術(shù)方案進行現(xiàn)場施工，各原材料檢測質(zhì)量應(yīng)滿足設(shè)計要求?？管囖H瀝青路面施工完畢后，為評價整體施工質(zhì)量，選取5個檢測點，分別對施工完成面上的滲水系數(shù)、壓實度、平整度、摩擦系數(shù)以及穩(wěn)定度進行現(xiàn)場檢測，檢測結(jié)果如表7所示。分析檢測結(jié)果可知，各項指標(biāo)均滿足設(shè)計規(guī)范要求，抗車轍性能良好。

表7 質(zhì)量檢測結(jié)果

4 結(jié)語

高速公路運營一段時間后，會產(chǎn)生車轍病害問題，降低瀝青路面的行車舒適性和安全性。該文就抗車轍瀝青路面設(shè)計及應(yīng)用進行研究，對各項原材料性能指標(biāo)進行分析，通過室內(nèi)試驗來制定最佳級配及性能參數(shù)。完成設(shè)計后進行現(xiàn)場實際施工應(yīng)用，制定并實施專項抗車轍瀝青路面施工方案。以滲水系數(shù)、壓實度、平整度、摩擦系數(shù)及穩(wěn)定度等指標(biāo)就抗車轍瀝青路面施工質(zhì)量進行檢測。結(jié)果表明，采用抗車轍瀝青路面施工技術(shù)可有效改善瀝青路面車轍病害問題，延長公路使用壽命，具有較強的可行性和實用性。