高速公路大空隙排水瀝青路面施工技術(shù)研究

趙留忠

（張家口市路橋工程監(jiān)理咨詢有限責任公司，河北 張家口 075000）

1 引言

現(xiàn)階段，高速公路路面大多數(shù)以瀝青混凝土材料為主，瀝青路面相比于其他類型路面結(jié)構(gòu)具備更好的行車舒適性和安全性，且擁有較好的平整度和抗滑性。 然而，瀝青路面在運營過程中容易受到外界行車荷載、天氣環(huán)境等因素的影響，長時間會出現(xiàn)不同程度的病害問題， 進而導致瀝青路面使用性能降低，道路使用壽命下降。 因此，本文就大空隙排水瀝青路面應用進行研究，旨在改善瀝青路面排水、降噪、抗滑等效果，重點對大空隙排水瀝青路面施工技術(shù)要點進行分析， 并在具體工程中進行應用。

2 工程概況

某高速公路建設項目全線長為100.943 km， 設計行車速度為100 km/h，路基寬度為24.5 m，雙向四車道設計標準，路面以瀝青混凝土結(jié)構(gòu)形式。 該高速公路位于山區(qū)地帶，地形復雜多樣，且全面雨季較長，降雨量較大，公路投入運營后路面容易存在積水現(xiàn)象， 路面在積水長時間侵蝕下會導致其耐久性和穩(wěn)定性降低，同時行駛車輛容易打滑導致交通事故產(chǎn)生，因此，需對路面進行嚴格設計。 本項目選擇采用大孔隙開級配排水瀝青磨耗層（OGFC）排水瀝青路面，設計大空隙結(jié)構(gòu)，并對所涉及的大空隙排水瀝青路面設計方式和施工工藝進行重點研究。

3 排水式瀝青路面工程特性

大空隙排水瀝青路面應具備良好的路面排水、 降噪性能以及較大的空隙率， 以有效提升路面的抗滑性能。 在雨季期間， 大空隙排水瀝青路面上的積水能通過混凝土內(nèi)部的空隙下滲至封層處， 再結(jié)合封層上的排水橫槽將路面上的水霧以及積水及時引導至公路外側(cè)， 進而提高司乘人員駕駛的安全性和舒適性。 排水式瀝青路面的空隙結(jié)構(gòu)主要分為三大類，即連通空隙、半連通空隙以及獨立空隙，其中，連通空隙也稱為有效排水空隙， 它指的是能在一定時間內(nèi)排出少量自由水的集料間空隙，這些空隙能形成有效的連通通道，將水分排出路面之外。 半連通空隙也可稱為半有效排水空隙，其可短時間儲存滲入路面內(nèi)部的水分，但不能在路面內(nèi)部進行水分傳輸，使得連通空隙不具備排水性能；獨立空隙也稱為無效空隙，無法進行路面內(nèi)部水分儲存以及水分排出[1]。

4 大空隙排水瀝青混凝土設計

4.1 粗集料

大空隙排水瀝青混凝土中粗集料含量占比超過50%，充當足夠的骨架結(jié)構(gòu)，因此，選用的粗集料壓碎值應嚴格滿足規(guī)范要求。 本項目選擇玄武巖碎石用作混凝土粗集料，主要技術(shù)指標見表1。

表1 粗集料技術(shù)指標試驗結(jié)果

4.2 細集料

大空隙排水瀝青混凝土中細集料含量偏低， 但其性能決定著混凝土的路用性能，在混凝土內(nèi)部要用足填充料，進而調(diào)節(jié)混凝土內(nèi)部空隙大小。 本項目細集料選用機制砂，主要技術(shù)指標見表2。

表2 細集料技術(shù)指標試驗結(jié)果

4.3 填料

填料主要作用為提高混凝土內(nèi)集料與瀝青膠結(jié)料之間的黏結(jié)作用效果，本項目選用石灰?guī)r磨制細粉用作混凝土填料，摻量確定為4.2%，主要技術(shù)指標見表3。

表3 石灰?guī)r礦粉物理性能試驗結(jié)果

4.4 瀝青膠結(jié)料

由于大空隙排水瀝青路面內(nèi)部空隙率較大， 儲存的水分會侵蝕瀝青膠結(jié)料，導致路面的耐久性降低，因此，應選用性能較為優(yōu)異的瀝青膠結(jié)料。 本項目選用使用性能優(yōu)異的SBS改性瀝青作為瀝青膠結(jié)料，其主要技術(shù)指標見表4。

表4 SBS 改性瀝青主要性能指標檢測結(jié)果

4.5 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)后可有效提高其路用性能。 玄武巖纖維可瀝青混合料內(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(shù)指標見表5。

表5 玄武巖纖維技術(shù)指標

4.6 級配設計

本項目選擇OGFC-13 型級配作為設計級配，各粒徑集料通過率見表6。

表6 OGFC-13 型礦料級配

5 大空隙排水瀝青施工技術(shù)要點分析

5.1 大空隙排水瀝青路面施工工藝

大空隙排水瀝青路面施工工藝與普通瀝青路面大致相同。 首先進行瀝青混凝土拌和，提前對各項施工原材料的性能進行檢測，確保能滿足規(guī)范要求，并分類堆放，做好防潮防塵措施。 材料驗收進場后及時進行混凝土拌和施工，嚴格控制溫度和時間，技術(shù)人員對拌和質(zhì)量進行全程監(jiān)控。 拌和完畢后選用多臺運輸車進行運料處理， 提前在運輸車車廂內(nèi)部均勻涂抹一層隔離油，以免混凝土黏附于車內(nèi)，運輸過程中采用厚實帆布袋全面覆蓋，避免產(chǎn)生混凝土溫度離析。 混凝土進場后即可開展攤鋪施工，攤鋪過程需保持勻速、均勻、慢行，溫度不得高于180 ℃，現(xiàn)場技術(shù)人員對平整度進行監(jiān)控，攤鋪不到位或不徹底的情況需進行人工補鋪。 攤鋪完畢后及時進行混凝土碾壓，分3 階段施作，即初壓、復壓、終壓，壓實度需嚴格控制[2-4]。

5.2 大空隙排水瀝青路面施工質(zhì)量檢測

5.2.1 滲水性能檢測

本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(jié)果見表7。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(jié)果

5.2.2 抗滑性能檢測

本項目采用橫向力系數(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(jié)果見表8。 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，有效提高路面的抗滑性能。

表8 排水性路面試驗段橫向力系數(shù)檢測結(jié)果

5.2.3 降噪性能檢測

本項目選用60 km/h、80 km/h、100 km/h 三種行車速度來檢測車輛噪聲，并與密級配路面進行比較，結(jié)果見表9。檢測結(jié)果表明，大空隙排水瀝青路面具備有效的降噪效果，提高行車質(zhì)量[5]。

表9 各車速噪聲值

6 結(jié)語

本文就高速公路大空隙排水瀝青路面施工技術(shù)進行研究分析，結(jié)合實際高速公路瀝青路面工程，圍繞大孔隙排水瀝青路面的工程特性、原材料設計以及施工技術(shù)要點展開，并對其抗滑性、滲水性以及降噪性進行質(zhì)量檢測。 研究結(jié)果表明，采用大空隙排水瀝青路面施工技術(shù)能有效提高公路抗滑性能、降噪性能以及滲水性能，延長公路使用壽命，具有較高的可行性和實用性。