傅靜剛
(溫州市市政工程建設(shè)開發(fā)公司,浙江溫州 325000)
我國的高速公路,絕大多數(shù)面臨著重載車多,超載嚴(yán)重的實(shí)際情況,同時(shí)為了充分利用地材以降低造價(jià),基本上都采用半剛性材料為基層瀝青路面結(jié)構(gòu),所以在通車后不久路面就會(huì)出現(xiàn)明顯的車轍和大量的反射裂縫,一些研究資料表明,采用含大粒徑瀝青混合料基層的瀝青路面結(jié)構(gòu)有望很好的解決這個(gè)問題。但這方面的研究還不充分,這種路面結(jié)構(gòu)在實(shí)際工程中應(yīng)用也很少。因此對(duì)其進(jìn)行廣泛深入的研究是非常必要的。
基層是路面結(jié)構(gòu)中的重要層位,主要承受由層面?zhèn)鱽淼能囕v荷載的垂向力,并擴(kuò)散到下面的土基中,起到擴(kuò)散路面荷載、減少路面變形、防止和減緩路面病害的出現(xiàn)等作用[1]?;鶎討?yīng)有足夠的強(qiáng)度和剛度,并具有良好的擴(kuò)散應(yīng)力功能。按基層材料的力學(xué)性能分為柔性基層、半剛性基層和剛性基層三種。由于半剛性基層瀝青路面、剛性基層瀝青路面共同存在瀝青面層反射裂縫問題,因此在舊路改造中有必要設(shè)置裂縫緩解層的抗反射裂縫措施。
目前,國際上采用的抗反射裂縫緩解層主要有瀝青碎石、級(jí)配碎石等,其中瀝青碎石是一種以粗集料的骨架結(jié)構(gòu)為典型特征的瀝青混合料,具有優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性,由于其在作為大粒徑瀝青混合料。瀝青碎石按其使用特性分為三種,即密實(shí)式、半開式及開式[2]。國內(nèi)外瀝青碎石基層的研究表明,鋪設(shè)開級(jí)配大粒徑瀝青碎石(ATPB)是較為有效的防治反射裂縫的方法之一。
《溫州市濱江商務(wù)區(qū)甌江路市政工程(香源路-蒲州水閘段)》北起香源路(黎明東路),南至蒲州水閘。其中甌江路主線與蒲州大橋北引道連接,主線長度約3 510 m;甌江路在蒲州大橋兩側(cè)設(shè)置輔導(dǎo)與桃花島規(guī)劃五路連接,輔道長約250 m。在設(shè)計(jì)過程因其特殊性特采用采用二次成型方式,具體如下:
(1)第一次成型路面設(shè)置兩層共40 cm厚水泥穩(wěn)定碎石基層,上鋪6 cm厚瀝青混凝土面層后臨時(shí)開放交通。
(2)在一次路面通車后1 a后或拓寬新建部位局部沉降達(dá)10 cm時(shí)進(jìn)行路面二次成型:銑刨臨時(shí)瀝青混凝土面層,加鋪一層約20 cm厚(具體厚度以基層頂面設(shè)計(jì)標(biāo)高控制)水泥穩(wěn)定碎石基層后,按設(shè)計(jì)厚度鋪設(shè)瀝青混凝土面層,從而完成整個(gè)施工過程,竣工驗(yàn)收后正式交付使用。
在舊路改造中采用“大粒徑瀝青混合料”補(bǔ)強(qiáng)技術(shù),將大空襲瀝青碎石混合料直接鋪筑在舊路路面上,即可以作為補(bǔ)強(qiáng)層,也可以作為應(yīng)力擴(kuò)散層防止反射裂縫,又可以作為新路面的排水層,可以有效防止或延緩瀝青面層的反射裂縫。
粗骨料:溫州瞿溪石子;
細(xì)骨料:溫州瞿溪石子;
礦粉:金華蘭溪礦粉;
瀝青:鎮(zhèn)海東海牌AH-70#瀝青。
各原材料性能見表1、表2。
表1 各石子規(guī)格性能一覽表
表2 瀝青性能
在試驗(yàn)段中采用1.1節(jié)原材料,通過各石子的篩分分析見表3,合成適合溫州當(dāng)?shù)氐拇罅郊?jí)配曲線,見表4和圖2,其中原材料級(jí)配曲線見圖1。
圖1 原材料級(jí)配曲線
圖2 大粒徑瀝青混合料級(jí)配合成曲線
在1.1節(jié)、1.2節(jié)的基礎(chǔ)上,根據(jù)配合比調(diào)配方法,以標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范[2,3]為依據(jù),得出最佳油石比2.80%,拌制ATPB瀝青碎石所測(cè)各項(xiàng)性能指標(biāo)見表5,所拌ATPB瀝青碎石見圖3。
表5 大粒徑瀝青混合料試驗(yàn)段技術(shù)指標(biāo)
圖3 ATPB瀝青碎石
表3 原材料規(guī)格
表4 ATPB瀝青穩(wěn)定碎石級(jí)配
《溫州市濱江商務(wù)區(qū)甌江路市政工程(香源路-蒲州水閘段)》北起香源路(黎明東路),南至蒲州水閘。其中甌江路主線與蒲州大橋北引道連接,主線長度約3 510 m;甌江路在蒲州大橋兩側(cè)設(shè)置輔導(dǎo)與桃花島規(guī)劃五路連接,輔道長約250 m。在設(shè)計(jì)過程因其特殊性特采用采用二次成型方式;調(diào)整更換沉陷、破損的平石及檢查井、落水井。
根據(jù)試驗(yàn)配合比調(diào)整出相應(yīng)的生產(chǎn)配合比,確定最佳級(jí)配及油石比進(jìn)行鋪筑,本文只針對(duì)大粒徑那一層進(jìn)行分析解釋,對(duì)于鋪筑松鋪系數(shù)根據(jù)實(shí)際混合料進(jìn)行確定,施工時(shí)按規(guī)范溫度以壓路機(jī)進(jìn)行來回碾壓,直到密實(shí)、無明顯輪跡,邊角無法碾壓處,則用平板夯碾壓,以保證路面平整、順暢。甌江路ATPB瀝青碎石現(xiàn)場(chǎng)鋪筑情況見圖4。
圖4 甌江路ATPB瀝青碎石現(xiàn)場(chǎng)鋪筑情況
主要施工機(jī)械儀器見表6。
(1)ATPB瀝青碎石拌制過程中由于級(jí)配特性,小于0.075顆粒含量較少,在干燥筒中過熱拌和時(shí)會(huì)促使瀝青老化,故應(yīng)對(duì)拌和溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制。生產(chǎn)配合比必須隨著原材料實(shí)驗(yàn)配合比的變動(dòng)而變動(dòng)。
(2)運(yùn)輸過程中需采用大噸位的自卸車運(yùn)輸,運(yùn)輸過程中注意剎車減少離析,采用自帶蓋車輛或者采用保溫布保溫。
(3)因?yàn)锳TPB的特性,其厚度對(duì)離析影響很大,故在攤鋪過程中一定要保證其厚度,以便減少離析。
溫州市濱江商務(wù)區(qū)甌江路市政工程(香源路-蒲州水閘段)于2014年采用ATPB大粒徑瀝青碎石作為柔性基層鋪筑,經(jīng)過一段時(shí)間通車及觀察,工程基本未出現(xiàn)質(zhì)量問題,經(jīng)實(shí)測(cè)平整度、厚度及外觀等各項(xiàng)指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求,無明顯車轍、無裂縫,經(jīng)取芯試驗(yàn)壓實(shí)度符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求,經(jīng)成品料送檢試驗(yàn)馬歇爾各項(xiàng)指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求[4]。
表6 主要施工機(jī)械表
在處理半剛性基層病害時(shí),最嚴(yán)重的病害就是由于路基不均勻沉降或承載力不足引發(fā)的比較長的縱縫。采用半剛性或剛性基層,由于其抗裂性能差,縱向裂縫仍舊會(huì)產(chǎn)生。根據(jù)大粒徑瀝青混合料的特點(diǎn),對(duì)于基層有裂縫的路段,尤其是下基層也出現(xiàn)裂縫的反射,由于其空隙率比較大,還可以起到排除結(jié)構(gòu)層內(nèi)水分的作用。在溫州市濱江商務(wù)區(qū)甌江路市政工程(香源路-蒲州水閘段)維修改造中,應(yīng)用大粒徑瀝青混合料作為基層,取得了良好的效果。
[1]劉曉瓏.大粒徑瀝青混合料柔性基層在舊路改造中的應(yīng)用[J].公路交通與建設(shè)論壇,2003(9):320-323.
[2]JTG F40-2004,公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].
[3]JTG E20-2011,公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程[S].
[4]JTG D50-2006,公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范[S].