舊路改造綠色施工綜合養(yǎng)護技術(shù)研究

李升亮

摘要：目前我國面臨著大量的道路加鋪補強工程，各地普遍采用半剛性材料進行結(jié)構(gòu)補強，雖然半剛性材料能提供較好的承載能力，但半剛性材料由于自身開裂會引起反射裂縫問題，造成路面結(jié)構(gòu)質(zhì)量惡化。瀝青穩(wěn)定碎石混合料（ATB）具有良好的路用性能和力學(xué)性能，在加鋪補強工程中，可有效避免半剛性基層自身收縮所引起的反射裂縫。當(dāng)前我國在對ATB材料的研究中，多數(shù)集中于新建柔性結(jié)構(gòu)道路的應(yīng)用研究，利用ATB材料對原半剛性瀝青路面進行加鋪補強的案例相對較少，對ATB材料加鋪補強工程中的材料設(shè)計、路用性能、力學(xué)性能、施工工藝及補強后瀝青路面的使用性能的研究還不完善，對利用ATB材料加鋪補強的技術(shù)經(jīng)濟效益還存在誤解。本研究就是在此基礎(chǔ)上依托于項目實際，對將ATB材料應(yīng)用于舊路改造工程中所采用的相關(guān)技術(shù)展開的相應(yīng)研究，經(jīng)由工程實踐證明，采用該技術(shù)不僅具備較好的經(jīng)濟效益及社會效益，且具有較好的環(huán)境保護效果，經(jīng)由改造后的舊路對比傳統(tǒng)改造工藝，具有更長的使用壽命。

關(guān)鍵詞：瀝青穩(wěn)定碎石混合料（ATB）;舊路改造;綠色施工;技術(shù)

引言：

在黑龍江省普通國省干線公路質(zhì)量提升專項工程A1-6工區(qū)，全線采用柔性基層補強的方案。舊水泥混凝土路面損壞嚴(yán)重路段采用共振碎石化作為底基層使用，較好路段直接加鋪補強的結(jié)構(gòu)形式，補強結(jié)構(gòu)為5cm中粒式（改性）瀝青混凝土上面層+6cm中粒式（改性）瀝青混凝土下面層+8cmATB-25密級配瀝青穩(wěn)定碎石柔性基層的方案。優(yōu)點為柔性基層在溫度變化，產(chǎn)生應(yīng)力影響方面的情況要比半剛性基層相對較好，不易出現(xiàn)反射裂縫問題;柔性基層與瀝青面層相比模量變異性不大，不易產(chǎn)生車轍，而且抗疲勞性能較好。

1.ATB材料優(yōu)勢分析

在舊路的加鋪補強工程中，瀝青穩(wěn)定碎石混合料作為柔性基層補強材料具有技術(shù)和經(jīng)濟優(yōu)勢。柔性基層路面具有良好的使用效果和較長的使用壽命，可以用于交通量較大的道路上。對于半剛性基層經(jīng)常出現(xiàn)的早期損壞等問題，瀝青穩(wěn)定碎石基層可以很好地解決。研究發(fā)現(xiàn)ATB材料有以下技術(shù)經(jīng)濟優(yōu)勢：

（1）半剛性材料作為基層時，會導(dǎo)致路面產(chǎn)生反射裂縫，而ATB混合料作為柔性基層時，路面不會出現(xiàn)反射裂縫，這是采用ATB基層最主要的優(yōu)點。

（2）ATB材料與面層瀝青混合料相似，層間的聯(lián)結(jié)狀態(tài)牢固，使路面結(jié)構(gòu)形成一個整體，面層所受荷載、變形可以很協(xié)調(diào)地傳遞到基層，有利于對交通荷載的擴散，延緩病害的發(fā)生。

（3）采用ATB基層進行路面補強，結(jié)構(gòu)設(shè)計更為靈活，能更好的反映工程實際情況。而采用半剛性基層時，對于某些路段，經(jīng)過理論計算只需要較薄的補強厚度，但為了滿足最小壓實厚度和施工的要求，需要人為的將補強厚度提高到20厘米左右，增加了工程造價。

在本工程項目中，瀝青碎石混合料主要采用ATB-25混合料，ATB-25瀝青碎石混合料屬于嵌擠骨架-密實型結(jié)構(gòu)空隙率為3%～6%具有較高的抗剪強度、抗彎拉強度和耐疲勞特性;粗集料粒徑及含量都比普通瀝青混凝土要大，瀝青含量較低，在不增加造價的情況下增加下面層厚度達(dá)到增強瀝青路面的抗車轍能力及延緩反射裂縫發(fā)生的目的。

ATB混合料各項路用性能良好，特別是高溫穩(wěn)定性能和抗反射裂縫性能，對于減少車轍和反射裂縫這兩種我國瀝青路面主要病害形式具有明顯優(yōu)勢;ATB混合料的動態(tài)模量和抗壓回彈模量均大于AC-25混合料，最大可相差1.5倍以上，表明ATB混合料具有良好的力學(xué)性能，能有效的擴散交通荷載，減少路面病害;ATB基層施工工藝簡單，對施工設(shè)備無需改進，在瀝青路面加鋪補強工程中有很好的適用性，為解決傳統(tǒng)半剛性基層所引起的一系列問題提供了有效的途徑，具有明顯的技術(shù)經(jīng)濟效益。

2.瀝青穩(wěn)定碎石混合料（ATB）在舊路改造工程中的應(yīng)用過程

2.1混合料配合比設(shè)計

對所用原材料進行檢測，包括瀝青的各項性能指標(biāo)、集料的密度指標(biāo)及篩分結(jié)果。然后對ATB-25混合料進行配合比設(shè)計，ATB-25采用常規(guī)馬歇爾法設(shè)計，確定混合料的合成礦料級配、最佳瀝青用量、體積指標(biāo)等參數(shù)。

1）進行生產(chǎn)配合比設(shè)計時，礦料集配應(yīng)盡量向目標(biāo)配合比設(shè)計曲線靠攏，避免出現(xiàn)明顯鋸齒形交錯在0.3～06mm范圍內(nèi)不出現(xiàn)“駝峰”現(xiàn)象調(diào)整冷料倉的進料比例達(dá)到供料平衡在各熱料倉取樣篩分確定各熱料倉配料比

2）生產(chǎn)配合比設(shè)計時應(yīng)取目標(biāo)配合比設(shè)計的最佳油石比及+03%進行馬歇爾試驗和試拌通過室內(nèi)試驗及從拌和機取樣試驗綜合確定生產(chǎn)配合比的最佳瀝青用量：生產(chǎn)配合比設(shè)計所得最佳油石比不得超過目標(biāo)配合比設(shè)計最佳油石比+0.2%。須采用大馬歇爾試件以及10cm車轍板（分兩層壓實）驗證其體積指標(biāo)和高溫穩(wěn)定性。

2.2瀝青穩(wěn)定碎石混合料的應(yīng)用

在確定出ATB-25混合料的生產(chǎn)配合比之后，還需要對其路用性能以及力學(xué)性能進行研究，并采用設(shè)計配合進行試驗路段鋪筑，以觀測其應(yīng)用性能。具體過程主要如下：

（1）對ATB-25混合料進行高溫穩(wěn)定性能、抗水損害性能、低溫抗裂性能、滲水性能、抗反射裂縫性能、抗疲勞開裂性能試驗，并分析評價不同粒徑ATB混合料的路用性能指標(biāo)。

（2）對ATB-25混合料進行動、靜態(tài)力學(xué)參數(shù)試驗，包括：動態(tài)模量試驗、抗壓回彈模量試驗，并對其結(jié)果進行分析。通過力學(xué)參數(shù)試驗結(jié)果，對JTGD50-2006、JTGD50-2017《公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范》中進行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計與計算時采用的設(shè)計參數(shù)進行比較。

（3）鋪筑試驗路段，進行ATB-25瀝青碎石混合料的試拌、試鋪和試壓試驗，根據(jù)試驗段所得出的相關(guān)數(shù)據(jù)，提出生產(chǎn)用的礦料集配和瀝青用量、松鋪系數(shù)、壓實控制方法、解封方法等。

3.結(jié)束語

經(jīng)由試驗段鋪筑結(jié)束后，對試驗段進行長期觀測，并與傳統(tǒng)的半剛性基層補強材料在性能、造價等方面進行分析比較后發(fā)現(xiàn)，ATB作為補強材料在技術(shù)經(jīng)濟方面具有更多優(yōu)勢，證明ATB材料在路面結(jié)構(gòu)加鋪補強中具有更強的適用性。工程實踐證明，將ATB應(yīng)用于舊路改造工程中，具有良好的經(jīng)濟效益及社會效益。

首先，混合料作為基層材料在加鋪補強施工過程中，施工工藝簡單，對施工、生產(chǎn)、攤鋪設(shè)備無需改進，能夠快速施工，降低工程成本，且施工質(zhì)量可靠。其次，混合料試驗路運行狀況良好，路面平整，沒有產(chǎn)生半剛性基層路面常見的早期損壞。最后，ATB混合料作為柔性基層時，路面不會出現(xiàn)反射裂縫;具有很好的高溫穩(wěn)定性，能有效延緩車轍的產(chǎn)生;具有良好的抗水損害性能;層間應(yīng)力應(yīng)變傳遞協(xié)調(diào)過渡;結(jié)構(gòu)設(shè)計更為靈活，能更好的反映工程實際情況;節(jié)省資源和后期維修養(yǎng)護費用，有很好的環(huán)境保護效果;施工時間短;有較長的使用壽命。

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和對高速公路要求的提高，采用具有更好使用性能、更高壽命的較厚瀝青層的ATB柔性基層在未來將成為主流路面結(jié)構(gòu)形式。在瀝青路面加鋪補強工程中，使用ATB柔性基層，有助于豐富高速公路加鋪補強過程中結(jié)構(gòu)形式的選擇，對于進一步提高高等級公路路面的使用效果，延長路面使用壽命，減輕路面養(yǎng)護的壓力，具有較大的技術(shù)效益和經(jīng)濟效益。

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