玄武巖纖維提升瀝青混凝土性能的合適摻量

王遠(yuǎn)

（江蘇宿遷交通工程建設(shè)有限公司，江蘇 宿遷 223800）

從我國(guó)公路行業(yè)步入高速發(fā)展時(shí)期以來(lái)，瀝青混凝土路面一直是我國(guó)公路路面的主要類(lèi)型。但隨著交通量的不斷增長(zhǎng)和超載超限現(xiàn)象的層出不窮，給公路事業(yè)發(fā)展帶來(lái)了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，瀝青混凝土路面的使用壽命不能達(dá)到設(shè)計(jì)使用的要求，出現(xiàn)了較大規(guī)模的損壞。此外，在通車(chē)早期，會(huì)出現(xiàn)裂縫、車(chē)轍等病害，主要是由半剛性基層和高溫穩(wěn)定性不足引起的。

一.工程概況

某路段路面結(jié)構(gòu)由“瀝青混凝土面層+水泥穩(wěn)定碎石砂礫基層”組成，投入運(yùn)營(yíng)8年后，出現(xiàn)了較大規(guī)模的裂和車(chē)轍病害。檢測(cè)單位的舊路病害調(diào)查顯示，k2+500～k5+700、k8+300～k10+590等路段車(chē)轍十分嚴(yán)重。為此，有關(guān)部門(mén)討論后決定采取路面整體銑刨的方式養(yǎng)護(hù)維修，加鋪7cmAC-2+5cmAC-20+4cmAC-13結(jié)構(gòu)，同時(shí)上面層瀝青采用SBS改性瀝青防止路面車(chē)轍的產(chǎn)生。

二.原材料

（一）瀝青

該路段出現(xiàn)大規(guī)模的車(chē)轍和擁包，主要是由于該路段車(chē)流量高，瀝青混凝土的高溫穩(wěn)定性不足引起混合料流動(dòng)造成的。設(shè)計(jì)單位經(jīng)過(guò)充分考慮后決定采用SBS改性瀝青作為原材料，提高路面的高溫性能。

（二）集料

原路段采用石灰?guī)r作為原材料，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，原路段路面泛白，石灰?guī)r集料磨損度較高。因此，考慮到行車(chē)安全后決定采用當(dāng)?shù)厣a(chǎn)的玄武巖作為原材料。由于玄武巖呈中性，與瀝青的黏附性不足，應(yīng)適當(dāng)添加抗剝落劑來(lái)提高玄武巖碎石和瀝青的黏附等級(jí)，保證瀝青混凝土的質(zhì)量。

（三）礦粉

在瀝青混凝土中，均勻分散在混合料中的礦粉能夠提高瀝青混凝土的強(qiáng)度，保證其在行車(chē)荷載作用下具有良好的穩(wěn)定性。

（四）玄武巖纖維

在瀝青中添加一定含量的纖維后，纖維成分能夠與瀝青形成十分穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，能夠從各方面提高瀝青混凝土的性能。原路面由于采用瀝青混凝土路面出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的車(chē)轍等高溫條件引起的病害，在混凝土中添加玄武巖纖維能夠在一定程度上提高混凝土在高溫條件下的蠕變程度。

三.施工工藝

（一）瀝青混合料的拌和

由于混合料中摻加纖維的原因使得混合料拌和越久效果越好，高溫條件下長(zhǎng)時(shí)間拌和會(huì)導(dǎo)致瀝青混合料出現(xiàn)一定的老化現(xiàn)象，將會(huì)影響瀝青混凝土攤鋪后的使用壽命，因此需要通過(guò)嚴(yán)格控制混合料的拌和時(shí)間來(lái)控制混合料的質(zhì)量。

（二）瀝青混合料的運(yùn)輸

混合料裝料時(shí)，如采用一次性裝料方法，會(huì)使得粗集料和細(xì)集料分離。同時(shí)，在運(yùn)輸過(guò)程中由于不可避免的急剎等意外，會(huì)加劇瀝青混合料原材料的離析。因此在裝料時(shí)需要采用分批裝料法，且運(yùn)輸過(guò)程中要保證勻速運(yùn)輸混合料。

（三）瀝青混合料的攤鋪

原路段銑刨面層后，首先需要清掃上基層上的浮動(dòng)碎石，同時(shí)檢測(cè)其強(qiáng)度是否滿(mǎn)足要求，對(duì)于基層破損路段應(yīng)當(dāng)采取一定措施恢復(fù)其強(qiáng)度。混合料運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)后，攤鋪開(kāi)始時(shí)要根據(jù)設(shè)計(jì)文件要求設(shè)定好松鋪系數(shù)，路幅兩側(cè)通過(guò)鋼絲設(shè)定攤鋪高度，控制混合料攤鋪量。由于面層采用兩層結(jié)構(gòu)，下層攤鋪后應(yīng)及時(shí)跟進(jìn)碾壓，保證上面層攤鋪施工的連續(xù)性。攤鋪時(shí)需要注意的事項(xiàng)主要有以下幾點(diǎn)：

首先預(yù)熱攤鋪機(jī)，避免熱的瀝青混合料由于黏度過(guò)高黏結(jié)布料器；其次還要注意攤鋪過(guò)程中混合料是否發(fā)生離析，針對(duì)攤鋪不均勻部位，應(yīng)及時(shí)挖除重新攤鋪；最后，全幅一次性攤鋪較為容易造成離析和壓實(shí)不均勻現(xiàn)象，在保證質(zhì)量的前提下可以盡量分幅攤鋪，但需要處理攤鋪搭接處，防止路段修筑完成后水分滲入引起病害。

（四）瀝青混合料的碾壓

瀝青混凝土碾壓方式應(yīng)當(dāng)采用多臺(tái)梯隊(duì)碾壓形式，跟進(jìn)攤鋪碾壓時(shí)采用靜壓方式，采用噸位較大的壓路機(jī)能一定程度提高瀝青混凝土路面質(zhì)量。復(fù)壓采用振動(dòng)壓路機(jī)壓實(shí)路面，振動(dòng)壓路機(jī)利用沖擊波效果能較好地壓實(shí)路面，相比靜壓，振動(dòng)壓實(shí)是使瀝青混凝土路面達(dá)到規(guī)范要求密實(shí)度的關(guān)鍵。最后采用膠輪壓路機(jī)揉搓，使混合料中的顆粒重新排列，提高瀝青混凝土路面的密實(shí)效果。

四.試驗(yàn)路段性能檢驗(yàn)

（一）高溫穩(wěn)定性

為了驗(yàn)證新建路面的高溫穩(wěn)定性能，通過(guò)車(chē)轍試驗(yàn)評(píng)價(jià)摻加玄武巖纖維后路面的高溫性能，試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

表1 車(chē)轍試驗(yàn)和馬歇爾穩(wěn)定度結(jié)果

根據(jù)車(chē)轍試驗(yàn)結(jié)果，在瀝青混合料中摻加玄武巖纖維后，路面的高溫穩(wěn)定性能具有不同程度的提升，且在摻量為0.3%時(shí)，具有最佳的效果。

（二）水穩(wěn)定性

為了驗(yàn)證瀝青混凝土路面水穩(wěn)定性，通過(guò)浸水馬歇爾試驗(yàn)對(duì)其抗水損能力進(jìn)行分析，具體試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表2 浸水馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，在瀝青混凝土中摻加一定含量的玄武巖纖維成分后，瀝青混凝土路面的抗水損能力有不同程度的提升，其中在0.3%摻量時(shí)，路面抗水損能力最佳。

五.結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合具體實(shí)例，研究了瀝青混凝土在公路工程中的應(yīng)用，針對(duì)瀝青混凝土的原材料配比、施工工藝、試驗(yàn)路段性能進(jìn)行了簡(jiǎn)要的介紹，同時(shí)提出了一種提高道路瀝青路面性能的方法。結(jié)果表明，在瀝青混凝土中摻加0.3%含量的玄武巖纖維時(shí)，瀝青混凝土性能提升最佳。