高速公路抗車轍瀝青路面施工技術(shù)研究

杜欣峰

（中建路橋集團(tuán)有限公司，石家莊 050011）

1 引言

高速公路建設(shè)項(xiàng)目中，多采用瀝青混凝土路面，瀝青路面主要由集料、瀝青膠結(jié)料等混合而成，由于各原材料性能差異以及施工工藝的不同，瀝青路面在長期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影響下，表層瀝青出現(xiàn)老化，在車輪碾壓過程中局部混合料產(chǎn)生推移，進(jìn)而形成車轍病害[1-2]?；谏鲜鲇^點(diǎn)，為防止車轍病害的產(chǎn)生，可在混合料設(shè)計(jì)階段進(jìn)行研究，即對抗車轍瀝青路面進(jìn)行設(shè)計(jì)，本文針對該原則，重點(diǎn)圍繞抗車轍瀝青路面進(jìn)行探討研究。

2 工程概況

某高速公路工程全線共計(jì)112.333 km，路面材料為瀝青混凝土，路基寬度為26.5 m。前期高速公路初步設(shè)計(jì)、地質(zhì)勘察時(shí)得出，該高速公路沿線主要為橫縱溝壑，對應(yīng)的縱坡率最高達(dá)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，且預(yù)計(jì)交通量較高，因此，在公路瀝青路面設(shè)計(jì)時(shí)需對抗車轍問題進(jìn)行重點(diǎn)考慮。本項(xiàng)目路面設(shè)計(jì)為抗車轍瀝青路面，通過摻加抗車轍劑實(shí)現(xiàn)。

3 抗車轍瀝青路面設(shè)計(jì)

3.1 集料

在抗車轍瀝青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，礦料特性對瀝青路面各項(xiàng)路用性能起到重要作用，該工程項(xiàng)目采用無雜質(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[3]。

3.2 瀝青

因?yàn)r青和集料之間的黏結(jié)力有較高的標(biāo)準(zhǔn)要求。該工程采用性價(jià)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，主要性能指標(biāo)檢測結(jié)果見表1。

表1 SBS改性瀝青主要性能指標(biāo)檢測結(jié)果

3.3 級配設(shè)計(jì)

抗車轍瀝青路面設(shè)計(jì)中，級配對其路用性能起到?jīng)Q定性作用，應(yīng)結(jié)合室內(nèi)試驗(yàn)（馬歇爾試驗(yàn)、篩分試驗(yàn)等）來綜合確定混合料級配設(shè)計(jì)。本項(xiàng)目中抗車轍瀝青路面各結(jié)構(gòu)層級配設(shè)計(jì)結(jié)果見表2。

表2 抗車轍瀝青路面各結(jié)構(gòu)層級配設(shè)計(jì)

3.4 室內(nèi)試驗(yàn)

3.4.1 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(yàn)進(jìn)行物理性能研究，不同抗車轍劑摻量下瀝青混合料的物理指標(biāo)檢測結(jié)果見表3。

表3 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

3.4.2 高溫性能

采用車轍試驗(yàn)對不同抗車轍劑摻量下瀝青混合料的高溫性能進(jìn)行測試研究，其檢測結(jié)果見表4。

表4 不同抗車轍劑摻量下瀝青混合料的高溫性能檢測結(jié)果

4 抗車轍瀝青路面施工技術(shù)要點(diǎn)

4.1 基層清理

抗車轍路面正式施工前，應(yīng)對基層進(jìn)行全面的清理，首先利用平地機(jī)進(jìn)行整體整平，接著采用高壓水槍來清洗經(jīng)整平的基層表面，確保保持整體清潔，再利用吹風(fēng)機(jī)進(jìn)行干燥[4]。

4.2 碎石及瀝青灑布

待基層清理完畢后，即可在其表面進(jìn)行碎石與瀝青的灑布碾壓，以確?；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(jìn)行3遍左右的碾壓施工，碾壓結(jié)束后再次進(jìn)行人工清掃，并封鎖交通，避免車輛與行人通往。

4.3 瀝青混合料拌和

提前將各項(xiàng)施工原材料進(jìn)行性能檢測，檢測不合格的材料嚴(yán)禁投入施工使用。結(jié)合事前設(shè)計(jì)好的配合比依次將原材料投入至拌和倉內(nèi)進(jìn)行拌和施工，采用間歇式拌和機(jī)進(jìn)行施作，集料和瀝青的加熱溫度控制在175℃左右，且分別進(jìn)行15 s的干拌和45 s的濕拌，并確?；旌狭系某鰪S溫度不低于170℃，同時(shí)保證無任何離析料或花白料。

4.4 瀝青混合料運(yùn)輸

采用自卸運(yùn)輸車進(jìn)行出廠混合料運(yùn)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[5]。結(jié)合前—后—中的順序進(jìn)行裝料，降低混合料下落過程中離析的產(chǎn)生，裝料完畢后選用厚實(shí)帆布袋進(jìn)行覆蓋，防止運(yùn)輸過程中的溫度散失，同時(shí)運(yùn)輸車按照指定的路線進(jìn)行行駛，非特殊情況不得隨意更改運(yùn)輸路線，以免影響施工進(jìn)度。

4.5 瀝青混合料攤鋪

抗車轍瀝青混合料正式攤鋪前，對攤鋪機(jī)進(jìn)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，另外，將攤鋪設(shè)備預(yù)熱約30 min，確保其溫度達(dá)到100℃，并調(diào)整熨平板，滿足路面虛鋪厚度。攤鋪施工過程中采用兩臺攤鋪機(jī)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℃，現(xiàn)場人員及時(shí)進(jìn)行現(xiàn)場質(zhì)量監(jiān)控。

4.6 瀝青混合料碾壓

攤鋪施工完畢后即可開展混合料碾壓作業(yè)，混合料碾壓施工分為初壓、復(fù)壓以及終壓3個(gè)階段，碾壓速度控制在2.0~2.2 km/h為宜，碾壓過程中需要對碾壓溫度進(jìn)行嚴(yán)格控制，首先采用雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行兩遍靜壓，復(fù)壓采用膠輪壓路機(jī)進(jìn)行4~6遍的振壓，最后再采用雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行1~2遍的靜壓。碾壓施工完畢后，現(xiàn)場施工人員及時(shí)對實(shí)際壓實(shí)度進(jìn)行監(jiān)測。

4.7 養(yǎng)護(hù)

瀝青混合料碾壓成型后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理，養(yǎng)護(hù)時(shí)間控制在7 d左右，并利用塑料薄膜覆蓋加灑水的方式進(jìn)行處理，路面存在缺水現(xiàn)象時(shí)應(yīng)及時(shí)予以補(bǔ)水操作，在養(yǎng)護(hù)期間嚴(yán)禁車輛通行，待壓實(shí)度滿足設(shè)計(jì)要求且溫度低于50℃后即可開放交通[6]。

4.8 施工質(zhì)量檢測

抗車轍瀝青路面施工完畢后，為評價(jià)整體施工質(zhì)量，現(xiàn)選取5個(gè)檢測點(diǎn)，分別對施工完成面上的滲水系數(shù)、壓實(shí)度、平整度、摩擦系數(shù)以及穩(wěn)定度等指標(biāo)進(jìn)行現(xiàn)場檢測，其檢測結(jié)果見表5。結(jié)合檢測結(jié)果得出，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求，其抗車轍性能良好。

表5 質(zhì)量檢測結(jié)果

5 結(jié)語

為改善瀝青路面使用性能，本文就抗車轍瀝青路面設(shè)計(jì)及應(yīng)用進(jìn)行重點(diǎn)研究。首先對各項(xiàng)原材料性能指標(biāo)進(jìn)行分析，通過室內(nèi)試驗(yàn)確定最佳級配及性能參數(shù)，完成設(shè)計(jì)后進(jìn)行現(xiàn)場實(shí)際施工應(yīng)用，結(jié)合質(zhì)量檢測得出，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。