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(xún)有限責(zé)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(lèi)型路面結(jié)構(gòu)具備更好的行車(chē)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(yùn)營(yíng)過(guò)程中容易受到外界行車(chē)荷載、天氣環(huán)境等因素的影響，長(zhǎng)時(shí)間會(huì)出現(xiàn)不同程度的病害問(wèn)題， 進(jìn)而導(dǎo)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(yīng)用進(jìn)行研究，旨在改善瀝青路面排水、降噪、抗滑等效果，重點(diǎn)對(duì)大空隙排水瀝青路面施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行分析， 并在具體工程中進(jìn)行應(yīng)用。

2 工程概況

某高速公路建設(shè)項(xiàng)目全線長(zhǎng)為100.943 km， 設(shè)計(jì)行車(chē)速度為100 km/h，路基寬度為24.5 m，雙向四車(chē)道設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，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(fù)雜多樣，且全面雨季較長(zhǎng)，降雨量較大，公路投入運(yùn)營(yíng)后路面容易存在積水現(xiàn)象， 路面在積水長(zhǎng)時(shí)間侵蝕下會(huì)導(dǎo)致其耐久性和穩(wěn)定性降低，同時(shí)行駛車(chē)輛容易打滑導(dǎo)致交通事故產(chǎn)生，因此，需對(duì)路面進(jìn)行嚴(yán)格設(shè)計(jì)。 本項(xiàng)目選擇采用大孔隙開(kāi)級(jí)配排水瀝青磨耗層（OGFC）排水瀝青路面，設(shè)計(jì)大空隙結(jié)構(gòu)，并對(duì)所涉及的大空隙排水瀝青路面設(shè)計(jì)方式和施工工藝進(jìn)行重點(diǎn)研究。

3 排水式瀝青路面工程特性

大空隙排水瀝青路面應(yīng)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(guò)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(shí)引導(dǎo)至公路外側(cè)， 進(jìn)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(lèi)，即連通空隙、半連通空隙以及獨(dú)立空隙，其中，連通空隙也稱(chēng)為有效排水空隙， 它指的是能在一定時(shí)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(chēng)為半有效排水空隙，其可短時(shí)間儲(chǔ)存滲入路面內(nèi)部的水分，但不能在路面內(nèi)部進(jìn)行水分傳輸，使得連通空隙不具備排水性能；獨(dú)立空隙也稱(chēng)為無(wú)效空隙，無(wú)法進(jìn)行路面內(nèi)部水分儲(chǔ)存以及水分排出[1]。

4 大空隙排水瀝青混凝土設(shè)計(jì)

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(guò)50%，充當(dāng)足夠的骨架結(jié)構(gòu)，因此，選用的粗集料壓碎值應(yīng)嚴(yán)格滿足規(guī)范要求。 本項(xiàng)目選擇玄武巖碎石用作混凝土粗集料，主要技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 粗集料技術(shù)指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果

4.2 細(xì)集料

大空隙排水瀝青混凝土中細(xì)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(jìn)而調(diào)節(jié)混凝土內(nèi)部空隙大小。 本項(xiàng)目細(xì)集料選用機(jī)制砂，主要技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表2。

表2 細(xì)集料技術(shù)指標(biāo)試驗(yàn)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(xiàng)目選用石灰?guī)r磨制細(xì)粉用作混凝土填料，摻量確定為4.2%，主要技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表3。

表3 石灰?guī)r礦粉物理性能試驗(yàn)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(chǔ)存的水分會(huì)侵蝕瀝青膠結(jié)料，導(dǎo)致路面的耐久性降低，因此，應(yīng)選用性能較為優(yōu)異的瀝青膠結(jié)料。 本項(xiàng)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(biāo)見(jiàn)表4。

表4 SBS 改性瀝青主要性能指標(biāo)檢測(cè)結(jié)果

4.5 玄武巖纖維

玄武巖纖維具有環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性以及制造簡(jiǎn)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(biāo)見(jiàn)表5。

表5 玄武巖纖維技術(shù)指標(biāo)

4.6 級(jí)配設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目選擇OGFC-13 型級(jí)配作為設(shè)計(jì)級(jí)配，各粒徑集料通過(guò)率見(jiàn)表6。

表6 OGFC-13 型礦料級(jí)配

5 大空隙排水瀝青施工技術(shù)要點(diǎn)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(jìn)行瀝青混凝土拌和，提前對(duì)各項(xiàng)施工原材料的性能進(jìn)行檢測(cè)，確保能滿足規(guī)范要求，并分類(lèi)堆放，做好防潮防塵措施。 材料驗(yàn)收進(jìn)場(chǎng)后及時(shí)進(jìn)行混凝土拌和施工，嚴(yán)格控制溫度和時(shí)間，技術(shù)人員對(duì)拌和質(zhì)量進(jìn)行全程監(jiān)控。 拌和完畢后選用多臺(tái)運(yùn)輸車(chē)進(jìn)行運(yùn)料處理， 提前在運(yùn)輸車(chē)車(chē)廂內(nèi)部均勻涂抹一層隔離油，以免混凝土黏附于車(chē)內(nèi)，運(yùn)輸過(guò)程中采用厚實(shí)帆布袋全面覆蓋，避免產(chǎn)生混凝土溫度離析。 混凝土進(jìn)場(chǎng)后即可開(kāi)展攤鋪施工，攤鋪過(guò)程需保持勻速、均勻、慢行，溫度不得高于180 ℃，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員對(duì)平整度進(jìn)行監(jiān)控，攤鋪不到位或不徹底的情況需進(jìn)行人工補(bǔ)鋪。 攤鋪完畢后及時(shí)進(jìn)行混凝土碾壓，分3 階段施作，即初壓、復(fù)壓、終壓，壓實(shí)度需嚴(yán)格控制[2-4]。

5.2 大空隙排水瀝青路面施工質(zhì)量檢測(cè)

5.2.1 滲水性能檢測(cè)

本項(xiàng)目在施工完畢后采用滲水系數(shù)測(cè)定儀對(duì)排水性瀝青路面試驗(yàn)路段進(jìn)行測(cè)定，其檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表7。得出，排水性瀝青混凝土路面試驗(yàn)路段施工完畢后，其滲水系數(shù)滿足規(guī)范要求，證實(shí)其路面透水性能良好。

表7 排水性路面試驗(yàn)路段滲水系數(shù)檢測(cè)結(jié)果

5.2.2 抗滑性能檢測(cè)

本項(xiàng)目采用橫向力系數(shù)檢測(cè)車(chē)來(lái)評(píng)價(jià)排水性瀝青路面試驗(yàn)路段的抗滑性能，其檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表8。 由表8 數(shù)據(jù)可得，排水性瀝青混凝土路面試驗(yàn)路段施工完畢后， 其橫向力系數(shù)滿足規(guī)范要求，證實(shí)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(yàn)段橫向力系數(shù)檢測(cè)結(jié)果

5.2.3 降噪性能檢測(cè)

本項(xiàng)目選用60 km/h、80 km/h、100 km/h 三種行車(chē)速度來(lái)檢測(cè)車(chē)輛噪聲，并與密級(jí)配路面進(jìn)行比較，結(jié)果見(jiàn)表9。檢測(cè)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(chē)質(zhì)量[5]。

表9 各車(chē)速噪聲值

6 結(jié)語(yǔ)

本文就高速公路大空隙排水瀝青路面施工技術(shù)進(jìn)行研究分析，結(jié)合實(shí)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(shè)計(jì)以及施工技術(shù)要點(diǎn)展開(kāi)，并對(duì)其抗滑性、滲水性以及降噪性進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè)。 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(zhǎng)公路使用壽命，具有較高的可行性和實(shí)用性。