開級配抗滑磨耗層瀝青路面施工工藝

顧永標(biāo)

（貴州高速公路集團(tuán)有限公司營運事業(yè)部安順中心，貴州 安順 561000）

開級配瀝青磨耗層是具有連通孔隙的開級配瀝青混合料，它能使路表水經(jīng)由結(jié)構(gòu)層所連通的孔隙快速排出，顯著提升瀝青路面抗滑防水性能，還具有降噪、防炫光、提升行車安全等技術(shù)優(yōu)勢。由于開級配瀝青磨耗層的孔隙率大、瀝青用量少，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、材料耐久性及車轍動穩(wěn)定度不高，考慮到我國公路超載超限車輛眾多的情況，如果沿用國外開級配瀝青磨耗層混合料配合比幾乎無法滿足我國公路運營的實際情況，因此必須重新設(shè)計、改進(jìn)混合料配合比。本文通過對該技術(shù)在既有公路段施工過程中的應(yīng)用分析，總結(jié)了開級配瀝青磨耗層混合料性能優(yōu)勢及質(zhì)量控制要點，為該技術(shù)在我國高等級公路中的推廣應(yīng)用提供借鑒參考。

一、工程概況

X高速公路K1100+000～K1145+210段位于典型的亞熱帶季風(fēng)性濕潤氣候區(qū)，根據(jù)氣象資料，公路沿線高溫多雨，年平均降水量為845～1200mm。該路段為瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)，全長45.21km，采用雙向四車道高速公路標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計行車時速為100～120km/h。

自2014年建成運營以來，隨著交通量的增長及重載超限車輛的增多，該路段先后出現(xiàn)深淺不一的坑槽、裂縫、沉降等病害，為確保公路持續(xù)良好運營，必須及時處治路面病害?？紤]到該路段大部分病害均剛剛出現(xiàn)，并未波及結(jié)構(gòu)層，而且線路所處區(qū)域四季多雨，為保證預(yù)防性養(yǎng)護(hù)后的公路路面能及時排水，避免路面及路基結(jié)構(gòu)遭受水損，養(yǎng)護(hù)團(tuán)隊決定在其結(jié)構(gòu)層上加鋪開級配抗滑磨耗層作為瀝青面層，在修復(fù)既有病害的基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)層排水、防水漂、抗滑、耐磨、降噪、減少水霧的功能。

二、施工工藝

在加鋪開級配抗滑磨耗層前，必須對舊路面既有病害進(jìn)行修復(fù)、車轍鏟除和封縫處理。

（一）原材料選擇

1.瀝青

本工程所使用的基質(zhì)瀝青應(yīng)比同施工條件下所用瀝青高出兩個等級，包裹瀝青膜厚度增大的高粘稠度改性瀝青性能穩(wěn)定，裹覆力強(qiáng)，可應(yīng)用于本工程開級配瀝青磨耗層路面，其25℃針入度＞40（0.1mm），軟化點在80℃以上，15℃延展性至少為50cm，閃點不低于260℃，弗拉斯脆點在零下20℃以下，加熱后質(zhì)量變化率不超出0.6%且針入度殘留率不小于65%，25℃強(qiáng)韌性和粘接力分別大于20N·m和15N·m，60℃粘滯度20000Pa·s。

2.集料

結(jié)合國外實踐經(jīng)驗，粒徑13mm的石料在降噪、抗滑、排水及耐久性等方面性能最佳，扁長石料反向角度不易掌握且容易破碎，故本工程選用粒徑13mm的方形石粗集料。細(xì)集料則使用人工砂，自然石形狀較圓，不利于混合料粘接，故不使用。在確定好原材料后，應(yīng)采用粗集料壓碎值試驗方法確定材料質(zhì)量，避免施工過程中發(fā)生集料破碎、脫落及剝離等病害。

3.纖維

摻加纖維主要是為了增強(qiáng)瀝青膜厚度、穩(wěn)定瀝青性能，起到提升混合料耐久性、改善瀝青漿體高溫流變性等作用。一般情況下，會視情況添加聚酯纖維或木質(zhì)素纖維，通過比較兩種纖維材料對開級配瀝青混合料性能的影響（如圖1所示），同時考慮本工程油石比在4.5～6.0%范圍內(nèi)且節(jié)約材料成本等因素，最終按照0.3%的比例摻加聚酯纖維。開級配瀝青磨耗層材料性能試驗結(jié)果詳見表1。

表1.開級配瀝青磨耗層材料性能試驗結(jié)果

圖1.纖維類型及摻量對開級配瀝青混合料析漏損失的影響

（二）混合料拌和及運輸

開級配瀝青磨耗層混合料拌和溫度過高會導(dǎo)致瀝青析漏，而拌和溫度過低又會增大施工難度，本工程開級配瀝青加熱溫度應(yīng)控制在165～180℃，粗細(xì)集料加熱溫度應(yīng)控制在175～195℃，拌和料出廠溫度應(yīng)控制在175～190℃，攤鋪、初壓、復(fù)壓及終壓施工溫度應(yīng)至少為165℃、150℃、135℃和110℃。開級配瀝青磨耗層混合料拌制時間根據(jù)試拌結(jié)果確定，在拌和開始后，先投加礦料干拌10～15s，再投加瀝青和礦粉濕拌40～50s后出料，總拌和時間控制在60～70s。混合料拌和過程中，必須確保瀝青均勻裹覆全部集料顆粒，拌制完成的混合料在儲料倉內(nèi)的存放時間應(yīng)控制在30min內(nèi)。運輸混合料時，在運料車外壁包裹隔溫材料、在運料車頂部覆蓋雙層篷布，起到防塵保溫的作用。

（三）攤鋪

開級配瀝青磨耗層混合料應(yīng)當(dāng)鋪筑在路面表層以發(fā)揮功能層作用，其下臥層應(yīng)密水并設(shè)置坡度2%以上的排水橫坡。為增強(qiáng)開級配瀝青磨耗層混合料與下臥層的粘結(jié)性，應(yīng)當(dāng)在下臥層表面按0.4～0.6L/m2的量均勻灑布SBS改性瀝青粘層材料，并選擇環(huán)境溫度15℃以上的時間攤鋪施工。在攤鋪前將攤鋪機(jī)熨平板預(yù)熱至100℃以上，并由兩臺同型號攤鋪機(jī)全幅梯隊攤鋪，兩臺機(jī)械的間距應(yīng)控制在10m以內(nèi)，攤鋪速度根據(jù)混合料拌和生產(chǎn)能力確定，避免出現(xiàn)停機(jī)待料等問題。攤鋪時熨平板應(yīng)設(shè)定為中強(qiáng)夯檔，確保磨耗層混合料壓實度達(dá)到85%及以上。

（四）碾壓

采用靜載鋼輪壓路機(jī)并按照緊跟、慢壓的原則進(jìn)行開級配瀝青磨耗層混合料碾壓，嚴(yán)格遵照設(shè)計碾壓遍數(shù)施工，避免過壓。因本工程開級配瀝青磨耗層厚度在2～3cm，粗集料占比在60%以上，攤鋪后溫度下降較快，必須同時采用2～3臺同型號壓路機(jī)以梯隊形式并列緊跟碾壓，碾壓段長度按20～30m設(shè)定，相鄰壓路機(jī)碾壓輪重疊寬度應(yīng)為碾壓寬度的1/3～1/4。為避免磨掉集料棱角，導(dǎo)致石料壓碎，影響石料嵌擠，不得在混合料溫度降低后反復(fù)碾壓。本工程開級配抗滑磨耗層初壓、復(fù)壓和終壓速度應(yīng)分別控制在2～3km/h、2.5～5km/h和3～5km/h范圍內(nèi)。與一般的密集配磨耗層相比，開級配抗滑磨耗層碾壓次數(shù)要少，且碾壓溫度較高，為此本工程初壓、復(fù)壓和終壓遍數(shù)應(yīng)分別按1遍、1～2遍和1～2遍控制。

（五）接縫處理

對于兩臺攤鋪機(jī)梯隊聯(lián)合攤鋪施工的縱向接縫應(yīng)呈斜坡狀設(shè)置，并在已經(jīng)完成攤鋪的混合料段預(yù)留10～20cm寬度作為以后攤鋪的高程基準(zhǔn)面暫不碾壓，按照10～15cm的重疊寬度和熱接縫形式碾壓并最終消除輪痕。開級配抗滑磨耗層橫向接縫的施工比密集配磨耗層更重要，橫接縫處理時無需灑布粘層油，只需在攤鋪施工前加熱橫向接縫垂直面使其軟化，以確保橫接縫粘接施工效果。

三、結(jié)語

結(jié)合國外經(jīng)驗來看，開級配抗滑磨耗層混合料采用改性瀝青并摻加纖維后，能顯著提升混合料耐久性、抗滑性等性能。該類型混合料透水性、抗滑性等路用性能的好壞與其孔隙率直接相關(guān)，當(dāng)其孔隙率超出20%后，混合料抗車轍及抗水損性能顯著降低?？傊噍^于密集配混合料，開級配抗滑磨耗層瀝青混合料的路用性能更優(yōu)越，在我國高速公路建設(shè)中具有廣闊的應(yīng)用前景。