半柔塑耐久環(huán)保型多功能瀝青路面的技術(shù)研究

田越

（中建路橋集團(tuán)有限公司，河北石家莊 050000）

0 引言

普通瀝青路面雖然路用性能良好，但受行車荷載與氣候等多因素的持續(xù)作用，存在耐久性較差等問題，且普通瀝青路面的功能單一，與現(xiàn)階段交通事業(yè)的發(fā)展不相符。因此，在材料等其他技術(shù)快速發(fā)展支持下，有必要提出并研究新的瀝青路面形式，如半柔塑耐久環(huán)保型多功能瀝青路面，并對(duì)其相關(guān)技術(shù)進(jìn)行分析研究，為這種新型瀝青路面的廣泛應(yīng)用奠定良好基礎(chǔ)。

1 路面結(jié)構(gòu)

對(duì)于半柔塑耐久環(huán)保型多功能瀝青路面，主要由以下幾部分組成：半柔塑性瀝青路面，層厚6～10cm，模量在1 400～2 000MPa范圍內(nèi)；應(yīng)力吸收層；排水降噪融雪瀝青路面磨耗層，模量在800～1 000MPa范圍內(nèi)。采用這種新型結(jié)構(gòu)形式的路面，與普通瀝青路面相比能減小路面厚度，但不會(huì)降低承載力，甚至?xí)岣咭欢ǖ穆访嬲w承載力。路面的上層結(jié)構(gòu)采用溫拌劑和融雪（冰）劑，為避免基層裂縫反射到路面導(dǎo)致路面產(chǎn)生反射裂縫，選擇高黏彈橡膠瀝青，并在與上面層緊貼的位置鋪設(shè)應(yīng)力吸收層。路面的下層結(jié)構(gòu)采用多孔瀝青混合料，使用減水劑、膨脹劑與聚合劑等外加劑和廢棄橡膠使水泥砂漿變形，以此制得滲透性較高的變性砂漿，通過該砂漿的使用，能有效改善路面自身收縮性能，最終形成模量較高的半柔塑性路面。

2 原材料與技術(shù)參數(shù)

2.1 瀝青

瀝青采用高黏彈變性橡膠瀝青，其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)為：①針入度（25℃，100g，5s）77（0.1mm），滿足規(guī)范提出的不低于40（0.1mm）的要求；②延度（5cm/min、15℃）62cm，滿足規(guī)范提出的不低于50cm的要求；③軟化點(diǎn)93℃，滿足規(guī)范提出的不低于80℃的要求；④黏度（60℃）91 000Pa·s；⑤閃點(diǎn)330℃；⑥黏韌性（25℃）28.6N·m，滿足規(guī)范提出的不低于20N·m的要求；⑦韌性（25℃）26.3N·m，滿足規(guī)范提出的不低于15N·m的要求；⑧低溫條件下的柔性為-15.1℃；⑨質(zhì)量損失0.01，針入度比84%，均滿足要求[1]。

2.2 骨料

（1）粗骨料以潔凈且烘干后的玄武巖礫石為主，使用前采用水洗法去除粉塵。其主要技術(shù)指標(biāo)為：①壓碎值16.5，滿足規(guī)范提出的不超過26的要求；②洛杉磯磨耗度14.2，滿足規(guī)范提出的不超過28的要求；③表觀相對(duì)密度2.998，滿足規(guī)范提出的不低于2.6的要求；④吸水率0.4%，滿足規(guī)范提出的不超過2.0%的要求；⑤堅(jiān)固性8.8%，滿足規(guī)范提出的不超過12%的要求；⑥與瀝青之間的黏附性為5級(jí)；⑦軟石含量0.8%，滿足規(guī)范提出的不超過3%的要求；⑧針片狀顆粒含量6%，滿足規(guī)范提出的不超過15%的要求[2]。

（2）細(xì)骨料以粒徑在0～3mm范圍內(nèi)的機(jī)制砂為主，用量根據(jù)復(fù)合料數(shù)量確定，其主要技術(shù)指標(biāo)為：①表觀相對(duì)密度2.92，滿足規(guī)范提出的不低于2.5的要求；②堅(jiān)固性15%，滿足規(guī)范提出的不低于12的要求；③含泥量（即粒徑在0.075mm以內(nèi)顆粒含量）3%，滿足規(guī)范提出的不超過10%的要求；④砂當(dāng)量98%，滿足規(guī)范提出的不低于60%的要求；⑤亞甲藍(lán)值20g/kg，滿足規(guī)范提出的不超過25g/kg的要求；⑥流動(dòng)時(shí)間棱角性35，滿足規(guī)范提出的不低于30的要求[3]。

（3）礦粉以石灰石礦粉為主，其用量同樣根據(jù)復(fù)合料數(shù)量確定，其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)都能達(dá)到相關(guān)規(guī)范及設(shè)計(jì)提出的要求。

2.3 融雪（冰）劑

為達(dá)到環(huán)保與高效等要求，采用以下配方配制融雪（冰）劑：冰點(diǎn)降低劑∶穩(wěn)定劑∶軟化劑∶凍結(jié)延時(shí)劑=46.8∶40∶5.4∶7.8[4]。

2.4 溫拌劑

以RH溫拌劑為主，其指標(biāo)包括：外觀為白色粉末，25℃條件下的密度為0.89g/cm3，灰分為0，水分含量為0.1%，不溶于水，各項(xiàng)指標(biāo)均能滿足規(guī)范與設(shè)計(jì)要求。

2.5 配合比設(shè)計(jì)

（1）對(duì)于上層環(huán)保型降噪排水瀝青混合料，其礦料合成級(jí)配如表1所示。

表1 環(huán)保型降噪排水瀝青混合料礦料合成級(jí)配

（2）對(duì)于下層瀝青混合料，其礦料合成級(jí)配如表2所示。

3 施工工藝

施工工藝流程為：半柔塑性路面攤鋪→應(yīng)力吸收層施工→半柔塑橡膠瀝青混合料攤鋪→半柔塑橡膠瀝青混合料碾壓。

3.1 半柔塑性路面

該路面的攤鋪可分為三個(gè)階段，即集體攤鋪、水泥膠漿制備與攤鋪養(yǎng)護(hù)。當(dāng)路面厚度為6cm以上時(shí)，如果一次性攤鋪，泥漿難以滲透，因此應(yīng)2次進(jìn)行攤鋪。將基體施工完成并養(yǎng)護(hù)到位后，開始對(duì)上層路面實(shí)施攤鋪，若下層路面有浮漿存在，則應(yīng)及時(shí)將其清除干凈，同時(shí)采用乳化瀝青鋪筑一層黏結(jié)層，然后即可開始下一工序的施工。施工中，上下兩層攤鋪施工過程完全相同。

3.2 應(yīng)力吸收層

鋪設(shè)應(yīng)力吸收層的主要作用在于吸收基層應(yīng)力，避免基層開裂或沉降產(chǎn)生的應(yīng)力不斷向上反射導(dǎo)致路面產(chǎn)生反射裂縫。在實(shí)際的應(yīng)力吸收層施工過程中，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

（1）應(yīng)力吸收層需使用同步封層車施工，采用計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)控制，對(duì)實(shí)際撒布量與撒布速率進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。另外，需獨(dú)立設(shè)置料斗和儲(chǔ)罐的閥門。

（2）攤鋪按照從路肩到路中的順序進(jìn)行，在縱坡超過2%的段落，應(yīng)按照上坡方向施工。每幅的攤鋪寬度均按照不超過3.5m嚴(yán)格控制，相鄰兩幅之間的搭接寬度應(yīng)達(dá)到10cm以上。

（3）施工正式開始前，應(yīng)先做好放樣與瀝青預(yù)熱處理，并對(duì)瀝青與礫石材料實(shí)際攤鋪數(shù)量等參數(shù)予以嚴(yán)格設(shè)定。在攤鋪過程中，應(yīng)動(dòng)態(tài)關(guān)注同步封層車實(shí)際工作狀態(tài)，使其行進(jìn)速率能夠保持均勻，并按照不超過5.0m/min嚴(yán)格控制。為防止冷縫，每個(gè)工作面都應(yīng)能一次性完成施工。若無法避免，則要在接縫處設(shè)置瀝青氈。在施工現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)安排專人進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)督和檢查，確定瀝青與礫石的實(shí)際攤鋪能否達(dá)到均勻，若發(fā)現(xiàn)缺漏，應(yīng)立即填補(bǔ)，而攤鋪過量的地方則要將其鏟除。

（4）在同步封層車的后方采用輪胎式壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，在碾壓過程中應(yīng)使速度保持均勻，按照設(shè)計(jì)要求對(duì)實(shí)際碾壓速度進(jìn)行控制，不可突然變速和轉(zhuǎn)向調(diào)頭。碾壓遍數(shù)在沒有特殊要求時(shí)為2～3遍。

3.3 半柔塑橡膠瀝青混合料攤鋪

（1）采用攤鋪機(jī)進(jìn)行攤鋪，每臺(tái)攤鋪機(jī)的有效作業(yè)寬度為6m，如路幅較寬，則可采用兩臺(tái)及以上攤鋪機(jī)以梯隊(duì)的形式作業(yè)，兩臺(tái)攤鋪機(jī)之間要保持10～20m的前后距離，并在車道中間設(shè)置對(duì)接縫。在縱坡相對(duì)較大的段落，應(yīng)按照上坡的方向進(jìn)行連續(xù)攤鋪。

（2）攤鋪時(shí)的找平可自動(dòng)完成，由非接觸式平衡梁實(shí)現(xiàn)，使攤鋪完成后的混合料厚度及平整度都能達(dá)到設(shè)計(jì)要求。

（3）攤鋪開始前，先對(duì)攤鋪機(jī)的熨平板進(jìn)行預(yù)熱，使其溫度達(dá)到90～100℃，以免與混合料之間發(fā)生黏連，影響攤鋪平整度。然后使攤鋪機(jī)以2m/min的速度允許行駛，行駛過程中應(yīng)保持穩(wěn)定和連續(xù)?？紤]到該混合料中粗骨料含量相對(duì)較大，因此為防止骨料由于熨平板的作用而被振碎，則采用低幅高頻方式進(jìn)行施工，以在達(dá)到攤鋪目的同時(shí)，起到一定初壓作用，為后續(xù)的正式碾壓奠定良好基礎(chǔ)，保證壓實(shí)質(zhì)量。

3.4 半柔塑橡膠瀝青混合料碾壓

（1）緊跟前方攤鋪機(jī)使用三臺(tái)雙鋼輪壓路機(jī)成梯隊(duì)形式碾壓，初壓采用靜壓的方法，關(guān)閉振動(dòng)壓路機(jī)的振動(dòng)器，碾壓開始后不可更改速率，也不允許在過程中轉(zhuǎn)向和調(diào)頭。

（2）碾壓過程中，安排專人使用核子密度儀等設(shè)備對(duì)路面實(shí)際壓實(shí)度進(jìn)行檢測(cè)，隨機(jī)選取檢測(cè)點(diǎn)，但每組需要選取13個(gè)點(diǎn)以上，將所有點(diǎn)的實(shí)測(cè)值均值作為最終的結(jié)果，通過與設(shè)計(jì)要求的壓實(shí)度的對(duì)比，確定壓實(shí)度能否達(dá)到要求，若未能達(dá)到要求，則要對(duì)碾壓遍數(shù)等在內(nèi)的各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。

（3）初壓由110型雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行，連續(xù)初壓2～3遍，壓路機(jī)的行駛速度需按2～3km/h的范圍控制；初壓完成后，由130型壓路機(jī)連續(xù)振壓4～6遍，壓路機(jī)行駛速度按3km/h控制；復(fù)壓完成后由110型壓路機(jī)施繼續(xù)連續(xù)靜壓2～3遍，壓路機(jī)的行駛速度需按2～3km/h控制。

該瀝青路面主要有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）排水性能良好，結(jié)構(gòu)空隙率可以達(dá)到20%，能在雨雪天氣下順利滲排，避免路面上形成水膜，保證行車安全。

（2）抗滑性能好，混合料中粗集料比例較大，使構(gòu)造深度增加，提高路面抗滑能力。

（3）能減小行車噪聲，路面結(jié)構(gòu)中有很多孔隙相連，使空氣得以順暢流變，減小路面和氣流之間的摩擦，起到減小噪聲的作用。

4 結(jié)語

綜上所述，雖然瀝青路面憑借其各項(xiàng)優(yōu)勢(shì)在高等級(jí)公路中得到了廣泛應(yīng)用，但普通瀝青路面已經(jīng)無法適應(yīng)發(fā)展，加之材料技術(shù)等的不斷發(fā)展，有必要提出一些新的瀝青路面類型。本文提出了半柔塑耐久環(huán)保型多功能瀝青路面，并對(duì)其路面結(jié)構(gòu)、原材料、配合比與施工工藝進(jìn)行分析，旨在為這種新瀝青路面的應(yīng)用提供參考依據(jù)。