高速公路抗滑降噪瀝青路面施工技術(shù)研究

左 海

（山西交通控股集團(tuán)有限公司大同高速公路分公司,山西 大同 037000）

0 引言

在雨雪天氣中，公路路面比較濕滑，車輛在公路路面上行駛時(shí)存在較多安全隱患，為解決車輛行車安全問題，提高公路路面抗滑性能非常必要[1]?，F(xiàn)階段中，抗滑降噪瀝青路面是一種新型綠色環(huán)保路面結(jié)構(gòu)，具有較大孔隙率，能夠提高公路路面的排水性能，降低交通事故的發(fā)生率[2]。另外，公路路面大孔隙結(jié)構(gòu)能夠?qū)r青路面與輪胎之間的摩擦噪聲進(jìn)行較好的吸收，降低噪聲污染[3]?；诖?，該文就高速公路抗滑降噪瀝青路面施工技術(shù)展開探討，以供大家參考。

1 抗滑降噪瀝青路面的特點(diǎn)

所謂抗滑降噪瀝青路面，就是指利用大空隙，快速排出路面積水的一種路面結(jié)構(gòu)。該瀝青路面結(jié)構(gòu)屬于骨架空隙結(jié)構(gòu)，空隙率大于24%，遠(yuǎn)大于其他普通密級(jí)配瀝青混合料，故該瀝青路面具有較強(qiáng)的抗滑、降噪特點(diǎn)。但是，抗滑降噪瀝青路面的耐用性并不高，故在進(jìn)行空隙率設(shè)計(jì)時(shí)，一定要嚴(yán)格控制空隙率。

1.1 優(yōu)點(diǎn)

第一，降低噪音。由于抗滑降噪瀝青混合料具有較大空隙率，故其路面結(jié)構(gòu)具有較強(qiáng)連通性，可吸收部分噪音，提高駕駛?cè)说氖孢m度。第二，提高駕駛?cè)说男熊嚢踩?。由于該路面能夠快速排出雨水，故在下雨天氣可提高車輛在該路面行駛的抗滑性，提升駕駛?cè)说男熊嚢踩玔4]。

1.2 缺點(diǎn)

第一，抗滑降噪瀝青路面結(jié)構(gòu)的空隙率較大，在其道路投入運(yùn)行以后，灰塵、雜物易堵塞較大的孔隙，會(huì)降低該路面的降噪、排水功能；第二，抗滑降噪瀝青路面結(jié)構(gòu)的耐久性較低，對(duì)黏結(jié)料提出非常高的要求。因此，解決孔隙堵塞問題、提高路面耐久性是重點(diǎn)問題。

2 工程案例

某一高速公路工程，總長度25 km，路面寬度24 m，雙向2車道，設(shè)計(jì)速度80 km/h?？紤]到該公路所在區(qū)域經(jīng)常下雨，并且希望盡量不干擾周邊環(huán)境，最終決定選用抗滑降噪瀝青路面結(jié)構(gòu)。在施工過程中，選取1 km作為試驗(yàn)段，通過試驗(yàn)，有效地檢測瀝青混合料級(jí)配設(shè)計(jì)的合理性，并以此為重要依據(jù)，確定抗滑降噪瀝青混合料的最佳構(gòu)成，保證公路瀝青路面的降噪功能與抗滑性能。

3 施工原材料的選用

3.1 施工原材料種類

3.1.1 細(xì)集料

天然砂顆粒與瀝青之間的黏附效果比較差，再加上天然砂顆粒主要呈圓球狀，會(huì)對(duì)瀝青混合料的高溫性能產(chǎn)生影響。石屑中的粉塵含量比較高，石屑強(qiáng)度比較弱，而石灰?guī)r的質(zhì)地比較堅(jiān)硬且潔凈，可較好地黏附瀝青，故該工程細(xì)集料選用石灰?guī)r[5]。一般情況下，在抗滑降噪瀝青混合料中，細(xì)集料用量比較少，細(xì)集料顆粒的粒徑大小應(yīng)控制在0.075~2.36 mm范圍內(nèi)。纖維、填料、瀝青與細(xì)集料可對(duì)骨架之間的空隙進(jìn)行共同填充，相應(yīng)地，粗集料表面的瀝青膜厚度會(huì)加大，提高黏結(jié)強(qiáng)度。

3.1.2 粗集料

粗集料是指顆粒粒徑大于2.36 mm的礦料，通過利用自身的骨架結(jié)構(gòu)，可承擔(dān)絕大部分的路面車輛荷載。一般情況下，在公路抗滑降噪瀝青混合料級(jí)配設(shè)計(jì)中，粗集料的用量比重是比較高的，約大于90%，故粗集料性能好壞對(duì)抗滑降噪瀝青混合料的物理力學(xué)性能起著決定性的作用[6]。通過深入研究與分析后可知，粗集料的力學(xué)指標(biāo)與表面紋理與瀝青路面的抗滑性能之間存在著非常密切的聯(lián)系，所以，在加工生產(chǎn)瀝青混合料過程中，一定要嚴(yán)格控制粗集料的針片狀含量、抗磨耗能力等。為保護(hù)瀝青混合料的抗滑初始值，在壓實(shí)粗集料過程中，粗集料不得出現(xiàn)斷裂面或破碎面。在該工程施工中，共選擇了3種不同巖石，分別為花崗巖、輝綠巖、石灰?guī)r，并對(duì)這3種巖石分別進(jìn)行了性能檢測試驗(yàn)。通過性能檢測試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)，與石灰?guī)r、花崗巖相比，輝綠巖的壓碎值、沖擊值、磨耗值要比其高出1倍左右，同時(shí)滿足相關(guān)施工技術(shù)規(guī)范要求[7]。這3種粗集料中的花崗巖磨光值較高，但其沖擊值、磨耗值、壓碎值較差。輝綠巖的針片狀含量最低，表明由瀝青、輝綠巖制作形成的瀝青混合料的抗滑初始值不會(huì)偏低。綜上考慮，輝綠巖具有較強(qiáng)的抗滑性能，故該次施工中粗集料選用輝綠巖。

3.1.3 礦粉

礦粉與細(xì)集料具有類似作用，將適量礦粉摻入瀝青混合料中可提高瀝青黏度，增加瀝青膜的厚度。在該次施工中，礦粉選用石灰?guī)r。

3.1.4 瀝青膠結(jié)料

在瀝青混合料中添加適量瀝青膠結(jié)料，可牢固黏結(jié)粗集料，有助于瀝青混合料路用性能的提升[8]。該工程中，因抗滑降噪瀝青路面對(duì)其應(yīng)用環(huán)境提出非常嚴(yán)格的要求，這就要求抗滑降噪瀝青混合料應(yīng)具有很強(qiáng)的使用耐久性與路用性能，故需使用黏結(jié)性較強(qiáng)的改性瀝青。綜合考慮后，該工程施工所選用的瀝青膠結(jié)料主要是SBS改性瀝青。

3.2 混合料的級(jí)配設(shè)計(jì)

為保證公路瀝青路面的抗滑性能與降噪效果，瀝青混合料的空隙率應(yīng)控制在18%~23%之間，然后確定礦料的級(jí)配設(shè)計(jì)方案，具體如表1所示。

表1 礦料級(jí)配設(shè)計(jì)

通過結(jié)合礦料級(jí)配設(shè)計(jì)方案，并對(duì)瀝青混合料進(jìn)行分散試驗(yàn)與析漏試驗(yàn)，采用4%油石比，對(duì)瀝青混合料試件進(jìn)行制備，最后確定最佳的瀝青用量。其中，抗滑降噪瀝青混合料飛散與析漏損失值試驗(yàn)結(jié)果，如表2所示。

表2 抗滑降噪瀝青混合料飛散與析漏損失值試驗(yàn)結(jié)果

通過分析表2后，不難發(fā)現(xiàn)，當(dāng)瀝青混合料的析漏損失值超過0.7%時(shí)，便會(huì)發(fā)生都增現(xiàn)象，相應(yīng)地，瀝青混合料的飛散損失值為8.5%。該次試驗(yàn)結(jié)果均滿足施工規(guī)范要求，故抗滑降噪瀝青混合料的最佳瀝青用量確定為4.6%。

4 施工工藝

4.1 施工前期準(zhǔn)備

因在該工程施工中需投入較多礦粉、粗集料、細(xì)集料、瀝青等施工原材料，故在施工原材料進(jìn)入施工現(xiàn)場以后，施工單位應(yīng)安排相關(guān)人員抽檢施工原材料的質(zhì)量，質(zhì)量檢查合格的施工原材料才可用于施工中。在進(jìn)行抗滑降噪瀝青路面施工前，施工單位需徹底清理干凈下承層，必要時(shí)可進(jìn)行灑水沖刷，并進(jìn)行一段時(shí)間晾曬后，方可開始進(jìn)行后續(xù)施工，以確?？够翟霝r青路面面層的黏結(jié)效果。另外，為加強(qiáng)層間黏結(jié)效果，需噴灑一層改性乳化瀝青，在噴灑過程中，一定要均勻?yàn)⒉?，不得出現(xiàn)堆積、漏灑等現(xiàn)象。

4.2 混合料的攪拌

采用全自動(dòng)間歇式攪拌機(jī)對(duì)抗滑降噪瀝青混合料進(jìn)行生產(chǎn)攪拌[9]。在整個(gè)攪拌過程中，施工單位一定要對(duì)攪拌機(jī)的加熱速度、時(shí)間、溫度等進(jìn)行嚴(yán)格控制。因采用導(dǎo)熱油加熱方式來對(duì)瀝青混合料進(jìn)行加熱，故在攪拌機(jī)開機(jī)時(shí)，攪拌機(jī)的溫度便已達(dá)到預(yù)期規(guī)定溫度，但是攪拌機(jī)的內(nèi)部溫度并沒有真正達(dá)到規(guī)定溫度，故需先確定集料的烘干程度后，才可以開展攪拌作業(yè)。與普通瀝青混合料的攪拌規(guī)定溫度相比，抗滑降噪瀝青混合料要比其高約20 ℃；一般情況下，常采用插入式溫度計(jì)測量抗滑降噪瀝青混合料的溫度，其中溫度計(jì)至少要插入混合料15 cm深度位置處。若抗滑降噪瀝青混合料的攪拌溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于預(yù)期規(guī)定溫度，此時(shí)瀝青混合料的黏性較高，在進(jìn)行攤鋪施工中，瀝青混合料易黏附在汽車輪胎上，降低攤鋪施工效率與壓實(shí)效果，降低公路路面的強(qiáng)度；若抗滑降噪瀝青混合料的攪拌溫度大于預(yù)期規(guī)定溫度，瀝青混合料易發(fā)生氧化問題，降低瀝青混合料的黏性，最終降低抗滑降噪瀝青混合料的質(zhì)量。

通過進(jìn)行前期試拌試驗(yàn)后，方可確定抗滑降噪瀝青混合料的最佳攪拌時(shí)間，施工技術(shù)人員應(yīng)均勻攪拌瀝青混合料，嚴(yán)禁在攪拌混合料過程中出現(xiàn)花白、冒青煙等現(xiàn)象。根據(jù)大量工程實(shí)踐可知，瀝青混合料的攪拌時(shí)間約為70 s，混合料成品最多可存儲(chǔ)24 h，與此同時(shí)，施工單位一定要對(duì)瀝青混合料在存儲(chǔ)期間的降溫速度進(jìn)行嚴(yán)格控制。

4.3 混合料的運(yùn)輸

選用自卸車運(yùn)輸瀝青混合料，同時(shí)將防水布覆蓋在車廂上方。在對(duì)瀝青混合料進(jìn)行運(yùn)輸之前，需在車廂內(nèi)壁涂抹隔離劑。在裝車過程中，為避免瀝青混合料出現(xiàn)分層現(xiàn)象，應(yīng)嚴(yán)格遵守分層裝載的原則。在瀝青混合料裝車結(jié)束后，應(yīng)在規(guī)定時(shí)間內(nèi)，將瀝青混合料運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場，同時(shí)至少要保證具有3輛自卸車在施工現(xiàn)場等待卸料。在卸料過程中，自卸車速度最大值不得高于25 km/h，攤鋪機(jī)與運(yùn)輸車輛二者之間應(yīng)保持約0.3 m的距離。

4.4 混合料的攤鋪

在攤鋪施工前，應(yīng)先預(yù)熱處理攤鋪機(jī)，預(yù)熱時(shí)間應(yīng)保持在30~60 min之間。在攤鋪施工過程中，應(yīng)合理調(diào)整振搗等級(jí)，將其調(diào)整至5級(jí)，以保證瀝青混合料的振搗效果與密實(shí)度。攤鋪機(jī)應(yīng)保持緩慢勻速前進(jìn)，攤鋪速度應(yīng)控制在2~3 m/min左右，并且攤鋪溫度不得低于160 ℃。如果攤鋪后的路面出現(xiàn)油斑、裂縫等異?，F(xiàn)象時(shí)，應(yīng)及時(shí)分析其產(chǎn)生的原因，并制定解決對(duì)策[10]。在解決異常問題過程中，可采用人工法，對(duì)出現(xiàn)問題的道路部位進(jìn)行徹底清除，同時(shí)利用新的瀝青混合料進(jìn)行重新填充。

4.5 混合料的碾壓

瀝青混合料的碾壓施工包括初壓、復(fù)壓、終壓3個(gè)環(huán)節(jié)。第一，初壓時(shí)，為保證瀝青混合料初始密度滿足施工要求，攤鋪機(jī)與碾壓機(jī)應(yīng)保持一定距離，行進(jìn)速度、行進(jìn)方向應(yīng)保持一致，且瀝青混合料溫度應(yīng)控制在150 ℃左右，在瀝青尚未黏附在車輪上時(shí)，為避免降低瀝青混合料溫度，不得對(duì)瀝青混合料進(jìn)行噴水處理。第二，復(fù)壓時(shí)，瀝青混合料的碾壓溫度應(yīng)控制在130~150 ℃之間，至少碾壓4遍，通過這樣的復(fù)壓作業(yè)可調(diào)整瀝青混合料的密實(shí)度與空隙率；第三，終壓時(shí)，瀝青混合料碾壓溫度應(yīng)保持在90 ℃左右，碾壓兩遍，可有效整理瀝青路面。

4.6 噪聲與抗滑值的檢測

該工程施工結(jié)束后1年時(shí)間內(nèi)，檢測瀝青路面的噪聲與抗滑值，并與普通瀝青路面進(jìn)行比較分析后可知，抗滑降噪瀝青路面具有更好的降噪效果與更高的擺值。該公路工程在投入使用1年后，其路面仍然具有較好的抗滑降噪性能。

5 抗滑降噪瀝青路面施工質(zhì)量的控制措施

5.1 施工前期準(zhǔn)備

施工單位應(yīng)根據(jù)施工設(shè)計(jì)方案，做好施工前期準(zhǔn)備工作，全面檢查瀝青混合料儲(chǔ)備情況與施工機(jī)械設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，保證充夠的施工材料和施工機(jī)械的正常運(yùn)行，以保障攤鋪施工的順利進(jìn)行。

5.2 攪拌溫度控制

第二，在瀝青混合料攪拌過程中，為能夠合理控制瀝青混合料溫度，在攪拌料前應(yīng)利用攪拌機(jī)對(duì)熱料進(jìn)行攪拌，保證攪拌設(shè)備達(dá)到理想溫度。

5.3 攤鋪質(zhì)量控制

攤鋪施工前，一定要對(duì)攤鋪機(jī)預(yù)熱處理，使其熨平板溫度上升至120 ℃時(shí)，方可開始攤鋪施工。為保證瀝青路面的攤鋪質(zhì)量，攤鋪施工應(yīng)做到均勻、連續(xù)攤鋪，嚴(yán)禁出現(xiàn)停機(jī)情況。

5.4 碾壓質(zhì)量控制

在碾壓瀝青混合料過程中，施工單位應(yīng)嚴(yán)格控制不同碾壓施工階段的碾壓速度、碾壓溫度與碾壓遍數(shù)；為避免浪費(fèi)碾壓設(shè)備資源，保證碾壓的正常運(yùn)行，應(yīng)制定合理、科學(xué)的碾壓機(jī)工作計(jì)劃。

6 結(jié)語

綜上，高速公路工程施工中采用抗滑降噪瀝青混合料，可提高瀝青路面的降噪聲效果與抗滑性能。該文結(jié)合某一高速公路工程實(shí)例，對(duì)各種粗集料的抗滑指標(biāo)進(jìn)行比較后發(fā)現(xiàn)輝綠巖抗滑性能最好；對(duì)施工原材料的選用、級(jí)配設(shè)計(jì)和抗滑降噪瀝青路面施工工藝進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，同普通瀝青路面相比，抗滑降噪瀝青路面具有更高的擺值與更好的降噪效果。