綠色功能性隧道瀝青路面施工關(guān)鍵技術(shù)及性能評(píng)價(jià)

王震 陳祥龍

摘要 文章以328國(guó)道海安段（沈海高速海安出口至立新河橋）快速化工程七星湖隧道瀝青路面施工為案例，介紹了綠色功能性瀝青路面的配合比設(shè)計(jì)、MMA防水黏結(jié)層、雙層排水瀝青層間處理等技術(shù)，確保了瀝青路面施工質(zhì)量。相較于傳統(tǒng)的（單層）排水瀝青路面，雙層排水瀝青路面結(jié)構(gòu)在排水、降噪、抗滑、抗凍、耐久性等方面都有了一定的增強(qiáng)。施工過(guò)程中通過(guò)試驗(yàn)對(duì)（單層）排水瀝青與雙層排水瀝青的路用性能進(jìn)行了驗(yàn)證，雙層排水瀝青路面有著明顯的優(yōu)異性，為類似項(xiàng)目施工提供技術(shù)指導(dǎo)。

關(guān)鍵詞 雙層排水；配合比設(shè)計(jì)；施工技術(shù)；性能評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào) U416.217文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A文章編號(hào) 2096-8949（2023）10-0087-03

0 引言

（單層）排水瀝青采用了大空隙粗級(jí)配，灰塵與泥土易進(jìn)入排水瀝青路面，導(dǎo)致路面空隙堵塞，從而失去排水降噪功能。通過(guò)對(duì)單層排水瀝青路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)，雙層排水瀝青路面的特點(diǎn)是上面層設(shè)置較薄，混合料粒徑較小，下面層設(shè)置較厚，混合料粒徑較大，上面層間隙較小、結(jié)構(gòu)密實(shí)，能有效防止雜質(zhì)進(jìn)入下面層、易于清潔并兼具降噪的優(yōu)點(diǎn)，下層間隙較大，側(cè)向排水能力較好。該文以328國(guó)道海安段快速化工程七星湖隧道綠色功能性瀝青路面施工為背景，介紹了雙層排水瀝青路面的配合比設(shè)計(jì)，對(duì)施工過(guò)程中材料的技術(shù)指標(biāo)、施工要點(diǎn)、質(zhì)量控制措施等方面進(jìn)行了分析，通過(guò)工程案例及試驗(yàn)驗(yàn)證了雙層排水瀝青路面的路用性能。

1 工程概況

328國(guó)道海安段快速化工程，起于沈海高速海安出口，終于430省道（通榆路）東700 m的立新河橋。項(xiàng)目主線長(zhǎng)6.5 km，其中新建500 m長(zhǎng)的七星湖隧道（里程樁號(hào)為：K5+740～K6+760）采用雙層排水瀝青路面。路面采用左右分幅的設(shè)計(jì)方式，單幅路面寬度為8.5 m（含排水溝）。路面結(jié)構(gòu)斷面如圖1所示?？偤穸?0 cm。

2 工藝原理

（1）瀝青混合料按目標(biāo)配合比確定的供料比例對(duì)各冷料倉(cāng)進(jìn)行上料，各熱料倉(cāng)進(jìn)行二次篩分、取樣，級(jí)配曲線根據(jù)篩分結(jié)果確定，以熱料、冷料合成級(jí)配及供料接近目標(biāo)配合比級(jí)配為原則，從而確定各熱料倉(cāng)配合比。

（2）為了加強(qiáng)結(jié)構(gòu)層間的黏結(jié)力，在攤鋪排水瀝青混合料之前，采用MMA高韌樹(shù)脂砂漿作為防水黏結(jié)層。MMA高韌樹(shù)脂砂漿防水黏結(jié)材料采用人工滾涂，噴灑量為1.5～2 kg/m2。人工滾涂MMA高韌樹(shù)脂砂漿防水黏結(jié)材料，同時(shí)灑布金剛砂顆粒，噴灑完成后60 min內(nèi)禁止車輛在噴灑面層行駛。

（3）攤鋪采用非接觸式紅外自動(dòng)找平基準(zhǔn)裝置，提前進(jìn)行測(cè)量放樣，打好控制線支架，定好導(dǎo)向控制線高程。由SG4000型間歇式瀝青拌和設(shè)備集中拌制瀝青混合料，混合料采用自卸汽車進(jìn)行運(yùn)輸，為了防止粗集料隨意滾落造成的離析，在運(yùn)輸車后門安裝升斗防離析側(cè)板，以保證混合料的均勻性。攤鋪機(jī)攤鋪速度宜控制在2～

6 m/min范圍內(nèi)，彎道等特殊路段適當(dāng)降低攤鋪速度，做到緩慢、均勻、連續(xù)不間斷地?cái)備?，松鋪系?shù)為1.20，采用雙鋼輪壓路機(jī)和膠輪壓路機(jī)配合碾壓。雙層排水瀝青路面層與傳統(tǒng)瀝青混合料攤鋪工藝一致，上層混合料和下層混合料之間采用二階水性樹(shù)脂瀝青增強(qiáng)層間黏結(jié)[1]。

3 排水瀝青路面主要施工工藝及控制要點(diǎn)

3.1 排水瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)

3.1.1 確定設(shè)計(jì)級(jí)配

通過(guò)成型馬歇爾試件，初選級(jí)配技術(shù)指標(biāo)如表1所示，測(cè)定混合料試件的空隙率、馬歇爾穩(wěn)定度和連通空隙率，檢驗(yàn)空隙率能否達(dá)到規(guī)范要求?；旌狭峡障堵逝c設(shè)計(jì)目標(biāo)空隙率差值在±1%范圍內(nèi)優(yōu)選一組最接近目標(biāo)空隙率的級(jí)配，設(shè)置為設(shè)計(jì)級(jí)配。

3.1.2 確定最佳瀝青用量

根據(jù)確定的設(shè)計(jì)級(jí)配，以計(jì)算得出的預(yù)估瀝青用量為中值，在預(yù)估瀝青用量±0.5%、±1%變化范圍內(nèi)，分別進(jìn)行析漏和飛散試驗(yàn)，以析漏試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)曲線反彎點(diǎn)作為最大瀝青用量（OAC2），以飛散試驗(yàn)測(cè)點(diǎn)曲線拐點(diǎn)作為最小瀝青用量（OAC1），如圖2所示。在上下限范圍內(nèi)選擇盡量提高瀝青用量的作為最佳瀝青用量，以保證瀝青能夠提供足夠多的黏結(jié)力，減少飛散以及水損害的影響[2]。

3.2 MMA防水黏結(jié)層施工

3.2.1 技術(shù)指標(biāo)

為了加強(qiáng)結(jié)構(gòu)層間的黏結(jié)力，在攤鋪排水瀝青混合料之前，采用MMA高韌樹(shù)脂砂漿作為防水黏結(jié)層，具體技術(shù)指標(biāo)如表2所示。

3.2.2 施工要點(diǎn)

（1）施工前確?；鶎颖砻鏉崈?。

（2）MMA高韌樹(shù)脂砂漿防水黏結(jié)材料采用人工滾涂，噴灑量為1.5～2 kg/m2。

（3）邊人工滾涂MMA高韌樹(shù)脂砂漿防水黏結(jié)材料，邊灑布金剛砂顆粒。

（4）噴灑完成后60 min內(nèi)禁止車輛在噴灑面層行駛。

3.3 層間處理

3.3.1 技術(shù)指標(biāo)

雙層排水瀝青路面上面層和下面層攤鋪均采用傳統(tǒng)瀝青混合料攤鋪工藝，上下面層之間采用二階水性樹(shù)脂瀝青增強(qiáng)層間黏結(jié)，不得使用普通乳化瀝青作為黏層材料。

在已碾壓成型的雙層排水瀝青路面下層上，以不超過(guò)0.2 kg/m2的灑布量噴灑二階水性樹(shù)脂瀝青，具體技術(shù)指標(biāo)如表3所示，待該二階水性樹(shù)脂瀝青完全破乳后，方可進(jìn)行雙層排水瀝青路面上層的施工。

3.3.2 施工要點(diǎn)

（1）二階水性樹(shù)脂瀝青灑布前對(duì)原路面的浮灰和雜物進(jìn)行清掃，避免出現(xiàn)黏輪現(xiàn)象。

（2）二階水性樹(shù)脂瀝青為高性能改性乳化瀝青，灑布前需對(duì)其進(jìn)行加熱，一般加熱溫度控制在60～70 ℃，但加熱溫度不能超過(guò)80 ℃，裝車前需對(duì)二階水性樹(shù)脂瀝青進(jìn)行過(guò)濾。

（3）二階水性樹(shù)脂瀝青需提前2～3 h灑布，二階水性樹(shù)脂瀝青干燥且不黏輪后，進(jìn)行瀝青混合料攤鋪。

（4）二階水性樹(shù)脂瀝青噴灑及養(yǎng)生期間，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行封閉。噴灑區(qū)域需對(duì)已施工成品部位加以保護(hù)，以免被污染。

（5）二階水性樹(shù)脂瀝青嚴(yán)禁在高溫下長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)存，灑布完后應(yīng)及時(shí)沖洗車輛，防止殘留物堵塞噴頭[3]。

3.4 質(zhì)量控制要點(diǎn)

3.4.1 瀝青混合料拌和質(zhì)量控制

（1）按要求對(duì)混合料拌和設(shè)備的傳感器及檢驗(yàn)儀器進(jìn)行計(jì)量標(biāo)定，各項(xiàng)指標(biāo)合格并應(yīng)在標(biāo)定有效期內(nèi)。

（2）混合料拌和時(shí)間與溫度控制。瀝青混合料拌和時(shí)間根據(jù)瀝青是否均勻包裹集料為準(zhǔn)。根據(jù)施工氣溫狀況的不同，對(duì)混合料拌和溫度需做出調(diào)整，氣溫較低時(shí)，拌和溫度需提高10 ℃左右用于補(bǔ)償攤鋪設(shè)備、運(yùn)輸車等的熱量消耗，氣溫較高時(shí)，可適當(dāng)降低5～10 ℃。

3.4.2 瀝青混合料運(yùn)輸質(zhì)量控制

（1）瀝青混合料拌和站出廠前由質(zhì)檢人員組織試驗(yàn)人員對(duì)混合料外觀質(zhì)量進(jìn)行檢查，拌和完成的混合料需無(wú)粗細(xì)料離析和結(jié)塊現(xiàn)象、均勻一致、無(wú)花白料。

（2）運(yùn)輸車在使用前后需在清洗臺(tái)清洗干凈，車廂內(nèi)涂一層活性防黏結(jié)劑避免混合料沾黏。

（3）運(yùn)輸車運(yùn)輸過(guò)程中需采取保溫、防揚(yáng)塵和防雨措施，若出現(xiàn)離析或硬化的混合料嚴(yán)禁用于現(xiàn)場(chǎng)攤鋪。

3.4.3 瀝青混合料攤鋪質(zhì)量控制

（1）采用平衡梁進(jìn)行上面層的攤鋪，以控制攤鋪厚度及橫坡，采用鋼絲繩引導(dǎo)的方式進(jìn)行下面層攤鋪。

（2）攤鋪前，攤鋪機(jī)熨平板需提前0.5～1 h預(yù)熱，溫度不宜低于100 ℃，瀝青混合料運(yùn)至現(xiàn)場(chǎng)的最低攤鋪溫度不得低于《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》的要求。一般控制在120～150 ℃。

（3）攤鋪?zhàn)鳂I(yè)應(yīng)緩慢、勻速、連續(xù)不間斷攤鋪，以保證路面平整度。攤鋪途中不得停頓或隨意變速，攤鋪速度控制在2～6 m/min范圍內(nèi)。攤鋪機(jī)采用平衡梁或走線法行走攤鋪時(shí)，調(diào)整自動(dòng)調(diào)平裝置的頻率不得過(guò)高。攤鋪過(guò)程中路面明顯拖痕、波浪時(shí)，及時(shí)配合人工予以消除[4]。

4 路用性能評(píng)價(jià)

通過(guò)對(duì)雙層排水瀝青路面和（單層）排水瀝青路面分別進(jìn)行了高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性能、抗滑性能、降噪性能等試驗(yàn)，對(duì)雙層排水瀝青路面的路用性能進(jìn)行直觀評(píng)價(jià)。根據(jù)配合比設(shè)計(jì)，空隙率控制在20%左右。兩種路面結(jié)構(gòu)各自取樣進(jìn)行了動(dòng)穩(wěn)定度、標(biāo)準(zhǔn)飛散試驗(yàn)、浸水馬歇爾殘留穩(wěn)定度、最大彎拉應(yīng)變、平均構(gòu)造深度（TD）、凍融劈裂殘留強(qiáng)度比、摩擦系數(shù)（擺值）和吸聲系數(shù)測(cè)試。試驗(yàn)結(jié)果如表4所示。

通過(guò)對(duì)（單層）排水瀝青與雙層排水瀝青混合料試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析，高溫穩(wěn)定性試驗(yàn)中標(biāo)準(zhǔn)飛散試驗(yàn)與動(dòng)穩(wěn)定度均能滿足規(guī)定值要求。從低溫抗裂性試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出（單層）排水瀝青路面最大彎拉應(yīng)變超出規(guī)范值375 με，雙層排水瀝青路面最大彎拉應(yīng)變超出規(guī)范值578 με，雙層排水瀝青路面性能較（單層）排水瀝青路面更優(yōu)。從水穩(wěn)定性能試驗(yàn)指標(biāo)凍融劈裂殘留強(qiáng)度比和浸水馬歇爾殘留穩(wěn)定度試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，兩者均滿足規(guī)定值要求，雙層排水瀝青路面分別比（單層）排水瀝青路面試驗(yàn)結(jié)果高出4.9%和4.4%；通過(guò)抗滑性能試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出（單層）排水瀝青路面與雙層排水瀝青路面的摩擦系數(shù)（擺值）與平均構(gòu)造深度（TD）都超出規(guī)范值，性能較突出，也顯示了排水瀝青路面的主要特點(diǎn)，構(gòu)造深度都超過(guò)了0.85 mm，摩擦系數(shù)均大于70 BPN；從降噪性能指標(biāo)吸聲系數(shù)測(cè)試數(shù)據(jù)顯示雙層排水瀝青路面試驗(yàn)數(shù)據(jù)較（單層）排水瀝青路面更優(yōu)[5]。

5 結(jié)語(yǔ)

該文以系統(tǒng)科學(xué)的理論思想和方法為基礎(chǔ)，結(jié)合實(shí)際項(xiàng)目中雙層排水瀝青施工情況，對(duì)雙層排水瀝青的關(guān)鍵施工技術(shù)及路用性能進(jìn)行了分析研究，通過(guò)配合比設(shè)計(jì)、施工過(guò)程質(zhì)量控制和規(guī)范化的施工管理，路面的整體施工質(zhì)量得到了保證。并進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證，得到兩種瀝青路面結(jié)構(gòu)的量化數(shù)據(jù)從而進(jìn)行比較，雙層排水瀝青路面在抗滑性能方面與（單層）排水瀝青路面都表現(xiàn)優(yōu)異，在高溫穩(wěn)定性、降噪性能、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性方面雙層排水瀝青路面均優(yōu)于（單層）排水瀝青路面。

參考文獻(xiàn)

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