江 磊

（江西省水利投資集團(tuán)有限公司 江西 南昌 330000）

1 前言

近年來我國車輛運(yùn)輸事業(yè)發(fā)展迅速，一些沿河、沿江城市為彌補(bǔ)道路的不足，將標(biāo)準(zhǔn)防洪堤兼做主干道路，這引起了一些新問題：由于堤防管理的缺位以及交通量的增長，尤其是載重車輛超載現(xiàn)象嚴(yán)重，部分防洪堤的堤頂路面遭到碾壓破壞，諸如路面出現(xiàn)輪轍沉陷、凸凹不平、雨天泥濘難行等，給工程管理與防汛搶險(xiǎn)車輛通行帶來很多困難和不便[1]，為保證防汛的安全和交通的通暢，一些堤頂路面必須進(jìn)行修復(fù)改造。

當(dāng)前堤頂路面的主要形式有泥結(jié)碎石路面、混凝土路面和瀝青混凝土路面等。城區(qū)堤防建設(shè)不僅要考慮堤防的防洪治澇功能，還應(yīng)與城市的規(guī)劃建設(shè)相協(xié)調(diào)[2]。當(dāng)原有防洪堤路面局部產(chǎn)生破損、線裂、剝落、坑槽、車轍等早期病害形式時(shí)，可采用瀝青罩面修復(fù)技術(shù)，該技術(shù)與其他方法顯著的區(qū)別是將水泥混凝土基層和瀝青罩面層兩種不同材料有機(jī)結(jié)合，形成復(fù)合式路面，以此提高堤頂路面的平整度、防水性和抗滑能力，改善路面性能。本文對SBS改性瀝青混凝土罩面在堤頂路面改造工程中的性能進(jìn)行了探討，總結(jié)該技術(shù)方案的性能優(yōu)點(diǎn)，在防洪堤的堤路綜合利用方面做有益的探索，以期在同類工程中提供借鑒作用。

2 組成材料及配合比

2.1 原材料

2.1.1 改性瀝青的制備

瀝青改性是通過改善瀝青體系的內(nèi)部結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)對瀝青物理性能的改善，能有效提升瀝青的路用性能。瀝青的SBS改性需要經(jīng)過溶脹、剪切、發(fā)育三個(gè)過程，SBS改性瀝青是在原有基質(zhì)瀝青的基礎(chǔ)上，摻加適量SBS改性劑而形成。為使瀝青和SBS改性劑充分?jǐn)嚢杈鶆?，在瀝青拌和廠采用膠體磨將瀝青多級高速剪切和研磨成細(xì)小顆粒，然后與瀝青形成混溶的穩(wěn)定體系，達(dá)到均勻共混的目的。研磨后，將混合均勻的瀝青運(yùn)入發(fā)育罐，溫度控制在170℃～190℃，在攪拌器的作用下進(jìn)行一定時(shí)間的發(fā)育過程，以此來提高改性瀝青的儲(chǔ)存穩(wěn)定性。

2.1.2 粗集料

AK-13A改性瀝青混合料中，粗集料必須潔凈、干燥、未風(fēng)化以及表面粗糙，本次試驗(yàn)中粗集料采用花崗巖，質(zhì)量技術(shù)要求須滿足規(guī)范要求[3]，粗集料試驗(yàn)結(jié)果見表1。

2.1.3 細(xì)集料

細(xì)集料應(yīng)潔凈、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì)，并有適當(dāng)?shù)念w粒級配，細(xì)集料的潔凈程度，天然砂以小于0.075mm含量的百分?jǐn)?shù)表示。本次試驗(yàn)中粗集料采用天然砂，質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)測試結(jié)果如表2。

2.2 組成材料配合比

2.2.1 集料混合料粒徑級配

將集料顆粒按照粒徑的質(zhì)量百分比進(jìn)行混合，形成符合規(guī)范要求的集料混合料，計(jì)算各集料粒徑百分比。經(jīng)過計(jì)算機(jī)計(jì)算，可得到一條平滑曲線（如圖1），由圖可見，計(jì)算級配與規(guī)范要求的中值誤差較小，在規(guī)范允許范圍之內(nèi)，本次集料混合料的粒徑級配是比較恰當(dāng)?shù)摹?/p>

2.2.2 最佳瀝青用量

按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTGE20-2011）的要求[4]，采用馬歇爾試驗(yàn)法來確定最佳瀝青用量。按照集料粒徑級配稱取集料，以0.5%的梯度遞增瀝青用量，制作瀝青混合料試件，擊實(shí)次數(shù)為兩面各75擊，溫度為175℃，得到5組瀝青百分比用量對應(yīng)的數(shù)值，不同瀝青用量的馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果如表3。

表1 粗集料質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)測試結(jié)果

圖1 粒徑級配曲線圖

表2 細(xì)集料質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)測試結(jié)果

表3 不同瀝青用量的馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

表4 最佳瀝青用量時(shí)馬歇爾試驗(yàn)各參數(shù)值

表5 瀝青混合料馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

表6 凍融劈裂試驗(yàn)結(jié)果

表7 瀝青混合料試驗(yàn)結(jié)果

表8 SBS改性瀝青混合料抗?jié)B水能力試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)表4圖解法求得，最大密度對應(yīng)的瀝青用量為5.16%，孔隙率范圍中值對應(yīng)的瀝青用量為5.0%，最大穩(wěn)定度對應(yīng)的瀝青用量為5.04%，求出滿足各項(xiàng)規(guī)范要求的最大瀝青用量為OACmax=6.38%，最小瀝青用量為OACmin=4.04%。

按照規(guī)范要求，計(jì)算最佳瀝青用量OAC：

考慮到現(xiàn)場的可操作性，故擬定瀝青混合料中最佳瀝青用量OAC=5.1%。最終，確定SBS改性瀝青混合料最佳瀝青用量的對應(yīng)各參數(shù)值見表4。

3 瀝青混合料的路用性能

由于大部分堤頂?shù)缆返钠茐氖怯捎谥剀嚦d碾壓所致，所以路面性能主要是對瀝青混合料的水穩(wěn)定性、抗車轍能力和滲水性能進(jìn)行評價(jià)。

3.1 水穩(wěn)定性

為了評價(jià)SBS改性瀝青混合料的水穩(wěn)定性，本文采用《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTGE20-2011）中兩種常規(guī)方法進(jìn)行試驗(yàn)，即浸水馬歇爾試驗(yàn)和凍融劈裂試驗(yàn)。

3.1.1 浸水馬歇爾試驗(yàn)

按照試驗(yàn)規(guī)程，分別測試160℃時(shí)保溫30min和48h的馬歇爾試件穩(wěn)定度，正反擊實(shí)75次的圓柱體試件，計(jì)算殘留穩(wěn)定度，試驗(yàn)結(jié)果見表5。

由表5可知，殘留穩(wěn)定度94%遠(yuǎn)高于技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)70%的要求，試驗(yàn)結(jié)果表明瀝青混合料的水穩(wěn)定性較好。

3.1.2 凍融劈裂試驗(yàn)

凍融劈裂試驗(yàn)是對瀝青混合料進(jìn)行凍融循環(huán)，測定混合料試件在受到水損害前后劈裂破壞的強(qiáng)度比。按照試驗(yàn)要求壓實(shí)成型試件三組，進(jìn)行劈裂試驗(yàn)，凍融劈裂試驗(yàn)結(jié)果如表6。

從凍融劈裂強(qiáng)度比（TSR）來看，試驗(yàn)的瀝青混合料的凍融劈裂強(qiáng)度比為87.6%，好于規(guī)范要求的≥75%，從凍融劈裂強(qiáng)度比的對比可見，SBS改性瀝青混合料在最佳瀝青用量5.1%時(shí)的水穩(wěn)定性較好。

3.2 高溫穩(wěn)定性能

路面的高溫穩(wěn)定性能也稱為高溫抗車轍性能，是指瀝青混合料抵抗車輛反復(fù)碾壓變形及抵抗側(cè)向流動(dòng)變形的能力，它是衡量瀝青混合料路面路用性能的主要指標(biāo)。

本文按照規(guī)范要求取了三組試件，計(jì)算動(dòng)穩(wěn)定度（DS）平均值來評價(jià)瀝青混合料路面的高溫穩(wěn)定性，車轍試驗(yàn)結(jié)果見表7。

由表7可知，試驗(yàn)數(shù)據(jù)動(dòng)穩(wěn)定度平均值為3849次/mm，遠(yuǎn)大于規(guī)范要求的2400次/mm，說明了試件具有很好的高溫抗車轍性能。

3.3 抗?jié)B水性能

為評價(jià)瀝青路面的抗?jié)B水性能，按規(guī)范要求進(jìn)行滲水試驗(yàn)，結(jié)果見表8。

按規(guī)范要求進(jìn)行瀝青路面滲水試驗(yàn)，未發(fā)現(xiàn)滲水，表明SBS改性瀝青混合料路面抗?jié)B水性能滿足規(guī)范要求。

4 結(jié)語

本文對SBS改性瀝青的效果與路用性能指標(biāo)進(jìn)行了試驗(yàn)，從相關(guān)的試驗(yàn)結(jié)果來看，得出了以下一些結(jié)論：

（1）從試驗(yàn)結(jié)果與規(guī)范要求的對比可以看出，SBS改性瀝青混凝土罩面具有優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性、抗水害性及抗車轍性能。

（2）在防洪堤的破損堤頂路面修復(fù)中，使用SBS改性瀝青混凝土罩面技術(shù)是可行的，可有效提高路面使用性能，可為類似工程提供參考依據(jù)。陜西水利

[1]閏俊平，張揚(yáng).庫區(qū)堤防道路建設(shè)的新途徑[J].陜西水利.2001，（z2）：91.

[2]王志文.城區(qū)堤防工程的設(shè)計(jì)與思考[J].陜西水利.2013，（3）：65-66.

[3]JTGF40-2004，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].北京：人民交通出版社，2004.

[4]JTGE20-2011，公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程 [S].北京：人民交通出版社，2011.