曹 曉 亮

(山西省平定公路管理段，山西 陽泉 045000)

0 引言

近年來，國內(nèi)公路交通發(fā)展迅速，經(jīng)濟(jì)發(fā)展更加依賴于公路運(yùn)輸行業(yè)，交通通行量顯著增長，客觀情況要求國道路面具備更高的質(zhì)量安全與使用性能。瀝青混凝土路面是目前國道新建與改建項(xiàng)目中的主要路面形式，在綜合運(yùn)行性能、行車穩(wěn)定性方面都具備較好的表現(xiàn)，但由于自身特征以及外部環(huán)境與荷載的影響，極易出現(xiàn)車轍、泛油、裂縫等病害現(xiàn)象。尤其是在國道的大縱坡路段，受到重載交通以及剎車制動推移力的作用，路段的車轍現(xiàn)象十分明顯，對行車安全以及道路壽命造成不利影響。因此，通過改進(jìn)材料及施工技術(shù)，提高大縱坡國道路段的抗車轍能力，成為當(dāng)前研究的主題。

1 長大縱坡瀝青路面車轍原因分析

在國道瀝青路面的使用過程中，受到重載交通以及惡劣自然環(huán)境的影響，極易出現(xiàn)車轍、裂縫等路面病害，但是車轍問題無疑是其中最為常見的類型。造成路面車轍的因素有很多，主要有交通荷載、溫度等。車轍是路面在重載車輛的反復(fù)作用下，產(chǎn)生的不可恢復(fù)的豎向變形。從材料角度來講，瀝青混合料在上部荷載的擠壓作用下，當(dāng)剪應(yīng)力大于抗剪強(qiáng)度時，發(fā)生流動和重新排列，形成表面車轍。車轍問題對路面的行車安全性及舒適性都有不利影響，更對道路整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和使用壽命產(chǎn)生影響。同時出現(xiàn)車轍后，養(yǎng)護(hù)部門需要及時對路面結(jié)構(gòu)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，也面臨著較大的人力物力消耗。因此，有必要在國道大縱坡段的施工與運(yùn)營過程中，采取必要的抗車轍措施，減少或延緩大范圍車轍的出現(xiàn)。通常而言，造成大縱坡路段出現(xiàn)車轍的原因主要有以下三個：

1)縱坡坡度的影響。車輛的行駛速度與路面的坡度和坡長密切相關(guān)，在坡度陡、坡段長的大縱坡路段，車輛的行駛速度會發(fā)生顯著下降。而根據(jù)相關(guān)研究表明[1]，一次20 km/h 行駛速度產(chǎn)生的變形可以與五次100 km/h產(chǎn)生的變形相當(dāng)，表明行駛速度越低對于瀝青路面的永久變形影響越大。

2)重載交通的影響。近年來，國內(nèi)經(jīng)濟(jì)與物流業(yè)的發(fā)展迅速，貨運(yùn)行業(yè)的發(fā)展使得國道通行的拖掛車、大貨車等重載交通量迅速增長，其軸載通常在200 kN以上，遠(yuǎn)超路面設(shè)計(jì)荷載等級，因此本身就存在較大的結(jié)構(gòu)破壞隱患。加之國內(nèi)貨車超載現(xiàn)象頻繁，更易導(dǎo)致路面在未到達(dá)設(shè)計(jì)年限就早早出現(xiàn)嚴(yán)重破壞。

3)高溫的影響。瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性來源于集料形成的嵌擠結(jié)構(gòu)和膠結(jié)料的粘性，當(dāng)外部溫度升高時，瀝青膠結(jié)料由固態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榘牍虘B(tài)，瀝青逐漸軟化、塑性增大，抗剪能力迅速衰減，難以抵抗來自于車輛的水平及豎向力作用。尤其當(dāng)瀝青混合料采用懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)時，大量懸浮在瀝青中的細(xì)集料難以形成嵌擠骨架結(jié)構(gòu)，不能有效抵抗車輛荷載作用。

2 工程概況

本項(xiàng)目段位于某國道大縱坡路段，地處山區(qū)，地質(zhì)與地形條件較為復(fù)雜，車輛結(jié)構(gòu)以貨運(yùn)重載車輛為主，通行量較大。路面基層采用38 cm水泥穩(wěn)定碎石，面層采用抗車轍瀝青面層，厚度8 cm。本次項(xiàng)目的大縱坡主要位于第一、二、四標(biāo)段，縱坡坡率平均值4.9%，最大縱坡8%。由于該路段重載超載車輛較多，將對瀝青路面結(jié)構(gòu)造成較大不利影響，因此設(shè)計(jì)與施工環(huán)節(jié)需要注意增強(qiáng)路面的抗車轍能力。

3 抗車轍瀝青混合料的選擇

3.1 抗車轍瀝青混凝土的選擇

本次項(xiàng)目采用了PR改性劑，由于PR改性的瀝青混凝土穩(wěn)定度能夠達(dá)到6 000次/mm，相比普通SBS改性瀝青的抵抗破壞能力更強(qiáng)。因此，項(xiàng)目中選擇利用粒徑4 mm的PR改性劑摻入瀝青混合料中，以提升面層的抗車轍能力，上面層瀝青混合料的PR摻量為0.35%，下面層瀝青混合料的PR摻量為0.3%?；炷涟韬蠒r，將一定劑量的PR改性劑加入攪拌機(jī)同步拌合即可。

3.2 抗車轍瀝青混凝土配合比設(shè)計(jì)

1)材料參數(shù)。本項(xiàng)目瀝青選擇中海90號石油瀝青，礦粉選擇磨細(xì)石灰粉。集料的技術(shù)性能如表1所示。

表1 本項(xiàng)目所用集料的技術(shù)性能

2)配合比設(shè)計(jì)。本項(xiàng)目路面結(jié)構(gòu)上面層采用3 cm AC-13PR改性細(xì)粒式瀝青混凝土，下面層采用5 cm AC-20PR改性中粒式瀝青混凝土，配合比如表2所示。

表2 級配范圍

4 抗車轍瀝青路面的施工技術(shù)

4.1 基層清理

在進(jìn)行路面鋪筑前，必須確保基層表面的干燥、清潔，保證碎石封層能夠與水穩(wěn)碎石基層的粘結(jié)良好。在清理基層時，應(yīng)先對基層頂面的雜物進(jìn)行刮除，通過平地機(jī)的處理使集料頂部裸露在外，以便封層能與之粘結(jié)。采用高壓水槍或清洗車對表層浮土進(jìn)行吹洗后，需要對基層進(jìn)行晾曬干燥處理，以滿足面層鋪筑的要求。

4.2 施工流程

1)噴頭預(yù)熱。起止位置的邊線應(yīng)垂直布置，以避免混合料撒布時出現(xiàn)過多重疊，且長度應(yīng)超過2 m。

2)在同步碎石封層車內(nèi)同時裝入碎石和抗車轍瀝青，并確保及時就位。對噴嘴進(jìn)行調(diào)整，保證瀝青噴灑工作的有序開展。在進(jìn)行混合料撒布作業(yè)時，應(yīng)使撒布車以勻速行駛，對于局部無法通過撒布車完成的位置，應(yīng)通過人工方式進(jìn)行處理。撒布車應(yīng)當(dāng)按照均勻的速度向前行駛。對于無法噴灑到瀝青的位置，可以采取人工進(jìn)行補(bǔ)灑施工?？管囖H瀝青的施工溫度應(yīng)保持在185 ℃～190 ℃。

3)在撒布過程中，撒布瀝青的量以2.2 kg/m2～2.6 kg/m2為宜，撒布碎石的量以10.0 kg/m2～10.5 kg/m2為宜，當(dāng)碎石出現(xiàn)撒落或重疊現(xiàn)象時，可以通過人工予以清掃。

4)在施工過程中，尤其應(yīng)注意在撒布車啟動處以及縱橫交界處，需保證撒布的均勻，不得出現(xiàn)重疊與漏撒問題。若撒布過程中碎石出現(xiàn)重疊，可以通過人工方式將多余碎石清除。

5)在瀝青與碎石撒布完成后，應(yīng)當(dāng)及時進(jìn)行碾壓施工，碾壓機(jī)械采用26 t膠輪壓路機(jī)，前后兩臺輪跡重疊碾壓3遍，碾壓速度以2 km/h～2.5 km/h為宜，整個碾壓過程應(yīng)保證高頻率、低速勻速，禁止突然調(diào)頭、剎車等，影響路面施工效果。碾壓方向是從邊緣向路中、由低處向高處。

6)瀝青混凝土在完成碾壓后，應(yīng)及時進(jìn)行交通封閉，一般為3 h，在此過程中必須禁止荷載對混合料結(jié)構(gòu)的破壞。同時在路面交通解封后的一段時間內(nèi)，仍應(yīng)限制車輛速度在25 km/h以內(nèi)，此舉目的在于防止車輛急剎車、急轉(zhuǎn)向?qū)管囖H路面層造成剪切破壞。

4.3 瀝青混合料的攤鋪要點(diǎn)

攤鋪過程對于瀝青混凝土路面的質(zhì)量具有關(guān)鍵性影響，因此需要著重強(qiáng)調(diào)在攤鋪階段的施工技術(shù)要點(diǎn)：

1)基層的整潔對于攤鋪后上下結(jié)構(gòu)層間的粘結(jié)性有至關(guān)重要的影響，攤鋪前必須對下基層進(jìn)行清理。

2)應(yīng)在攤鋪機(jī)料斗上均勻噴灑粘液，避免瀝青混合料粘結(jié)在料斗上。

3)為了保證攤鋪機(jī)的溫度滿足施工要求，攤鋪機(jī)的預(yù)熱時間應(yīng)保持在30 min左右。

4)為了保證松鋪厚度與熨平板高度一致，必須及時調(diào)整熨平板高度，并將其松鋪系數(shù)調(diào)至1.1，速度調(diào)至3 m/min。當(dāng)在主線內(nèi)攤鋪時，可采取兩臺攤鋪機(jī)同時作業(yè)，前后兩臺攤鋪機(jī)均應(yīng)配備自動找平系統(tǒng)，確保瀝青混凝土的攤鋪厚度滿足設(shè)計(jì)要求。

5)攤鋪過程中需要隨時檢查鋪筑厚度、橫坡等參數(shù)，注意根據(jù)道路寬度、施工條件等適時調(diào)整攤鋪寬度。

5 結(jié)語

大縱坡路段的車轍病害已經(jīng)成為影響國道通行安全及舒適性的重要制約因素。文章針對國道大縱坡段的車轍問題，結(jié)合工程實(shí)際，對大縱坡路段抗車轍路面的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)進(jìn)行分析，希望相關(guān)結(jié)論能夠?yàn)橥愴?xiàng)目提供參考。