吳月紅

（佛山市建盈發(fā)展有限公司，廣東 佛山 52800)

在高溫多雨的廣東地區(qū)，高溫車轍和水損害是瀝青路面易發(fā)的主要兩種病害，尤其是在重載交通路段，這會大幅降低道路的使用壽命，增加路面的養(yǎng)護維修投入，而且會提升交通事故發(fā)生的可能性。為解決這一問題，目前主要從瀝青膠結料與瀝青混合料級配這兩方面進行研究。PG 82 SBS改性瀝青具有較高的PG等級，從而使其混合料具有良好的抗車轍能力。[1-2]而且，相比于普通瀝青路面，PG 82 SBS改性瀝青路面的疲勞壽命明顯提升。[3-4]改性新型瀝青混凝土GAC-16 與普通AC 型瀝青混凝土相比，前者具有更好的密實結構，抗高溫車轍性能及抗滑性能更優(yōu)，而且GAC-16 型瀝青混凝土具有良好的抗?jié)B性。[5]同時，GAC-16型瀝青混凝土也經常用于路面養(yǎng)護的加鋪方案。[6-7]PG 82 SBS改性瀝青與GAC-16型瀝青混凝土的應用可以有效地減輕廣東地區(qū)瀝青路面的車轍與水損病害。將兩者同時應用于道路的養(yǎng)護維修工程中來，有利于進一步延長路面的使用壽命，進而創(chuàng)造更大的經濟效益。

1 工程概況

廣東陽茂高速公路為國道主干線同江至三亞高速公路廣東境內的組成部分，2004 年建成通車，所屬地區(qū)氣候條件為亞熱帶季風氣候，夏季高溫多雨，路面最高溫度可達70℃。2007～2009年在全線實施了2 cm 超薄磨耗層和1 cm 微表處預防性養(yǎng)護措施，及時有效保護路面。隨著路段車流量快速增加，預防性養(yǎng)護逐步達到使用壽命期，路面出現(xiàn)松散剝落、密集裂縫、抗滑性能偏低、坑槽和破損增多等問題。2013～2017 年為確保路面保持良好使用情況對全線路面加鋪了4 cm AC-16罩面，提升道路服務水平。隨著路面使用年限增長，加鋪的AC-16罩面出現(xiàn)裂縫、抗滑偏低、坑槽等問題，如圖1所示。2018年11月對存在連續(xù)坑槽、路面損壞狀況指數(shù)PCI值偏低的路段采用了銑刨重鋪4 cm GAC-16 罩面處理，12月完工。

圖1 原路面病害圖

2 PG 82 改性瀝青GAC-16 型瀝青混合料配合比設計

2.1 目標配合比

2.1.1 目標配合比原材料性能

根據(jù)研究者考慮廣東地區(qū)特定的氣候條件而得出的PG 82 SBS 改性瀝青技術要求，[2]對本養(yǎng)護項目所用PG 82-10 SBS改性瀝青膠結料進行測試。測試結果表明，PG 82 SBS 改性瀝青性能符合技術要求，如表1所示。

表1 PG 82 SBS改性瀝青基本性能

GAC-16 型瀝青混合料采用石灰?guī)r材質碎石、輝綠巖機制砂、石灰?guī)r礦粉及P.O.42.5普通硅酸鹽水泥，各材料性能如表2 所示。集料各項性能滿足規(guī)范《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》（JTG F40—2004）[8]的技術要求。

表2 集料與填料性能指標表

2.1.2 目標配合比最佳油石比確定

根據(jù)原材料篩分及檢測結果，按照GAC-16級配設計范圍進行本項目PG 82 SBS 改性瀝青GAC-16 型瀝青混合料目標合成級配及其曲線的設計，分別如表3和圖2所示。

圖2 目標配合比礦料級配曲線

表3 目標配合比礦料級配

根據(jù)《公路工程瀝青與瀝青混合料試驗規(guī)程》（JTG E20—2011）[9]進行室內馬歇爾試驗確定PG 82 SBS 改性瀝青GAC-16 型瀝青混合料目結果如表4所示。

表4 目標配合比設計試驗結果

2.2 生產配合比

2.2.1 生產配合比原材料性能

根據(jù)實驗室目標配合比設計結果，集料經拌合樓烘干、除塵及篩分等工序后進行檢測，測試結果如表5 所示。并根據(jù)此確定生產配合比合成級配如表6及圖3所示。

表5 生產配合比礦料性能表

表6 生產配合比礦料級配

圖3 生產配合比礦料級配曲線

2.2.2 生產配合比最佳油石比確定

按照生產配合比級配設計結果進行室內馬歇爾試驗，確定4.65%為生產配合比最佳油石比，混合料試驗結果如表7所示。可以看出，采用PG 82 SBS改性瀝青作為膠結料的GAC-16 型瀝青混合料在60℃條件下的動穩(wěn)定度接近10000次/mm，說明其具有較好的高溫穩(wěn)定性，在高溫環(huán)境下抵抗永久變形的能力較強。另外，凍融劈裂比及殘留穩(wěn)定度分別為93.0%和93.9%，這體現(xiàn)了PG 82 SBS改性瀝青GAC-16 型瀝青混凝土良好的水穩(wěn)定性。結合高溫性能及水穩(wěn)性，可以得出PG 82 SBS改性瀝青GAC-16 型瀝青混凝土較為滿足廣東地區(qū)高溫多雨環(huán)境對路面性能的要求。

表7 生產配合比設計試驗結果

3 路面施工

3.1 路面銑刨

為有效保證罩面使用壽命，項目實施了嚴抓原路面病害的全面和徹底處治的措施。進行罩面養(yǎng)護工程施工前，聯(lián)合設計、監(jiān)理和施工單位先對原路面進行視頻攝像，然后對病害進行調查，現(xiàn)場標識病害處治的范圍和深度。然后采用銑刨機，對病害較嚴重，存在連續(xù)縱縫、連續(xù)坑槽的AK 3337 + 000 ～AK 3338 + 000及BK 3345 + 000～BK 3349 + 000路段共計5.0 km進行銑刨，銑刨施工過程如圖4所示。

圖4 路面銑刨施工圖

3.2 混合料拌和及運輸

采用產量不少于240 t/h，熱貯料倉為60 t 以上的瀝青混合料拌和樓進行養(yǎng)護項目所需的PG 82 改性瀝青GAC-16 瀝青混合料，生產能力滿足養(yǎng)護項目用料需求?；旌狭暇鶆颍瑹o花白料。使用裝載量在15 t以上瀝青混凝土運輸車將混合料運輸至施工現(xiàn)場。同時，采取有效措施控制混合料的溫度和離析。一方面在拌和機出料料口安裝紅外線感應器，監(jiān)測出料溫度；另一方面混合料運輸過程采用了2 層毛毯覆蓋保溫；最后混合料到施工現(xiàn)場監(jiān)理單位進行溫度監(jiān)測，溫度達到要求才允許施工。對混合料離析進行控制，運料車在拌和樓上裝料時，多次前后移動位置平衡裝料來減少離析情況。

3.3 攤鋪碾壓

對需要進行罩面養(yǎng)護的路段進行維修，鋪設碎石封層，側面灑鋪改性熱瀝青粘層（0.6～0.8 km/m2），然后回填4 cm SBS 改性GAC-16 瀝青混合料。使用攤鋪寬度為7.5 m 的瀝青混合料攤鋪機，進行PG 82 改性瀝青GAC-16 瀝青混合料的攤鋪施工。為防止混合料離析現(xiàn)象的出現(xiàn)，現(xiàn)場施工時，要控制好攤鋪機緩慢、均勻、連續(xù)不間斷地攤鋪，不隨意變換速度或中途停頓，提高平整度，攤鋪速度不得超過3m/min。通過13 t雙鋼輪帶振動雙鋼輪壓路機進行罩面混合料的靜壓及振動壓實，然后采用3 t 膠輪壓路機進行復壓，如圖5 所示?；靥顗簩嵑?，在接縫處設置寬40 cm （新路面25 cm） 改性乳化瀝青霧封層，用量為0.3～0.5 km/m2，在銑刨重鋪的新舊路段起訖橫截面采用壓縫帶粘貼及表明涂刷防水層。

圖5 PG 82SBS改性瀝青GAC-16罩面攤鋪碾壓施工圖

4 路面檢測

4.1 施工完成近期檢測結果

罩面養(yǎng)護工程完工后，于2019年4月對養(yǎng)護工程進行路面破損、平整度、車轍、抗滑性能及抗?jié)B水性能等進行統(tǒng)計檢測。

4.1.1 病害統(tǒng)計

對罩面養(yǎng)護路面的裂縫、坑槽、松散、泛油及修補情況進行了全面的調查統(tǒng)計，結果如表8所示。罩面養(yǎng)護路面在全線通車將近半年后，并未發(fā)現(xiàn)龜裂、塊狀裂縫、縱向裂縫、坑槽、松散剝落及泛油等病害，只存在極少的小型橫向裂縫以及小面積的修補。這說明PG 82 SBS 改性瀝青GAC-16 罩面可以有效預防反射裂縫的產生。同時，采用接縫側面貼壓縫帶和表明涂刷防水層對罩面冷接縫進行涂刷處理效果良好，接縫部位并無坑槽病害。其中，路面破損率DR較低，路面損壞狀況指數(shù)PCI均大于95%，等級評價均為優(yōu)等。

表8 養(yǎng)護路面病害情況統(tǒng)計表

4.1.2 平整度

養(yǎng)護路面平整度檢測情況如表9 所示，罩面養(yǎng)護路面的平整度測試合格率為100%，其中國際平整度指數(shù)IRI最高為1.5，路面行駛質量指數(shù)RQI都在90%以上，等級評價均為優(yōu)等。

表9 養(yǎng)護路面平整度檢測統(tǒng)計表

4.1.3 車轍

根據(jù)表10所示的車轍檢測結果得知罩面養(yǎng)護路面的車轍深度較低，平均車轍深度RD 不超過5.0，車轍深度指數(shù)RDI均大于90%，等級評價均為優(yōu)等。較好的抗車轍能力可以歸因于PG 82 SBS改性瀝青GAC-16罩面粘結劑優(yōu)異的高溫穩(wěn)定性以及GAC-16的骨架密實型結構兩者的共同作用。[4]

表10 養(yǎng)護路面車轍檢測統(tǒng)計表

4.1.4 橫向力系數(shù)

如表11所示，通過橫向力系數(shù)SFC及路面抗滑性能指數(shù)SRI評價出罩面養(yǎng)護路面的抗滑性能等級均處于優(yōu)良等級。罩面較好的抗滑性可以保證高速行車時的安全性，特別是在路面雨水較多的情況下。

表11 養(yǎng)護路面橫向力檢測統(tǒng)計表

4.1.5 路面結構強度

在彎沉檢測過程中，采用新建路面設計彎沉值22.7 mm （0.01 mm） 為標準，罩面養(yǎng)護路面的代表彎沉值除了BK3348+000～BK3349+000路段略大于設計彎沉值，其余路段彎沉值均小于設計彎沉值，如表12所示。通過結構強度系數(shù)SSI及路面結構強度指數(shù)PSSI得到路面結構強度均處于優(yōu)良等級。

表12 養(yǎng)護路面彎沉檢測統(tǒng)計表

4.1.6 抗?jié)B水性能

采用路面滲水儀進行罩面養(yǎng)護路面抗?jié)B水性能的檢測，要求滲水系數(shù)不大于100 mL/min。從表13路面滲水系數(shù)檢測結果可以看出路面基本上不滲水，這將有利于保護集料之間的有效黏結。因為雨水深入瀝青混合料內部后，在行車過程中引起的動水壓力作用下會對瀝青混合料產生沖刷作用，從而損害集料之間的黏結。

表13 養(yǎng)護路面抗?jié)B水性檢測統(tǒng)計表

根據(jù)對路面破損、平整度、車轍和抗滑性能及抗?jié)B水性能等進行檢測和統(tǒng)計的結果，可以得出PG82 SBS 改性瀝青GAC-16 罩面高溫穩(wěn)定性好、預防裂縫反射、抗車轍和封水效果都較為理想，性價比較高，在大交通量和重載交通路段值得推廣使用。

4.2 路面長期性能檢測結果

為評價PG 82 SBS 改性瀝青GAC-16 罩面的長期使用性能，在2020年6月對罩面工程進行路面破損、平整度、車轍、抗滑性能及抗?jié)B水性能進行檢測。

4.2.1 破損情況

對于罩面養(yǎng)護路面的破損情況，存在少量龜裂、塊狀裂縫及橫縱向裂縫，總修補面積約200 m2，較僅有幾處出現(xiàn)小區(qū)域的松散剝落，并無產生泛油病害。同時，采用接縫側面貼壓縫帶和表面涂刷防水層對罩面冷接縫進行涂刷處理部位出現(xiàn)的坑槽病害極少。路面破損率DR總體較低，路面損壞狀況指數(shù)PCI 大部分在85%左右，評價等級為良。

4.2.2 平整度、車轍及抗滑性能

罩面養(yǎng)護路面的平整度測試合格率為100%，其中國際平整度指數(shù)IRI 最高為3.5，路面行駛質量指數(shù)RQI都在80%以上，等級評價大部分為良，少數(shù)為優(yōu)等。

車轍深度檢測結果顯示，養(yǎng)護路面的平均車轍深度RD 不超過10.0 mm，車轍深度指數(shù)RDI 小于80%的極少，表明路面整體具有較好的抗車轍能力。

檢測路段橫向力系數(shù)SFC平均數(shù)大于40的占95%以上，得到絕大部分路段具有良好的抗滑性能。

根據(jù)養(yǎng)護路面投入使用將近三年之后的路面破損情況、平整度、車轍和抗滑性能檢測結果，可以得到路面還是具有較好的使用性能，可以滿足道路的正常使用。這說明PG82 SBS 改性瀝青GAC-16 罩面在炎熱多雨地區(qū)具有較好的長期使用性能，值得將其推廣于養(yǎng)護工程中。

5 經濟性分析

對處于高溫多雨地區(qū)，而且存在較多重載車輛的路面而言，若采用普通瀝青混合料或是SBS改性瀝青混合料進行罩面養(yǎng)護時，罩面一般會在兩年左右遭到較為嚴重的破壞，進而需要對整條養(yǎng)護路面重新開展養(yǎng)護工程或者對道路進行銑刨重鋪。對于PG82 SBS 改性瀝青GAC-16 罩面而言，將近三年的使用并未出現(xiàn)大范圍的病害，還是可以滿足正常的使用，僅需要對道路的少數(shù)局部進行修補養(yǎng)護。這可以避免大范圍的養(yǎng)護工程或者銑刨重鋪而投入的資金，其中包括施工材料費用、車輛的運營費、施工儀器及施工隊伍花費等。一般，對4 km的雙向8車道交通高速公路進行4 cm罩面大中修養(yǎng)護工程需投入將近1千萬的花費，若是進行銑刨重鋪將會花費更多。PG82 SBS 改性瀝青GAC-16 罩面的預計使用壽命至少有四年， 這意味著采用PG82 SBS 改性瀝青GAC-16 罩面的過程中可以減少一次大中修養(yǎng)護工程的投入。以本文所述項目為例，可以節(jié)省約1250 萬元的投入。這可以降低道路的建設成本，進而創(chuàng)造更大的社會經濟價值。

6 結論

采用PG 82 SBS改性瀝青GAC-16罩面對廣東陽茂高速中存在連續(xù)坑槽、破損PCI值偏低路段進行養(yǎng)護，并在完工后約半年進行路面質量檢測，得出以下結論：①PG82 SBS改性瀝青GAC-16罩面具有較好的高溫穩(wěn)定性及優(yōu)異的抗?jié)B水性能，適合廣東地區(qū)高溫多雨的環(huán)境；②PG82 SBS改性瀝青GAC-16 罩面可以有效預防反射裂縫的產生，對于推廣PG82 改性瀝青GAC-16型瀝青混合料在道路養(yǎng)護工程的應用具有重大作用；③G82 SBS改性瀝青GAC-16 罩面具有較好的抗滑性能及路面結構強度；④采用接縫側面貼壓縫帶和表面涂刷防水層對罩面冷接縫進行涂刷的處理措施具有良好效果。