孫紅霞

（張家口路發(fā)高速公路養(yǎng)護有限責(zé)任公司，河北 張家口 075000）

0 引言

瀝青路面由于較好的行車舒適性，已經(jīng)成為我國高速公路路面的主要結(jié)構(gòu)形式[1]。瀝青路面易產(chǎn)生裂縫，需要進行接縫施工處理，本文介紹路面接縫技術(shù)所用原材料，依托實際工程，結(jié)合正交試驗設(shè)計方法，進行小梁彎曲疲勞壽命試驗和拉拔試驗，探究接縫黏結(jié)材料種類、使用量及接縫黏結(jié)形式對路面接縫施工效果的影響。

1 原材料

1.1 瀝青

本文研究使用普通基質(zhì)瀝青、普通橡膠瀝青和普通乳化瀝青，并對3種瀝青性能進行試驗檢驗。

1.2 集料

本文使用玄武巖作為集料，并對集料性能進行試驗檢驗。

2 工程實踐

2.1 工程概況

某高速公路位于平原地段，全長58.284km，路基寬26.5m，為整體式雙向四車道橫斷面。試驗路段路面采用瀝青混凝土3層結(jié)構(gòu)，其基層整體結(jié)構(gòu)由半剛性基層和5%的碎石基層組成。

2.2 正交試驗

2.2.1 正交試驗方案設(shè)計

本文主要對接縫黏結(jié)材料種類、使用量及接縫黏結(jié)形式對路面接縫施工技術(shù)的影響展開研究。接縫黏結(jié)材料種類包括普通基質(zhì)瀝青、普通橡膠瀝青和普通乳化瀝青，接縫黏結(jié)材料使用量為0.4kg/m2、0.8kg/m2和1.2kg/m2，接縫黏結(jié)形式包括30°傾斜接縫、60°傾斜接縫以及垂直接縫3種形式。本文在實驗室內(nèi)進行試驗，按照L9（33）設(shè)計正交試驗。正交試驗設(shè)計因素及3個水平見表1。

表1 正交試驗設(shè)計因素及3個水平

2.2.2 正交試驗結(jié)果分析

在實驗室內(nèi)使用車轍試件模擬高速公路瀝青路面，采用小梁彎曲疲勞壽命試驗和拉拔試驗檢測黏結(jié)性能[2]，進行9個平行組試驗，探究不同因素對路面接縫施工技術(shù)的影響。采用小梁彎曲疲勞壽命試驗和拉拔試驗對A組、B組、C組、D組、E組、F組、G組、H組、I組9組試件進行試驗檢測。9組試件疲勞壽命與黏結(jié)強度試驗檢測結(jié)果如表2所示。

表2 （續(xù)）

表2 九組試件疲勞壽命與黏結(jié)強度試驗檢測結(jié)果

2.3 性能檢驗

2.3.1 接縫黏結(jié)材料種類

本文研究普通基質(zhì)瀝青、普通橡膠瀝青和普通乳化瀝青3種不同瀝青材料作為高速公路瀝青路面黏結(jié)劑對接縫處理效果的影響。對表2三種瀝青材料數(shù)據(jù)結(jié)果取平均值，并進行數(shù)據(jù)分析。不同接縫黏結(jié)材料種類試驗結(jié)果如圖1所示。

圖1 不同接縫黏結(jié)材料種類試驗結(jié)果

由圖1可知，普通乳化瀝青疲勞壽命最大為43 416次，而普通基質(zhì)瀝青疲勞壽命為8 092次，普通橡膠瀝青疲勞壽命只有28 523次，采用普通乳化瀝青作為黏結(jié)材料，疲勞壽命明顯高于普通基質(zhì)瀝青和普通橡膠瀝青；普通乳化瀝青黏結(jié)強度最大為2.239MPa，而普通基質(zhì)瀝青黏結(jié)強度為0.537MPa，普通橡膠瀝青黏結(jié)強度為1.468MPa，采用普通乳化瀝青作為黏結(jié)材料時黏結(jié)強度明顯高于普通基質(zhì)瀝青和普通橡膠瀝青。

普通瀝青正常情況下呈現(xiàn)黏稠狀態(tài)，對瀝青進行升溫處理后，瀝青呈現(xiàn)流動狀態(tài)，如果使用普通基質(zhì)瀝青作為接縫黏結(jié)材料，路面接縫施工過程中，施工溫度降低時，瀝青會迅速改變狀態(tài)呈現(xiàn)固態(tài)，導(dǎo)致接縫施工中路面處理不均勻。而乳化瀝青正常情況下呈現(xiàn)流動狀態(tài)，路面接縫施工過程中使用乳化瀝青便于施工，同時乳化瀝青擁有較強的黏結(jié)性[1]。

2.3.2 接縫黏結(jié)材料使用量

不同接縫黏結(jié)材料使用量對高速公路施工影響較大，因此需要選擇最佳黏結(jié)材料使用量。本文研究0.4kg/m2、0.8kg/m2和1.2kg/m2三種黏結(jié)材料使用量對施工效果的影響。不同接縫黏結(jié)材料使用量試驗結(jié)果如圖2所示。

由圖2可知，接縫材料使用量為0.8kg/m2時，試件疲勞壽命最大為40 391次；而接縫材料使用量為0.4kg/m2時，試件疲勞壽命最大為22 588次，接縫材料使用量為1.2kg/m2時，試件疲勞壽命最大為35 471次。接縫材料使用量為0.8kg/m2時，試件黏結(jié)強度為2.154MPa，而接縫材料使用量為0.4kg/m2時，試件黏結(jié)強度為1.181MPa，接縫材料使用量為1.2kg/m2時，試件黏結(jié)強度為1.892MPa。

圖2 不同接縫黏結(jié)材料使用量試驗結(jié)果

高速公路路面接縫施工過程中，黏結(jié)材料使用量過少，導(dǎo)致黏結(jié)層厚度較小，接縫黏結(jié)效果不佳，而黏結(jié)材料使用量過多時，黏結(jié)層厚度較大，車輛反復(fù)在路面行駛，由于路面接縫處受力不均勻，導(dǎo)致高速公路路面破壞[4]。

2.3.3 接縫黏結(jié)形式

本文采用30°傾斜接縫、60°傾斜接縫以及垂直接縫3種接縫形式進行路面接縫施工。路面接縫施工采用60°傾斜施工時，接縫試件疲勞壽命和黏結(jié)強度最大，施工效果最佳，這是因為路面垂直接縫施工時，高速超車道和應(yīng)急車道在行車荷載作用下，極易發(fā)生二次破壞，而使用60°傾斜接縫施工時，可以增大路面黏結(jié)面積，提高黏結(jié)性能。

3 結(jié)論

為提高高速公路路面接縫施工質(zhì)量，本文結(jié)合正交試驗設(shè)計方法，進行小梁彎曲疲勞壽命試驗和拉拔試驗，探究接縫黏結(jié)材料種類、使用量及接縫黏結(jié)形式對路面接縫施工技術(shù)的影響，最后對其效果展分析。研究結(jié)果表明：

（1）路面接縫施工使用普通乳化瀝青性能最佳，其路用性能優(yōu)于普通橡膠瀝青。

（2）試件疲勞壽命和黏結(jié)強度隨接縫材料使用量的增加而先上升后下降。

（3）路面接縫施工使用60°傾斜接縫施工效果最佳。