李 勁

（景德鎮(zhèn)市公路事業(yè)發(fā)展中心昌江分中心,江西 景德鎮(zhèn) 333000）

0 引言

常規(guī)瀝青灌入工藝鋪就的瀝青路面，雖然也具有較好的抗車轍功效，但骨料黏結(jié)性不足，易發(fā)生剝落、松散等病害。為避免瀝青路面發(fā)生早期病害，增強(qiáng)路用功效，預(yù)拌熱碎石瀝青灌入復(fù)合料作為一種新型瀝青復(fù)合料逐漸投入應(yīng)用[1]。該復(fù)合料在拌料廠將碎石加熱到預(yù)定溫度，添加0.6%瀝青并拌和均勻，構(gòu)成預(yù)拌熱碎石料，運(yùn)送至工程現(xiàn)場，在初壓密的熱碎石上，噴灑瀝青膠漿，再壓密成瀝青面層。該復(fù)合料施工過程中，在保持高溫穩(wěn)定性的基礎(chǔ)上，仍表現(xiàn)出良好的充漿和形變能力，基底黏附性強(qiáng)，防水抗裂和實(shí)密持久性好，該材料施工作業(yè)的效率與質(zhì)量也較高。

1 基本材料與復(fù)合料配比

1.1 基本材料

（1）瀝青。該文中用到主要3類瀝青，其功效指標(biāo)見表1所示。

表1 主要3類瀝青的功效指標(biāo)

（2）骨料。粗骨料應(yīng)用灰綠巖，粒度為10～15 mm、5～10 mm、3～7 mm三個檔次，功效指標(biāo)見表2所示。（3）粉煤灰。粉煤灰各項(xiàng)性質(zhì)指標(biāo)見表3所示。

表2 粗骨料的功效指標(biāo)

表3 粉煤灰的性質(zhì)指標(biāo)

續(xù)表3 粉煤灰的性質(zhì)指標(biāo)

1.2 粗骨料級配與瀝青摻量的確定

參考分級調(diào)配方法，開展粗骨料級配設(shè)計(jì)。該文中復(fù)合料的最小粒度為2.36 mm，最大粒度為16 mm，須開展3級調(diào)配。各級配通過公式（1）給予驗(yàn)算，公式中左側(cè)均高于右側(cè)，意味粗骨料間隙體積高于細(xì)骨料的體積，復(fù)合料骨架不受干擾，無須調(diào)節(jié)粗骨料比例。

式中，qc——粗骨料用量；qf——細(xì)骨料用量；VCA——粗骨料間隙；ρsc——粗骨料干搗實(shí)密度；ρf——細(xì)骨料毛體積密度。

3種瀝青，分別為SBS改性瀝青、SHV改性瀝青、超強(qiáng)黏結(jié)改性瀝青。3種瀝青膠漿：粉膠比1∶1.5的超強(qiáng)黏結(jié)改性瀝青膠漿、粉膠比1∶1.38的改性SHV瀝青膠漿、粉膠比1∶1.27改性SBS瀝青膠漿?；隗w積充填原則，由粗骨料構(gòu)建骨架，膠漿充填骨架結(jié)構(gòu)間隙，發(fā)揮黏結(jié)和穩(wěn)定作用。

復(fù)合料中瀝青膠漿中的粉膠比越高，所需的瀝青量就越低，應(yīng)用公式（2）計(jì)算膠結(jié)料瀝青用量，保證瀝青和填充料滿足骨架間隙填充需要。

式中，r——粉膠比；ρp——填充料（粉煤灰）密度；ρa(bǔ)——瀝青密度；ρsc——粗骨料的干搗實(shí)密度；VCADRC——粗骨料間隙。工程實(shí)踐表明，添加粉煤灰，可以替代部分瀝青，節(jié)省部分工程成本。

1.3 6種膠結(jié)料比較

為獲得適用的膠結(jié)料，該文借助車轍試驗(yàn)，對由6種膠結(jié)料制作廠拌熱碎石瀝青灌注復(fù)合料進(jìn)行比較，選取其中具有更好的高溫抗車轍功效的膠結(jié)料[2]。試驗(yàn)應(yīng)用HYCZ-5自動車轍試驗(yàn)儀，取0.7 MPa輪壓，60 ℃試壓溫度開展檢測試驗(yàn)。具體試驗(yàn)過程如下：

（1）因?yàn)樵撐牡膹S拌熱碎石瀝青灌注復(fù)合料的瀝青使用量比較大，為避免車轍試驗(yàn)中瀝青過度黏附試驗(yàn)輪，影響試驗(yàn)檢測效果，試驗(yàn)開始前，對車轍板表面播撒一層礦石粉。

（2）打開車轍試驗(yàn)儀，車轍板裝入試模，放入保溫箱，待達(dá)到（60±1）℃溫度時，保溫靜置不低于5 h。

（3）車轍板放到輪壓臺實(shí)施輪壓，保持箱內(nèi)溫度穩(wěn)定在（60±0.50）℃。出于盡量避免瀝青過度黏結(jié)試驗(yàn)輪的目的，輪壓啟動前，在試樣上墊1張薄紙。車轍儀啟動，開展試驗(yàn)檢測。

（4）讀?。╰1）45 min的車轍形變d1和（t2）60 min的車轍形變d2，精確到0.01 mm。各車轍試樣的動穩(wěn)度DS按公式（3）進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果見表4所示。

表4 車轍試驗(yàn)檢測結(jié)果

式中，DS——瀝青復(fù)合料的動穩(wěn)度；d1和d2——分別對應(yīng)于t1和t2的形變量；C1——試驗(yàn)機(jī)型式系數(shù)；C2——試樣系數(shù)，室內(nèi)制作寬度為300 mm的試樣，其系數(shù)為1.0；N——往返輪壓速度，一般取42次/ mm。

車轍試驗(yàn)顯示，膠結(jié)料選擇超強(qiáng)黏結(jié)改性瀝青膠漿，粉膠比為1∶1.5條件下，廠拌熱碎石瀝青灌入復(fù)合料材料的動穩(wěn)度最高，但即使添加了粉煤灰，瀝青摻加量仍然較大，過量超強(qiáng)黏結(jié)改性瀝青施工應(yīng)用，工程成本較高，并且作業(yè)溫度高，增加操作難度。膠結(jié)料選擇改性SHV瀝青膠漿，粉膠比1∶1.38條件下，廠拌熱碎石瀝青灌注復(fù)合料的動穩(wěn)度達(dá)4 405.59次/mm，并且試驗(yàn)移位量也比較小?；诮?jīng)濟(jì)成本、復(fù)合料功效、作業(yè)溫度等因素綜合考慮，故選擇改性SHV瀝青膠漿，按1∶1.38粉膠比作為廠拌熱碎石瀝青灌注復(fù)合料的膠結(jié)料。

2 預(yù)拌熱碎石瀝青灌入復(fù)合料功效研究

2.1 高溫穩(wěn)定功效

對預(yù)拌熱碎石瀝青灌入復(fù)合料的功效特點(diǎn)進(jìn)行研究，并與STRAT應(yīng)力吸收層材料、防水黏結(jié)層、常規(guī)瀝青灌入復(fù)合料以及橋面鋪裝所應(yīng)用的瀝青灌入復(fù)合料等材料進(jìn)行比較。試驗(yàn)顯示，常規(guī)瀝青灌入型材料的車轍形變量較高，試驗(yàn)運(yùn)行10 min以后，移位量就突破了試驗(yàn)儀量程，導(dǎo)致無法繼續(xù)有效測得動穩(wěn)度數(shù)值。表明常規(guī)瀝青灌入型材料的高溫穩(wěn)定性比較低，其復(fù)合料骨架很不穩(wěn)定。

但預(yù)拌熱碎石瀝青灌入復(fù)合料的車轍關(guān)系曲線走勢較平緩，移位量≤3 mm，高溫穩(wěn)定性良好。預(yù)拌熱碎石瀝青灌入復(fù)合料中，填充料與瀝青均勻調(diào)拌后所構(gòu)成的膠漿，加熱至設(shè)計(jì)溫度，灌入至經(jīng)加熱的預(yù)拌級配碎石，膠結(jié)料充分入灌碎石間隙，完全裹覆級配碎石，骨料之間的黏結(jié)性不足，易發(fā)生剝落、松散等病害現(xiàn)象極大程度得以克服[3]。

2.2 抗開裂功效

選擇（15±0.50）℃、（-10±0.50）℃溫度條件，50 mm/min加荷速率，開展小梁彎曲測試，檢測結(jié)果見表5所示。

表5 小梁彎曲檢測結(jié)果

在-10 ℃條件下，將預(yù)拌熱碎石瀝青灌入復(fù)合料的彎拉應(yīng)變最大值，與STRAT應(yīng)力吸收層材料和GMA10瀝青澆注復(fù)合料，以及常規(guī)AC-13瀝青復(fù)合料同等工況下的彎拉應(yīng)變最大值進(jìn)行比較，結(jié)果顯示，GMA10瀝青澆注復(fù)合料和預(yù)拌熱碎石瀝青灌入復(fù)合料的變形協(xié)調(diào)能力和抗裂性能相當(dāng)，最大彎拉應(yīng)變高于STRAT應(yīng)力吸收層材料。可見應(yīng)用大油石比預(yù)拌熱碎石瀝青灌入復(fù)合料中的瀝青形變功效得到良好發(fā)揮，擁有良好的抗車轍和高溫穩(wěn)定性能的同時，變形協(xié)調(diào)能力和抗裂性與瀝青灌入復(fù)合料相當(dāng)。

3 預(yù)拌熱碎石瀝青灌入復(fù)合料施工技術(shù)

3.1 工前準(zhǔn)備

（1）原路面可能存在的裂縫、龜裂、坑槽處理，平整度和強(qiáng)度不足區(qū)域的必要結(jié)構(gòu)處理，路面泥土、浮塵、可見水及碎屑清理。

（2）溝通封閉交通，配置交通和施工的安全標(biāo)志。為保證作業(yè)安全，如果需要，配備專門人員負(fù)責(zé)管理交通。

（3）放樣。注意封層機(jī)導(dǎo)向線與作業(yè)幅數(shù)界線的一致性，路幅寬度要準(zhǔn)確測量，攤鋪箱寬度要按路幅寬度調(diào)整適用。

（4）瀝青膠漿與預(yù)拌碎石準(zhǔn)備。拌和點(diǎn)與攤鋪現(xiàn)場≤3 h車程，按0.60%油石比對石料和瀝青進(jìn)行配料，拌和溫度190～260 ℃左右，拌和時間一般90 s，獲得預(yù)拌熱碎石。按設(shè)計(jì)粉膠比調(diào)拌瀝青與粉煤灰的復(fù)合漿料，調(diào)拌溫度參考預(yù)拌熱碎石的調(diào)拌溫度，制成質(zhì)地均勻的瀝青膠漿。

3.2 復(fù)合料運(yùn)輸

（1）預(yù)拌熱碎石瀝青灌入復(fù)合料運(yùn)輸裝備需具備保溫和調(diào)拌系統(tǒng)，膠漿從攪拌站出來還需不斷攪拌，防止溫度降低和瀝青膠漿離析而影響攤鋪施工。

（2）運(yùn)輸中，預(yù)拌碎石與瀝青膠漿應(yīng)分開放置。初次進(jìn)料前，運(yùn)輸裝備應(yīng)預(yù)熱到160 ℃上下，瀝青膠漿裝入運(yùn)輸裝備后，應(yīng)保持持續(xù)調(diào)拌，膠漿運(yùn)輸裝備的溫度應(yīng)保持在190～250 ℃之間，熱碎石和瀝青膠漿運(yùn)至攤鋪現(xiàn)場應(yīng)滿足220～250 ℃的溫度狀態(tài)。

（3）施工過程中，一旦調(diào)拌系統(tǒng)存在故障，應(yīng)適時從調(diào)拌罐中倒出瀝青膠漿，禁止使用已經(jīng)離析的漿料。

3.3 復(fù)合料的攤鋪成型

（1）側(cè)限控制。因?yàn)轭A(yù)拌熱碎石瀝青灌入復(fù)合料攤鋪溫度通常在190～250 ℃，攤鋪時需往預(yù)拌碎石中澆注膠漿，膠漿存在流動性，為避免膠漿側(cè)流，有必要配置邊側(cè)限制?？蛇x用木制或鋼制擋板作為邊側(cè)限制，側(cè)限板厚20～30 mm，高40～80 mm，在路幅連接邊緣設(shè)置。

（2）厚度控制。確定攤鋪厚度，做好標(biāo)志點(diǎn)，然后調(diào)節(jié)側(cè)限板及導(dǎo)軌高度。

（3）行車道攤鋪。常規(guī)瀝青路面應(yīng)用分級攤鋪方法，常令填料無法完全充填部分主層石料間隙，造成復(fù)合料間隙率瑕疵，密實(shí)狀態(tài)受到影響，并且作業(yè)過程繁瑣，效率低，作業(yè)質(zhì)量也較難控制，造成路用功效有時達(dá)不到設(shè)計(jì)功效。

在攤鋪操作過程中，熱碎石經(jīng)料斗布料，料斗溫度控制在200～260 ℃，一般比膠漿溫度高出約10 ℃。熱碎石經(jīng)分料螺旋裝置輸送到鋪筑路面，經(jīng)熨平裝置給予整平。然后由壓密裝置開展壓密，最后由噴播系統(tǒng)噴播瀝青膠漿。膠漿溫控攪拌系統(tǒng)經(jīng)燃燒器加熱，溫度一般控制在190～250 ℃。

攤鋪施工時，第1步，將所需瀝青膠漿裝入儲存罐，熱碎石裝入料斗，由加熱系統(tǒng)加熱并保溫碎石和膠漿，使碎石保持鋪筑所需溫度，使瀝青膠漿實(shí)現(xiàn)和保持可流動狀態(tài)。加熱也能溶化分解輸送管內(nèi)可能殘存的瀝青，保持可輸送、易噴播狀態(tài)；第2步，開動攤鋪機(jī)，通過輸送系統(tǒng)、螺旋分料系統(tǒng)和熨平裝置，將熱碎石送達(dá)目標(biāo)位置并完成基底攤鋪，然后由膠漿噴播裝置將膠漿噴播至熱碎石基面，使膠漿快速填充熱碎石間隙，與熱碎石緊密黏結(jié)，然后由壓密裝置壓密成形，完成攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。該工藝實(shí)現(xiàn)了邊攤鋪熱碎石，邊澆注瀝青膠漿的同步一次性攤鋪?zhàn)鳂I(yè)，能夠有效控制熱碎石和膠漿的作業(yè)溫度，保證施工效率與質(zhì)量。

3.4 接縫與邊界處理

因?yàn)樵O(shè)備寬度較難等同路面寬度，不能一次實(shí)現(xiàn)整幅同時攤鋪，而只能選擇條帶分別攤鋪，所以作業(yè)縱接縫不可避免。為使作業(yè)縱接縫盡可能擁有光滑垂直的斷面，側(cè)限擋板須適當(dāng)刷涂隔離劑，復(fù)合料冷卻并具有一定強(qiáng)度后，才允許拆除擋板。處理縱接縫前，應(yīng)首先進(jìn)行原接縫界面檢查，發(fā)現(xiàn)麻面、松散、下層脫落情況，應(yīng)適時給予補(bǔ)救處理。為保證結(jié)構(gòu)層整體性和實(shí)密性，接縫界面瑕疵處理后，還應(yīng)在縱方向邊縫貼接縫條，并對接縫實(shí)施預(yù)熱處理。在攤鋪機(jī)完成攤鋪后，接縫處出現(xiàn)麻面或者漏鋪的區(qū)域，應(yīng)安排人員專門適時處理，如果非常必要，應(yīng)用噴槍加熱，保證原面軟化，再用工具揉搓，令接縫表面平整，順利壓入熱碎石。

4 結(jié)語

該文圍繞某二級標(biāo)準(zhǔn)公路路面工程所應(yīng)用的預(yù)拌熱碎石瀝青灌入復(fù)合料工藝，進(jìn)行了分析探討。介紹了骨料級配、瀝青摻量、膠結(jié)料配型及復(fù)合料路用功效。最后圍繞工前準(zhǔn)備、復(fù)合料運(yùn)輸、攤鋪成型、接縫與邊界處理等，介紹了應(yīng)用該復(fù)合料的施工操作技術(shù)要點(diǎn)。既保持了復(fù)合料高溫穩(wěn)定性，施工過程中復(fù)合料呈現(xiàn)出良好的充漿和形變功能，是該工藝的一個技術(shù)亮點(diǎn)，應(yīng)用該工藝的施工效率和質(zhì)量較好。