1 引言

在高速公路瀝青路面中，尤其是長(zhǎng)上坡路段常會(huì)有車轍病害出現(xiàn)。 在車轍病害的影響下，瀝青容易出現(xiàn)嚴(yán)重變形，導(dǎo)致瀝青路面的使用壽命和行車安全受到嚴(yán)重影響[1]，使得該路段的瀝青路面常出現(xiàn)年年修而又年年壞的情況， 不僅對(duì)高速公路的運(yùn)營(yíng)質(zhì)量造成影響，也浪費(fèi)了大量資金[2]。 因此， 對(duì)高速公路長(zhǎng)上坡路段抗車轍瀝青路面的施工技術(shù)進(jìn)行研究，對(duì)解決長(zhǎng)上坡路段車轍病害、提高路面質(zhì)量有重要意義。

2 工程概況

某高速公路長(zhǎng)上坡路段路基寬26 m， 設(shè)計(jì)行車速度100 km/h，橋涵寬度與路基寬度相同。 均以雙向四車道進(jìn)行設(shè)計(jì)，中間設(shè)置分隔帶。 該路段有3.5%的最大縱坡，為避免后續(xù)公路運(yùn)營(yíng)中病害的產(chǎn)生，提高路面行車舒適性和安全性，本項(xiàng)目路面工程中擬采用抗車轍瀝青路面施工技術(shù)進(jìn)行施作，并對(duì)其施工技術(shù)要點(diǎn)和使用性能進(jìn)行重點(diǎn)研究。

2.1 路面結(jié)構(gòu)形式

考慮到中上面層出現(xiàn)車轍病害的概率較高， 為降低長(zhǎng)上坡路段車轍病害的出現(xiàn)概率， 需對(duì)其特殊交通荷載及受力情況進(jìn)行綜合考慮。 從車轍產(chǎn)生的力學(xué)原理上看，建議通過(guò)提高中面層級(jí)配最大公稱粒徑的方式增強(qiáng)瀝青混合料的抗車轍性能，而從材料剪切滑動(dòng)條件上看，為使材料黏聚力有所提高[3]，建議使用添加了聚酯纖維的復(fù)合改性瀝青， 具體推薦使用高黏度TLA 天然湖瀝青和SBS 改性瀝青組合而成的復(fù)合改性瀝青。 為使混合料內(nèi)摩擦角有所提高，中下面層以及上面層可分別使用粗粒式密級(jí)配ATB-25 瀝青碎石和AK-13。

2.1.1 集料

所用原材料為項(xiàng)目試驗(yàn)段碎石場(chǎng)所生產(chǎn)的石灰?guī)r， 其篩分試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1，篩分試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

表1 ATB-25 原材料篩分試驗(yàn)結(jié)果

表2 AK-13 原材料篩分試驗(yàn)結(jié)果

從結(jié)果上看，集料各項(xiàng)指標(biāo)均滿足要求。

2.1.2 瀝青原材料

為使得到的TLA 復(fù)合改性瀝青有較高的黏度，配制復(fù)合改性瀝青時(shí)，先加熱SBS 改性瀝青至155 ℃，再根據(jù)配制比搗碎TLA 湖瀝青后倒入瀝青灌。 因天然湖瀝青中有36%的灰分，因而可用作礦粉，但融化時(shí)會(huì)出現(xiàn)灰分沉淀，因此，施工時(shí)需持續(xù)攪拌。 不同試驗(yàn)工況下的復(fù)合改性瀝青三大指標(biāo)見(jiàn)表3。

表3 不同試驗(yàn)工況下的復(fù)合改性瀝青三大指標(biāo)

從表3 結(jié)果看， 序號(hào)2 的配置比例可行性較高且經(jīng)濟(jì)合理，因此，選擇序號(hào)2 的配制比例。 且為提高為瀝青的黏聚力，推薦采用TLA 復(fù)合改性瀝青， 并在各結(jié)構(gòu)層中加入聚酯纖維，使纖維橋接效果得到強(qiáng)化[4]。

2.2 瀝青混合料級(jí)配設(shè)計(jì)

采用不同的配合比設(shè)計(jì)時(shí)，瀝青的指標(biāo)見(jiàn)表4。

表4 瀝青混合料各項(xiàng)指標(biāo)

3 施工技術(shù)

3.1 拌和施工

3.1.1 瀝青混合料的拌和要點(diǎn)

應(yīng)使用大型瀝青拌和樓拌和瀝青， 且拌和樓的生產(chǎn)能力應(yīng)滿足連續(xù)施工的需要。 拌和施工時(shí)應(yīng)確保拌和時(shí)間足夠，確保瀝青混合料出廠時(shí)有足夠的均勻性。 溫度過(guò)高、過(guò)低或放置時(shí)間過(guò)長(zhǎng)的瀝青混合料均應(yīng)廢棄。 混合料拌和時(shí)應(yīng)先開(kāi)展抽提試驗(yàn)，檢測(cè)其級(jí)配和油石比是否準(zhǔn)確，若偏差過(guò)大應(yīng)及時(shí)查找原因，在整改后才可繼續(xù)生產(chǎn)[5]。

3.1.2 纖維添加要點(diǎn)

不可使用受潮的纖維或者難以均勻拌和的纖維， 若纖維不能均勻分布在混合料中， 不僅無(wú)法使纖維性能得到有效發(fā)揮，還會(huì)影響瀝青材料的性能。 若使用專用設(shè)備添加纖維，則需檢測(cè)上料裝置，確保添加量和上料速度滿足要求，若使用人工的方式進(jìn)行添加， 需預(yù)先進(jìn)行纖維的稱量并裝進(jìn)聚乙烯塑料袋中。 纖維添加時(shí)，應(yīng)將其打散并和粗集料一起放入，投料員應(yīng)注意粗集料倉(cāng)的信息以避免錯(cuò)過(guò)時(shí)間， 為確保拌和時(shí)間滿足要求，需延長(zhǎng)干拌時(shí)間約10～15 s。

3.2 運(yùn)輸與攤鋪要點(diǎn)

為盡可能避免粗細(xì)料出現(xiàn)離析， 應(yīng)使用移動(dòng)車位放料法進(jìn)行裝料， 一般情況下裝載車需進(jìn)行3 次移位才可以裝滿料車。 在運(yùn)輸瀝青時(shí)應(yīng)覆蓋上氈布與棉絮加以保溫，尤其是改性瀝青混合料和SMA 混合料的運(yùn)輸過(guò)程[6]。 應(yīng)檢查運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場(chǎng)的瀝青混合料的溫度情況，當(dāng)攤鋪機(jī)熨平板加熱至90 ℃時(shí)即可攤鋪，施工時(shí)采用兩臺(tái)攤鋪機(jī)以梯隊(duì)方式進(jìn)行攤鋪施工。 為避免出現(xiàn)離析現(xiàn)象， 應(yīng)確保螺旋布料器中有足夠的混合料后才可進(jìn)行攤鋪。

3.3 碾壓施工

碾壓施工共有3 個(gè)步驟，分別是初壓、復(fù)壓和終壓。 一般情況下，輪胎壓路機(jī)噸位應(yīng)大于20 t、鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)噸位應(yīng)大于15 t，各類壓路機(jī)應(yīng)在合理組合后進(jìn)行碾壓施工，確保充分發(fā)揮各自性能。

碾壓瀝青混合料時(shí)應(yīng)注意：（1）不能使用輪胎壓路機(jī)碾壓骨架嵌擠型瀝青結(jié)構(gòu)層，避免有縱向輪跡出現(xiàn)，且壓路機(jī)不可以和攤鋪機(jī)有過(guò)遠(yuǎn)的距離， 避免瀝青路面的壓實(shí)效果受到影響；（2）相比于一般的密實(shí)型瀝青混合料，骨架嵌擠型瀝青混合料所需的壓實(shí)功更大，壓路機(jī)碾壓時(shí)應(yīng)加強(qiáng)陣壓；（3）兩臺(tái)攤鋪機(jī)以梯隊(duì)的方式施工時(shí)，壓路機(jī)應(yīng)一一對(duì)應(yīng)攤鋪機(jī)，以避免漏壓或者少壓；此外，壓路機(jī)在碾壓施工時(shí)應(yīng)同時(shí)進(jìn)退，避免出現(xiàn)碰撞；（4）碾壓速度應(yīng)適宜，不能在熱路面上停放壓路機(jī)或進(jìn)行轉(zhuǎn)彎。

3.4 現(xiàn)場(chǎng)施工

3.4.1 瀝青混合料拌制

瀝青混合料拌和過(guò)程分為濕拌和干拌。 濕拌時(shí)，將纖維加入集料中，干拌后即可噴入瀝青開(kāi)展?jié)癜?，為確保纖維和混合料充分混合，應(yīng)控制拌和時(shí)間大于60 s。 干拌時(shí)，應(yīng)在集料充分拌和后， 以人工摻入纖維， 在纖維摻入后再和集料進(jìn)行15～20 s 的干拌。

3.4.2 碾壓施工

溫度較高時(shí)即可初壓混合料，第一遍采用鋼壓路機(jī)靜壓，倒退時(shí)再振動(dòng)碾壓。 使用重型輪胎壓路機(jī)進(jìn)行復(fù)壓， 需經(jīng)過(guò)6～8 遍揉搓直到無(wú)法再壓實(shí)。 在復(fù)壓之后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行終壓，具體可通過(guò)雙輪鋼筒式壓路機(jī)進(jìn)行兩遍以上的碾壓。 在完成碾壓時(shí)，應(yīng)確保溫度保持在70 ℃以上。 因下面層施工厚度較大，因此，應(yīng)高頻高幅振壓5 遍以上，為確保壓實(shí)度滿足要求，采用重型輪胎壓路機(jī)時(shí)應(yīng)增加碾壓次數(shù)。 在AK-13 瀝青混合料碾壓時(shí)，應(yīng)多進(jìn)行2～3 遍的碾壓。

3.4.3 交通管制

在完工且瀝青混合料表面溫度降至50 ℃以下后，即可解除交通管制。

4 結(jié)語(yǔ)

經(jīng)上述研究，得出以下結(jié)論：

1）基于某高速公路長(zhǎng)上坡試驗(yàn)路段的試驗(yàn)結(jié)果，建議使用由70%的SBS 改性瀝青和30%的TLA 天然湖瀝青組合而成的復(fù)合瀝青作為瀝青原材料，并在其中加入聚酯纖維，建議以AK-13 作為上面層材料，以ATB-25 作為中下面層材料。