公路路面沥青综合表面处治技术试验研究

2014-12-25王志斌

交通运输研究 2014年20期

王志斌

（河北路桥集团第一工程有限公司，河北邢台054001）

0 引言

沥青表面处治（bituminous surface treatment）层是用沥青和细粒料按层铺或拌和的方法施工，且厚度一般为1.5～3cm 的薄层路面面层。由于处治层很薄，一般不起提高强度的作用，而主要用于抵抗行车磨耗和大气作用，增强防水性，提高平整度，改善路面的行车条件。处治层主要用于城市道路支路、县镇道路、各级公路施工便道以及在旧沥青面层上加铺罩面层或者磨损层。本文重点对处治的主要材料进行试验分析，并对施工工艺进行探讨。

1 表面层处治工艺

结合试验工程，本文系统开展了有关公路路面沥青综合表面处治层施工工艺的研究，并得到如下成果。

1.1 原材料

（1）集料

试验段分别采用5～10mm碎石、10～15mm碎石和5～10mm 砾石等三种集料，其试验检测数据见表1。

表1 检测数据

部分碎石经过沥青拌和设备加热除尘处理后，其现场铺筑时温度达到70～120℃，相对未加热的碎（砾）石而言，碎石与沥青的粘结较密实，层间结合较好，但需要具备加热和除尘设备，成本较高，不适用于点少线长的乡村道路、一般支线及低交通干线公路。

（2）沥青

试验段采用克拉玛依AH—90#B型沥青，沥青的各项指标均符合《公路石油沥青路面施工技术规范》（JTGF40—2004）“道路石油沥青技术要求”，其试验检测数据见表2。

表2 试验检测数据

（3）土工布

采用深圳海川150g/m2无纺长纤土工布、独山子天利高新150g/m2无纺长纤土工布、天利高新200g/m2无纺长纤土工布和天利高新200g/m2短纤土工布。

1.2 施工前准备工作及控制要点

（1）机械设备的维修、保养、调试工作是保证施工的基本前提，尤其是沥青洒布车油嘴的高度、角度、清洁度是沥青洒布质量的控制关键，在施工前必须进行试机。

（2）在施工前必须对出现坑槽、车辙、沉陷等病害较严重的地段进行修补整平，使其具有良好的平整度，并去除土块等污染物，使原路面干燥、平整、无杂物。

1.3 施工要点

（1）洒布沥青

沥青洒布温度不得低于140℃，洒布车速控制为10～12km·h。沥青用量控制指：第一层沥青用量小于第二层，针对不同的单位质量土工布，其沥青用量也不同，第一层沥青用量控制为1.0～1.3kg/m2，第二层沥青用量控制为0.8～1.1kg/m2（土工布单位面积、质量小的沥青用量控制取下限）较适宜。

（2）摊铺土工布

土工布铺筑过程中要注意使人工与机械紧密配合，避免出现土工布叠起、褶皱现象。天利高新200g/m2短纤土工布，经压路机碾压上渗较快，沥青洒布车经过时易卷起，其压路机碾压遍数要减少，沥青用量也要适当减少；深圳海川150g/m2长纤土工布在铺筑过程中，纤维易拉起，其单位质量也较小，沥青用量控制要取较小值。试验段所采用的四种土工布都上渗较快，光就成本来看，天利高新土工布单价比深圳海川便宜，大面积施工可优先考虑，性能情况有待后期回访检测。

（3）碎石洒布机洒布碎石

试验段1 和试验段2 采用的是国产碎石洒布机，该机械控制集料用量不均匀，集料铺筑有密集、有稀薄、空隙率大，需要人工跟机扫匀，不但影响施工质量而且制约工程进度，在得不到改装的情况下避免使用。试验段3采用了美国埃特耐尔碎石洒布机，该碎石洒布机可根据集料规格设定用量，洒布均匀，自动化程度很高，应推广采用。

（4）采用胶轮压路机碾压试验路段。

1.4 施工机械组配

（1）试验段1：K17+730～K19+700（1.97km）和试验段2：K19+700～K20+700（1km）机械配备

1辆15m3沥青洒布车、1台国产碎石洒布车、1辆土工布摊铺机、6 辆15t 自卸车、2 台16t 胶轮压路机、1辆3m3装载机。

（2）试验段3：K17+220～K17+730（0.51km）机械配备

1 辆15m3沥青洒布车、1 台美国埃特耐尔碎石洒布机、1 辆土工布摊铺机、6 辆15t 自卸车、2 台16t胶轮压路机、1辆3m3装载机。

（3）组配优化

试验段3的机械组配较合理，针对集料运距较远的情况可适当增加运输力量。试验段3采用了美国埃特耐尔碎石洒布机，该碎石洒布机针对不同规格的集料用量进行电脑控制，不但克服了集料洒布不均匀的现象，而且对超粒径可以进行自动筛除，提高了碎（砾）石洒布质量和施工进度。

2 试验工程效应分析

系统开展试验工程效应观测工作，通过对大量试验资料的分析，得到如下成果：

（1）无论从强度还是路用性能指标看，碎石结构均优于砾石结构；

（2）相同条件下，厚度大的表处层结构其强度及路用性能优于厚度薄的；

（3）对弯沉、平整度、构造指标来说，长纤均优于短纤路面相关指标；

（4）对于长纤来说，单位面积和重量大的长纤强度优于单位面积和重量小的长纤；

（5）5～10mm 碎石结构层施工后长纤比短纤的路面结构构造深度大，如果要提高路面的构造深度，则应采用碎石骨料铺筑；

（6）5～10mm 碎石长纤路面的构造深度比5～10mm 砾石长纤路面的构造深度要大，施工1 年后，深长纤砾石结构路面TD比碎石结构路面TD小35%，而天利长纤碎石结构和砾石结构1 年后TD变化较小；

（7）10～15mm 碎石长纤路面的构造深度比5～10mm碎石长纤路面的构造深度要大，运营1 年后，10～15mm 碎石长纤路面的构造深度比5～10mm 碎石长纤路面的构造深度要大20%～25%；

（8）无论碎石结构还是砾石结构，单位面积重的天利长纤沥青面层比单位面积轻的深圳长纤沥青面层构造深度要小；

（9）老路的平均TD 为0.68mm，铺筑表处路面后，深圳长纤和短纤比未铺筑前提高了1.69mm，运营1 年后TD 下降的幅度很小，变化率基本相同，而且1 年后仍然比未铺筑前大1.23mm，说明该种结构比较稳定；天利长纤和短纤比未铺筑前提高了1.69mm，运营1 年后TD 下降的幅度很大，1 年后只比未铺筑前大0.13mm，结果表明，铺筑表处后，各结构层TD 均有提高，但各种结构面层增加的幅度不同；

（10）试验路长期使用性能调查分析表明，采用试验路推荐的各沥青表处结构，其各项指标均满足长期使用性能的要求，采用这种处置方案是可行的；多雨地区建议采用短纤，干旱地区建议采用长纤；从路面的长期使用性能分析，采用砾石骨料结构也是可行的。