易密实沥青混合料在公路预防性养护中的应用

2014-12-25邹晓勇

交通运输研究 2014年24期

邹晓勇

（金华市公路管理局，浙江金华321013）

0 引言

改革开放以来，我国交通基础设施建设飞速发展。9.6 万km 的高速公路和424 万km 的公路网正为我国经济发展提供着便捷高效的运输服务。随着公路里程的急剧增加，如何保障路网的完好并不断改善道路服务状况、提高国家巨额资产的经济效益，成为当前公路养护面临的重要任务。目前，公路养护部门已经开始尝试采用各种公路养护新技术与新材料，以达到节约成本和延长道路使用寿命的目的。浙江省在330国道金东段预防性养护中，首次进行了易密实沥青混合料路面铺筑试验。本文针对易密实沥青混合料（ECA—10）在330国道金东段预防性养护中的使用特性，进行分析及探讨。

1 工程概况

G330国道温寿线，起点为浙江温州，终点为浙江建德市，途径温州、丽水、金华、杭州等地，全程327km，其中金东段18.227km，双向四车道，路基宽24.5m，设计车速为100km/h。表1为本次实施路段的路面使用状况评定表。从表1 中可以看出，该路段的路面性能、结构强度等指标均较好，满足实施预防性养护的基本技术要求，但由于近几年过往车辆逐年增加（截止目前已经达到30 000辆/d），重载车比例与日俱增，且持续40℃以上的高温天气明显增多，在高温和车载作用下，部分路段路面车辙指标较差，最大车辙已经超过35mm，严重影响了行车舒适性。为此本工程在铣刨处治车辙的同时采用加铺2.5cm ECA—10易密实沥青混合料罩面对旧路面进行预防性养护，以提高路面抗车辙能力。

表1 路面使用状况评定表

2 沥青混合料组成设计

2.1 材料选择

ECA—10 易密实沥青混合料集料相对较细，在这种情况下合理选择沥青结合材料，对提高路面的高温稳定性能具有重要意义，且沥青混合料的黏弹特性来源于沥青结合料，因此选择性能良好的沥青可以在一定程度上提高路面的抗车辙能力。本工程选用浙江宁波SK 宝盈公司提供的SBS改性沥青，试验指标均满足技术要求，详见表2。

表2 SBS改性沥青试验指标

表2（续）

矿料是沥青混合料的主要组成材料，其力学性能、颗粒形状均直接关系到混合料性能，为此本次粗集料选用浙江武义辉绿岩，细集料采用浙江金华石灰岩。各种矿料的技术指标都满足规范[1]的要求，各种集料及填料的检测结果见表3。

表3 矿料技术要求及检测结果

本试验路段掺加了0.25%的纤维以提高混合料的路用性能，为更好地掌握不同的纤维对ECA—10易密实沥青混合料路用性能的影响，分别掺加符合技术要求的玄武岩纤维和聚酯纤维进行比较试验。由于厚度只有2.5cm，碾压过程中温度下降快，为扩大沥青混合料的可压实温度范围，满足现场压实要求，掺加沥青用量的0.5%M1型温拌添加剂。

2.2 矿料配合比设计

ECA—10 易密实沥青混合料级配中大粒径骨料较少，其表面功能特性至关重要，因此增加了6.7mm 筛孔作为控制粒径，尽可能增加粗集料用量，根据级配合成，本项目矿料级配质量比为粗集料∶细集料∶矿粉=69∶25∶6，其合成级配详见表4。

表4 矿料配合比设计

2.3 最佳沥青用量

本项目采用马歇尔试验方法确定最佳沥青用量，两种掺加不用类型纤维的ECA—10 沥青混合料按照JTG E20—2011 的要求，估计油石比5.3 为中值，以0.3%间隔配置5 种不同的油石比成型试件，依据稳定度、流值、空隙率、饱和度、密度等技术标准确定最佳沥青用量。试验结果详见表5和表6。从表中可知，掺加不用类型纤维的两种ECA—10沥青混合料的最佳油石比均为5.4%。

表5 ECA—10马歇尔试验结果

3 路面性能验证

3.1 沥青混合料性能

3.1.1 析漏、飞散试验

沥青析漏试验是检测沥青胶结料从沥青混合料析出的数量，检测多余的游离沥青的数量。该试验指标在于限定沥青用量用以防止混合料在运输、施工过程中沥青的滴漏、流淌现象。飞散试验用以评价由于沥青用量或黏结性不足时，在交通荷载作用下，路面表面集料脱落而散失的程度。其试验结果见表6。

表6 析漏和飞散试验结果

从表6 中的数据可以看出无论掺加何种纤维，按照最佳油石比成型的ECA—10 沥青混合料析漏、飞散试验结果都能很好地满足规范[1]中SMA混合料技术要求。

3.1.2 水稳定性试验

由表7中马歇尔试件的空隙率可知，按照最佳油石比成型的两种混合料试件的空隙率都在4.5%左右，均满足设计要求。表7试验结果表明掺加聚酯纤维的ECA—10 混合料的水稳定性好于掺加玄武岩纤维的混合料。

表7 浸水马歇尔试验结果

3.1.3 车辙试验

《道德经》中也说：“万物负阴而抱阳，冲气以为和。”尽管这是唯心主义的一种说法，但我还是非常认同。天地之间，万物造化，神鬼莫测，人之力、智，不过其千万分之一耳！但对于每一个具体的人而言，在这尘世间，无论怎样，都是一种生活，而且是不可僭越的，独一无二和自我精彩的。亚里士多德说：“哲学源于对世界的惊奇。”套用一下：人生也大致源于对活着的种种可能的猜测与实践，遭遇与破解。对于我，一个中年人，无论怎样，始终保持对世界和生活、生命的惊奇，当是一种最好的驱使力。

动稳定度试验能直观反映混合料抗车辙能力。由表8可知，两种沥青混合料均有很好的动稳定度，具有良好的抗车辙性能，掺加聚酯纤维的ECA—10 沥青混合料抗车辙性能略好于掺加聚酯纤维的混合料。

表8 车辙试验结果

3.1.4 渗水试验

鉴于沥青混合料的早期破坏中，因路面渗水导致基层承载能力下降发生的破坏占有相当大的比例，ECA—10 用作路表面处治，其渗水指标必须达到要求。从表9的数据可以看出，无论掺加何种纤维，ECA—10 薄层罩面沥青混合料的渗水试验结果完全满足要求，具有很好的密水性。

表9 ECA—10沥青混合料渗水试验结果

3.2 现场检测

人们乘车出行最重要的就是安全舒适，这就要求路面有良好的路用性能，按照JTG E60—2008的要求，对路面的路用性能进行了现场检测，从表10 的检测结果可以看出ECA—10 路面构造深度大，抗滑性能好，渗水系数达到SMA路面要求。

表10 ECA—10路面现场检测结果

4 施工注意事项

（1）拌制易密实沥青混合料前，需要在普通沥青混合料拌和设备上安装易密实添加剂的添加装置，添加装置应剂量准确。

（2）易密实添加剂作为外加剂应与沥青按规定的比例同步喷入拌缸，易密实添加剂在沥青开始喷洒后延时7s开始喷入，喷入时间控制在10s以内，且必需在沥青喷洒结束之前完成易密实添加剂的喷洒。

（3）每盘料拌和生产周期不低于60s，其中干拌3s，喷沥青和易密实添加剂控制在13s以内，然后湿拌6s添加矿粉，再继续湿拌30s，保证易密实沥青混合料无花白料。

（4）一般采用两台摊铺机成梯队作业进行全幅摊铺，两台摊铺机相隔间距为2～4m；分车道摊铺时，宜按照“先内后外”的顺序摊铺。

（5）摊铺机必须缓慢、均匀、连续不间断地摊铺，不得随意变换速度或中途停顿，以提高平整度，减少混合料的离析。摊铺速度一般控制在2～2.5m/min的范围内。

（6）易密实沥青混合料现场施工温度控制：沥青加热温度在165～175℃之间，矿料加热温度在160～180℃之间，沥青混合料出厂温度在155～170℃之间，摊铺温度在150～165℃之间，摊铺后沥青混合料温度135℃以上，碾压温度在90～155℃之间，碾压终了温度在80℃左右。

（7）一般情况下，单幅摊铺需要配置1台双钢轮振动压路机（11～18t），1 台胶轮压路机（25～35t），1 台双钢轮压路机（10～15t）。如果采取双机梯队或者一次性摊铺宽度超过6m 的摊铺作业时，需要配置2 台双钢轮振动压路机（11～18t），2 台胶轮压路机（25～35t），1 台双钢轮压路机（10～15t）。

（8）易密实沥青混合料碾压工艺为：初压2遍，第1遍前静后振，第2遍振动，压实速度在2～3km/h 之间；胶轮复压4 遍，压实速度在2～4km/h之间；终压2遍，压实速度在3～5km/h之间。

（9）其他要求按照JTG F40—2004对沥青混合料的相关规定执行。