半柔性抗车辙路面在鹤壁市G107 公路的应用

魏中原，邓成，刘保全，张彦军，丁雷

（1. 鹤壁市公路管理局，河南 鹤壁 458030 2. 江苏苏博特新材料股份有限公司，江苏 南京 211103 3. 鹤壁市通远公路勘察设计有限公司，河南 鹤壁 458030 4. 鹤壁市宇航路桥建设有限责任公司，河南 鹤壁 458030）

0 引言

车辙作为沥青路面最常见的病害之一， 对道路的行车安全和使用性能有很大影响。 公路交叉口是公路交通的枢纽位置， 交叉口附近是车辆刹车制动和起动的地方，极易出现车辙破坏。 半柔性路面材料是指在开级配的大空隙沥青混合料中灌入特殊高流动度水泥胶浆而形成的一种复合式路面材料，已被证明具有优异的抗车辙性能。

河南省鹤壁市G107 京港线城区段是南北货运交通的主通道， 交通流量大， 且货运车比例较高，重载车辆多，交叉口车辙病害严重，夏季车辙最深处可达11 cm，每年都要维修1~2 次。 为解决干线公路与城市路段交叉口的车辙病害问题，在鹤壁市G107 京港线城区段中修工程中尝试采用了半柔性抗车辙路面技术。文章重点介绍了半柔性路面试验段实施过程的整体情况， 包含路面结构设计、材料、施工设备、施工工艺、试验路段观测和评价，以期为公路管养工作者提供借鉴。

1 路面结构设计

根据原路面病害情况和沥青结构特点，此次半柔试验路段结构示意图如图1 所示，方案为：10 cm半柔性路面材料SFP-16 +改性乳化沥青粘层油+铣刨后原剩余沥青路面。

图1 试验路段结构示意

2 原材料

（1）半柔基体大空隙沥青混合料SPAC-16：大空隙沥青混合料SPAC-16 设计的总空隙率为24.5%， 连通空隙率为22.4%， 集料采用石灰岩碎石，SBS 改性沥青油石比为4.1，界面增强改性剂掺量为0.6%，木质素纤维掺量为0.3%，其矿料级配范围如表1 所示，其性能测试指标如表2 所示。

（2）半柔性路面专用灌浆料：采用江苏苏博特新材料股份有限公司生产的JGM-301(C)半柔性路面专用灌浆料，水料比为0.34，其性能如表3 所示。该灌浆料具有超早强、高流态、低收缩、不离析泌水等特性，最大灌注深度可达18 cm。

表1 半柔基体大空隙沥青混合料SPAC-16 矿料级配

表2 半柔基体大空隙沥青混合料SPAC-16 性能测试结果

表3 半柔性路面专用灌浆料的性能测试结果

（3）半柔性路面材料SFP-16：由上述灌浆料灌注至大空隙沥青混合料SPAC-16 中制备而成。SFP-16 的60 ℃动稳定度、马歇尔稳定度、浸水残留稳定度以及小梁弯曲破坏应变等测试结果如表4 所示。

表4 半柔性路面材料SFP-16 的室内路用性能测试结果

3 工程实施

半柔性路面铺装施工步骤包括：大空隙基体沥青混合料的铺筑、灌浆料的制备和灌注、灌注后半柔性路面的表面处理及养护。

3.1 大空隙沥青混合料的铺筑

大空隙沥青混合料的出厂温度要求为170~185 ℃，摊铺温度不低于150 ℃。 摊铺时的混合料松铺系数控制在1.1 左右。 碾压作业时，首先使用12 t 钢轮压路机对新旧路面搭接处开振动碾压3遍， 然后使用12 t 钢轮压路机采用静压法碾压5遍， 当混合料温度降低至80 ℃左右时进行整平碾压，以消除轮迹。

3.2 水泥基灌浆材料的制备与灌注

采用现场专用制浆设备制浆，通过泵送方式进行灌浆。 在灌浆前，采用封边材料将大空隙沥青混合料的四周进行覆盖，防止浆体流出造成周围路面及路沿石污染，同时也方便灌浆抹面施工。 待大空隙沥青混合料面层温度降低至50℃以下时， 方可进行灌浆施工。施工时将制备好的水泥胶浆泵送至大空隙沥青路面， 经重力作用浆体可自流平渗透，直至水泥胶浆不再下渗冒泡、空隙灌满为止。

3.3 刮浆表面处理

灌注完毕后，进行刮浆处理，采用半自动抹面机械，配合人工毛刷作业，将残余在表面的水泥胶浆清除干净，以露出基体沥青混合料表面凹凸不平为宜，防止水泥胶浆残留在表面上，保证路面抗滑性能。

3.4 养生与开放交通

养生期间严格封闭交通，禁止一切人员、车辆通行，灌浆后养护3 h 即可开放交通。

4 道路性能测试与评价

半柔性路面试验路段从2020 年5 月通车至今，外观质量良好，表面纹理清晰，没有车辙和病害产生。 为了评价半柔性路面的性能，测试了取芯试件性能、路面的弯沉、构造深度、车辙深度等指标。

4.1 半柔性路面取芯测试

对半柔性路面试验段进行取芯，芯样显示灌浆饱满，对芯样进行切割处理，测试其马歇尔稳定度和灌浆饱满度，结果如表5 所示，各项指标均满足技术要求。

表5 半柔性路面材料现场取芯性能测试结果

4.2 半柔性路面弯沉测试

采用落锤式弯沉车对原沥青路面、半柔性路面进行弯沉测试，测试结果如表6 所示。 从表6 中可以看出，铺筑半柔性路面后，比原沥青路面弯沉值降低约28.7%，路面承载能力大幅度提高。

表6 半柔性路面铺筑前后的路面弯沉测试结果

4.3 半柔性路面构造深度测试

采用铺砂法测试试验段路表构造深度，结果如图2 所示， 由图 2 可知， 其构造深度在 0.78~1.06 mm，满足不低于0.55 mm 的设计要求， 因此具有优异的抗滑性能。

4.4 半柔性路面车辙深度测试

为了评价半柔性路面抗车辙效果，定点测试了施工初期和通车1 年的路面平整度，然后计算测试点的车辙深度，结果如表7 所示。 由表7 可知，半柔性路面的抗车辙能力突出，通车1 年的车辙深度不超过1 mm，同时期铺筑的改性沥青AC-16 路面已出现 5 cm 车辙。

图2 半柔性路面构造深度测试结果

表7 路面平整度及车辙深度测试结果

5 结语

鹤壁G107 半柔性抗车辙路面的应用是该技术在河南省公路上的首次应用， 从目前应用效果看，对解决交通量大、重载车多的国省干线公路交叉口车辙问题，其效果显著，值得大力推广。