高速公路工程排水路面设计及施工技术分析

蒋云飞

（浙江数智交院科技股份有限公司，浙江 杭州 310030）

1 工程概况

申嘉湖高速安吉孝源至唐舍段采用双向四车道高速公路技术标准，设计速度为100km/h，其中整体式路基宽度为26m，分离式路基宽度为13m。本项目路基标准横断面如下：整体式路基宽26，其主要组成为：土路肩（2×0.75m）、硬路肩（2×3.0m）、行车道（4×3.75m）、左侧路缘带（2×0.75m）、中央分隔带（2.0m）。路拱坡度：行车道、路缘带及硬路肩2%、土路肩4%。

2 排水路面设计

2.1 原材料

2.1.1 高黏度改性沥青

排水沥青路面采用高黏度改性沥青，其技术指标要求及检测结果详见表1。

表1 高黏度改性沥青技术指标要求及检测结果

2.1.2 粗集料

粗集料的选择需要确保整洁、干燥，无任何杂物，同时具备黏附性、耐磨性与耐破碎性，高温条件下耐变形[1]。

2.1.3 细集料

选用的细集料必须保证表面整洁、干燥，无风化迹象，不含杂质，其技术指标要求及检测结果详见表2。

表2 细集料技术指标要求

2.1.4 填料

填料选取的是以石灰岩为基础材料，通过磨细处理成的矿粉。不得采用回收粉或粉煤灰。

2.1.5 木质素纤维

宜采用优良的颗粒状木质素纤维，掺量比例为沥青混合料总质量的0.3%～0.4%。

2.1.6 防水黏结层

排水沥青面层与下承沥青面层间应设置防水黏结层，本项目交通等级为重交通，所以防水黏结层材料应选择改性沥青，施工方式为热洒，用量处于1.5～1.8kg/m2，同时撒布适量碎石。撒布碎石规格宜为3～5mm或5～10mm，覆盖率宜大于50%；此外，可以选择预裹覆沥青碎石，实际使用量应保证处于0.2%～0.6%[2]。

2.2 配合比设计

2.2.1 基本要求

根据《排水沥青路面设计与施工技术规范》（JTG/T 3350—03—2020）相关要求[3]，此项目中PA-13 排水沥青混合料需要通过马歇尔试验进行配合比设计，同时沥青混合料的相关技术指标必须满足表3规定基本要求。

表3 排水沥青混合料马歇尔试验配合比设计要求

2.2.2 混合料级配设计

排水沥青混合料的设计级配范围应符合表4的规定。

表4 PA-13矿料级配设计

3 排水沥青面层施工技术

3.1 施工准备

沥青混合料运输、存放以及应用阶段必须做好防水处理。沥青混合料存放阶段，需要按照规定要求适时搅拌，主要选择自动搅拌控制设备。同时应高度重视高黏度添加剂的防潮与防水保护。选择的沥青混合料储存场地需要实施硬化处理，通过搭设储料棚实现防水与防扬尘处理。在实施排水沥青路面施工之前，需要对下承层质量进行严格、仔细检查。对不符合密实性、渗水性以及离析问题等设计质量要求的下承层进行处理。

3.2 防水黏结层施工

防水黏结层施工前，应采用改性乳化沥青等材料对横缝、纵缝、离析处和桥面伸缩缝等下承层薄弱部位进行修补。防水黏结层施工后应检测其防水效果，以不渗水为合格。应采用沥青洒布车进行防水黏结层施工，施工前应巡查施工环境及工作面情况。气温低于10℃、风力较大以及雨后路表潮湿等情况下不得施工。

3.3 混合料拌制

以间歇式拌和机实施混合料拌制作业。全部生产过程应由计算机自动控制。此项目中出料温度应处在165～195℃之间，否则就要视为废料处理。通过试拌确定混合料的最佳拌和时间及方式，从而保证充分搅拌，使沥青能够均匀裹覆矿料，且无任何的花白料、团结以及集料分离问题。以间歇式拌和机为例，各盘制作周期应大于等于60s，干拌时间大于等于10s[4]。同时混合料需要严格贯彻随拌随用的基本原则，禁止长期储存。如果高黏度沥青选择的是直投方式，则高黏度添加剂需要与粗集料一起加入，并适当延长干拌时间。而高黏度添加剂主要选择自动投放设备，也可以采用“监控设备”+“人工”的投放方式。此外，混合料掺入纤维稳定剂的阶段，应确保纤维与混合料均匀搅拌。若选择人工投放方式，则需要以小包装的方式掺入纤维。

3.4 混合料运输

此项目中配置的运料车必须具备保温、防雨与防污染功能，且提前从运料车的车厢内壁表面与底板位置涂抹一层较薄的隔离剂。运料车行走在防水黏结层上时，不可进行紧急制动或者是掉头等。若发现存在黏轮问题，则需要对车轮喷洒适量的隔离剂。安排专业人员对混合料到场温度进行严格检查，确保温度大于等于160℃。

3.5 混合料摊铺

此项目摊铺施工采取全幅摊铺方式或者是多台联合摊铺方式，配置的摊铺机为非伸缩式摊铺机，同时应在其前端安装预防离析挡板。摊铺作业阶段混合料温度应大于等于155℃，通过试铺确定最佳的松铺厚度与纵横坡度，然后合理对摊铺机参数进行调整。提前预热摊铺机的熨平板（其温度应大于等于110℃），摊铺作业阶段需要启动熨平板夯锤。选择联合摊铺作业模式，2台摊铺机的前后间隔距离控制在5～10m，而搭接宽度处于5～10cm。而在摊铺阶段，需要安排专业人员对摊铺机的对接横坡进行检查，接缝位置应避开车道轮迹带。摊铺机应保证连续、均匀摊铺，行驶速度严控在2～3m/min，针对特殊路段行驶速度应控制为1～2m/min。

3.6 混合料压实及成型

压路机施工顺序是由外侧到中心，从低处至高处，保证轮迹和路基中线处于平行状态，同时碾压重叠的宽度控制为5～10cm。初压、复压阶段均选择钢轮式压路机，而终压阶段选择胶轮压路机。待摊铺作业完成后，立即实施初压，其中温度应控制为150～165℃，保证无推移与开裂现象，初压选择的是静压方式，遍数为1～2遍，同时对初压平整度与路拱进行检测，如果存在问题则要及时进行处理。复压阶段选择的是双钢轮压路机，方式为静压，遍数控制为2～4 遍[5]。终压宜在表面温度为80～100℃时进行。终压阶段选择的是胶轮压路机，遍数控制为1～2遍。同时需要在压路机轮胎上均匀喷洒隔离液，以免发生黏轮现象。

4 结语

本文结合某高速公路工程项目实际情况，首先对高速公路排水路面设计进行分析，然后研究了排水路面施工技术，主要包含施工准备、防水黏结层施工、混合料拌制、混合料摊铺以及碾压等。实践表明，此项目中设计的排水路面以及采用的施工技术合理、可行，显著提升了高速公路路面排水性能，可为类似项目施工提供参考与借鉴。