高速公路大空隙率排水沥青路面施工技术

汤 辉

（江西赣东路桥建设集团有限公司,江西 抚州 344000）

0 引言

高速公路沥青路面由于设计过程中会存在较多空隙结构，且其表面主要通过碾压施工形成，但由于沥青混凝土结构形式设计的不同，在降雨天后，沥青路面容易产生路面积水问题。仅凭路基边沟往往无法将路面积水顺利排出，长期影响下会使行驶车辆打滑，产生一定的行车安全风险。同时长期的水堆积会侵蚀沥青路面，导致其使用性能降低，影响路面的抗滑性和防渗性[1]。针对此类问题，在沥青路面设计中常会用到排水性沥青混凝土，即OGFC结构形式，可起到路面自动排水作用。该文主要基于大空隙排水性沥青混凝土路面实际应用进行展开，分别从原材料设计、施工工艺等角度进行研究分析。

1 工程概况

某高速公路建设项目全线共计87.645 km，按照双向4车道设计标准设计，路基宽度为25 m，设计行车速度为100 km/h。为提高该高速公路沥青路面各项性能，拟决定设计为大空隙排水面层，即采用OGFC技术，选择合适的OGFC排水性沥青混合料施工工艺进行施工，并对质量进行严格检测。

2 大空隙沥青混合料原材料及矿料级配

2.1 粗集料

在大空隙沥青混合料设计中，粗集料的含量通常会超过其总量的一半，在混合料结构中主要起到组成骨架体系的作用[2]，因此需对粗集料的压碎值进行严格控制，来评价粗集料的抵抗压碎能力。该项目中选用玄武岩作为大空隙沥青混合料的主要粗集料，其主要技术指标如表1所示。

表1 粗集料技术指标试验结果

2.2 细集料

由于大空隙沥青混合料中的粗集料含量较多，因此对应的细集料含量则偏少，细集料的含泥量和棱角度直接决定混合料的路用性能好坏[3]。在大空隙沥青混合料中，细集料主要起到的作用是填充粗集料骨架之间的各个空隙，以此来调整混合料的空隙率大小。选用的细集料应具备优异的物理性能，确保不轻易结块。该项目选用的细集料为机制砂，需保持良好的粗糙度，其主要技术指标如表2所示。

表2 细集料技术指标试验结果

2.3 矿粉

大空隙沥青混合料中，矿粉主要起到提高沥青胶结料和矿料之间的黏结效果的作用，其用量不得偏高或偏低，该项目选用的矿粉主要为石灰岩磨制，对应的掺量为4.2%，对应的主要技术指标如表3所示。

表3 石灰岩矿粉物理性能试验结果

2.4 沥青

该项目采用高黏改性沥青作为沥青胶结料，即TPS改性沥青，具体掺配比例为基质沥青：TPS改性剂=88∶12。TPS改性沥青主要技术指标如表4所示。

表4 TPS改性沥青主要技术指标

2.5 玄武岩纤维

玄武岩纤维具有环保性、经济性以及制造简单性，掺入沥青混合料内可有效提高其路用性能[4]。玄武岩纤维在沥青混合料内主要起到吸附作用、阻裂作用、稳定作用以及加筋作用，其主要技术指标如表5所示。

表5 玄武岩纤维技术指标

2.6 矿料级配

该项目参照《透水沥青路面技术规程》，确定细粒式PAC-13矿料级配范围，具体如表6所示，各筛孔通过率满足设计要求，最佳油石比确定为5.0%。

表6 大空隙沥青混合料矿料级配

3 大空隙排水沥青路面施工工艺

3.1 施工准备

OGFC沥青混合料配合比设计需在施工之前完成，且通过室内车辙试验、马歇尔试验等对级配和油石比进行优化[5]。各项原材料（沥青、集料、矿粉等）需做好性能检测和妥善存储，以免影响后期施工正常使用。另外还需做好必要的防尘防潮处理，不得使用检测不合格的材料，以影响排水沥青路面整体使用性能[6]。提前准备好各项施工机械设备，并做好相应的调试安装工作和技术交底，对施工技术人员进行产前培训。

3.2 混合料拌和及运输

排水性沥青混合料在拌和过程中需严格控制拌和温度，该项目中OGFC排水沥青混合料的拌和温度不得低于170 ℃，出厂温度需在170 ℃以上。OGFC排水沥青混合料中粗集料量偏大，其拌和需保持均匀连续，避免产生离析现象。结合OGFC排水沥青混合料空隙大的特征，其内部温度散失较快，在运输过程中做好隔热措施。该项目选用自卸运输车，车壁内均匀涂抹一层隔热隔层用的隔离油，运输车辆应按照事前制定路线进行运输，同时避免影响混合料整体质量。

3.3 混合料摊铺

提前预热摊铺机中的熨平板，同时将螺旋布料器清理干净，确保级配准确。OGFC排水沥青混合料摊铺温度应控制在150～170 ℃，此外应控制好排水性沥青混合料的摊铺速度，一般摊铺速度在2～3 m/min为宜。总体来说，OGFC排水性沥青混合料的摊铺施工工艺与普通沥青混合料摊铺基本相同，混合料摊铺过程应保证一定的平整度，摊铺过程中现场技术人员应及时对混合料摊铺温度进行检测。针对温度不达标处，应及时予以处理，同时针对边角处摊铺不到位或不彻底的区域，应进行人工处理，确保整体摊铺质量，同时为后续混合料碾压施工奠定基础[7]。

3.4 混合料碾压

OGFC排水性沥青混合料的空隙率较大，细集料含量较少，碾压施工时需选用压实功较小的压路机，总体碾压工序可分为初压、复压及终压三个阶段。在碾压施工过程中需控制好温度和速率，初压温度应在145～160 ℃，碾压速率控制在2～3 km/h，复压温度应在135～150 ℃，碾压速率控制在2.5～3.5 km/h，终压温度控制在60 ℃左右，碾压速率控制在2～3 km/h。碾压过程中现场技术人员应及时对碾压温度、平整度以及压实度进行控制，针对凸起处应予以铲平，凹陷位置需进行补料处理，提高OGFC排水性沥青混合料压实质量[8]。

3.5 收尾及养护

严格按照专项施工方案及要求进行大空隙率排水沥青路面施作，现场技术人员及时对质量进行检测分析。施工完毕后，首先做好工程收尾工作，将现场已成型路面上的杂物及工程垃圾及时清除，不得存在任何尘土，以免影响后续标线和指示牌的施工；于表面覆盖一层塑料薄膜，并定期进行洒水处理，在出入口设置防撞墩和指示牌，严禁外来车辆行驶破坏已成形路面，现场人员加强管制，养护完毕且经监理验收合格后方可投入使用。

3.6 施工注意事项

（1）大空隙率排水沥青路面的设计与常规混合料存在差异，进行OGFC沥青混合料配合比设计时应严格按照规范和要求展开。

（2）OGFC沥青混合料粗细集料分布不均，在拌和施工时需设定最佳拌和功率、温度及时间，避免出现混合料离析现象。

（3）混合料运输过程中需加强温度控制，不得存在混合料遗失及质量损失。

（4）OGFC沥青混合料的摊铺、碾压施工应严格按照施工规范要求展开，现场技术人员定期定点对施工质量进行层层把关。

（5）大空隙率排水沥青路面的养护工作不可或缺，应加强养护质量和管理，以提高沥青路面使用性能。

（6）大空隙率排水沥青路面最大性能即为排水性优异，因此施工完毕后需及时对成型路面的渗水性能和抗滑性能进行分析评价[9]。

4 大空隙排水沥青路面施工质量检测

4.1 渗水系数

该项目在施工完毕后采用渗水系数测定仪对排水性沥青路面试验路段进行测定，其检测结果如表7所示。得出，排水性沥青混凝土路面试验路段施工完毕后，其渗水系数满足规范要求，证实其路面透水性能良好。

表7 排水性路面试验路段渗水系数检测结果

4.2 横向力系数

由于现行规范中未标明抗滑摆值具体参数，该项目OGFC排水性沥青路面的抗滑性能主要利用横向力系数来评定，采用横向力系数检测车来评价排水性沥青路面试验路段的抗滑性能，其检测结果如表8所示。由表8数据可得，排水性沥青混凝土路面试验路段施工完毕后，其横向力系数满足规范要求，证实其路面抗滑性能良好，满足公路抗滑要求。

表8 排水性路面试验段横向力系数检测结果

5 结语

该文主要针对大空隙率排水沥青路面施工技术的实际应用进行研究，分别从集料、矿粉、沥青胶结料、纤维材料等原材料设计进行室内试验，并确定出矿料级配大小；重点研究大空隙排水沥青路面施工工艺，结合渗水系数和横向力系数两项指标对质量进行评价分析。检测结果得出，五处检测点的渗水系数均满足大于900 ml/15 s的要求，抗滑摆值均满足大于等于50的要求，且施工质量良好。该文得出的研究结果为，采用大空隙率排水沥青路面施工技术能有效提高路面的抗滑性能和透水性能，具有较高的可行性。