高速公路抗车辙沥青路面施工技术研究

高 翔

（江西赣东路桥建设集团有限公司,江西 抚州 344000）

0 引言

在高速公路工程项目中，路面结构大多数以沥青混凝土结构形式为主，高速公路沥青路面主要由集料、沥青胶结料、填料等原材料所构成。由于各原材料性能差异以及施工工艺的不同，沥青路面在一段时间的行车荷载以及外界环境的干扰下，会出现不同程度的病害问题。其中路面车辙病害主要是由于外界高温长期影响，表层沥青胶结料出现老化，在车轮碾压过程中局部混合料产生推移，进而形成车辙病害[1]。基于上述观点，为防止车辙病害的产生，可在混合料设计阶段进行改善，即加强抗车辙沥青路面设计。该文基于该原则，重点围绕抗车辙沥青路面进行研究，并在具体工程中进行应用。

1 工程概况

某高速公路建设项目全线长101.333 km，双向六车道设计标准，设计车速100 km/h，路面为沥青混凝土结构形式，路基宽度为26.5 m。通过前期高速公路初步设计、地质勘察时得出，该高速公路沿线横纵沟壑，纵坡率最高达到7.1%，且此公路为省干线，为连接城市的重要通道，行驶车辆以货车等大型车辆为主，日交通量较高，因此在公路沥青路面设计时需对抗车辙问题进行重点考虑。该高速公路路面结构设计为4 cm AC-13SBS改性沥青混凝土上面层+6 cm AC-20SBS改性沥青混凝土中面层+10 cm ATB-30沥青稳定碎石下面层+54 cm水稳碎石层，且路面设计为抗车辙沥青路面，通过掺加抗车辙剂来实现。

2 抗车辙沥青路面设计

2.1 集料

在抗车辙沥青路面结构设计中，矿料特性对沥青路面各项路用性能有重要影响。该项目采用的是无杂质、表面干燥洁净、无风化的石灰岩碎石集料，所用的矿粉为石灰岩磨细制成，集料主要性能指标检测结果如表1所示。

表1 集料主要性能指标

2.2 沥青

沥青和集料之间的黏结力有很高的要求。该项目选用性价比较高的SBS改性沥青作为抗车辙沥青路面的沥青黏结剂，SBS改性沥青主要性能指标检测结果如表2所示。

表2 SBS改性沥青主要性能指标检测结果

2.3 级配设计

抗车辙沥青路面设计中，级配对路用性能起到决定性作用[2]，应结合室内试验（马歇尔试验、筛分试验等）来综合确定混合料级配设计。该项目中抗车辙沥青路面各结构层级配设计结果如表3所示。

表3 抗车辙沥青路面各结构层级配设计

2.4 室内试验

2.4.1 物理性能

抗车辙剂掺量分别设定为0%、0.1%、0.2%、0.3%、0.4%以及0.5%，沥青混合料类型选定为AC-13，结合室内马歇尔试验进行物理性能研究，分别进行马歇尔试验和浸水马歇尔试验，每一组试验分为五个平行试验，以得到准确的试验结果。不同抗车辙剂掺量下沥青混合料的物理指标检测结果如表4所示，结果表明，抗车辙剂掺量为0.5%时空隙率最大，对应的稳定度值最高。

表4 不同抗车辙剂掺量下沥青混合料的物理指标检测结果

2.4.2 高温性能

沥青混合料高温稳定性是评价路面抗车辙性能的重要指标，以动稳定度和车辙深度作为评价标准。采用车辙试验对不同抗车辙剂掺量下沥青混合料的高温性能进行测试研究，首先在不同抗车辙剂掺量下成型出车辙板试块，再结合车辙仪进行展开，对于成型不合格的车辙板试件严禁投入试验，避免影响试验效果，不同抗车辙剂掺量下沥青混合料的高温性能检测结果如表5所示。结果表明，抗车辙剂掺量为0.5%时车辙深度最低，对应的动稳定度值最高。

表5 不同抗车辙剂掺量下沥青混合料的高温性能检测结果

3 抗车辙沥青路面施工技术要点

3.1 基层处理

抗车辙路面正式施工前，应对基层进行全面清理，首先利用平地机进行整平，采用高压水枪清洗基层表面，确保基层表面整洁度达标，随后再利用吹风机进行清扫[3]。待基层表面清理完毕，及时进行拉毛处理，采用高渗透性乳化沥青进行透层洒布施工，确保面层和基层之间的黏结效果，防止积水侵蚀基层表面，间接降低路面车辙等病害的产生。提前对高渗透性乳化沥青性能进行检测，确保透层施工质量，高渗透性乳化沥青性能如表6所示。

表6 乳化沥青技术指标试验结果

3.2 碎石及沥青洒布

待基层清理完毕后，即可在其表面进行碎石与沥青的洒布碾压，确保基层和面层之间的黏结性。合理控制沥青和碎石的洒布量，分别设定为2.2～2.5 kg/m2、10～10.5 kg/m2，洒布温度不得高于28 ℃。洒布完毕后，进行3遍左右的碾压施工，碾压结束后再次进行人工清扫，并封锁交通，避免车辆与行人通行。

3.3 沥青混合料拌和

提前对各项施工原材料进行性能检测，检测不合格的材料严禁投入施工使用[4]。结合设计好的配合比依次将原材料投入至拌和仓内进行拌和施工。采用间歇式拌和机进行施作，集料和沥青的加热温度控制在175 ℃左右，且分别进行15 s的干拌和45 s的湿拌，确保混合料的出厂温度不低于170 ℃，同时保证无任何离析料或花白料。现场人员及时对出料质量和温度进行检测，严禁使用不合格的混合料进行路面施工，避免影响路面整体质量。

3.4 沥青混合料运输

采用自卸运输车进行出厂混合料运输，装料前在车厢内部均匀涂抹一层隔离油，避免混合料黏附车壁。依照前、后、中的顺序进行装料，降低混合料下落过程中产生离析，装料完毕后选用厚实帆布袋进行全面覆盖，防止运输过程中温度散失。同时运输车按照指定的路线行驶，非特殊情况不得随意更改运输路线，避免影响施工进度。运输车在进场前，对车轮进行清洗，以免车轮污染施工作业面。运输车辆从施工便道处行驶，混合料在运输过程中容易产生温度离析，应尽快运至施工现场。

3.5 沥青混合料摊铺

抗车辙沥青混合料正式摊铺前，对摊铺机进行必要的安装调试，并于熨平板和料斗处涂抹黏结油，将比例控制为油∶水=3∶1。将摊铺设备预热30 min左右，确保其温度达到100 ℃，并调整熨平板，满足路面虚铺厚度要求。摊铺施工过程中采用两台摊铺机联合施作的方式，前后间距控制在3 m左右，施工速率为3 m/min，温度不得低于160 ℃，确保摊铺温度满足施工要求。摊铺过程中施工技术人员应对摊铺平整度进行实时监控，针对摊铺不到位的区域进行人工修补。

3.6 沥青混合料碾压

摊铺施工完毕后开展混合料碾压作业，混合料的碾压施工分为初压、复压以及终压三个阶段[5]，碾压速度控制在2.0～2.2 km/h范围内为宜，而且应对碾压温度进行严格控制。首先采用双钢轮压路机进行两遍静压，复压采用胶轮压路机进行4～6遍的振压，最后采用双钢轮压路机进行1～2遍的静压。碾压施工完毕后，现场施工人员及时对压实度进行监测，确保整体压实度和平整度满足设计要求。

3.7 养生

沥青混合料碾压成型后及时进行养生处理，养生时间控制在7 d左右，利用塑料薄膜覆盖加洒水的方式进行处理，路面存在缺水现象时及时予以补水，养生期间严禁车辆通行。在适当位置设立标准牌或隔离墩，以免破坏已成型路面，待压实度满足设计要求且温度低于50 ℃后即可开放交通[6]。

3.8 施工质量检测

严格按照抗车辙沥青路面专项施工技术方案进行现场施工，各原材料检测质量应满足设计要求。抗车辙沥青路面施工完毕后，为评价整体施工质量，选取5个检测点，分别对施工完成面上的渗水系数、压实度、平整度、摩擦系数以及稳定度进行现场检测，检测结果如表7所示。分析检测结果可知，各项指标均满足设计规范要求，抗车辙性能良好。

表7 质量检测结果

4 结语

高速公路运营一段时间后，会产生车辙病害问题，降低沥青路面的行车舒适性和安全性。该文就抗车辙沥青路面设计及应用进行研究，对各项原材料性能指标进行分析，通过室内试验来制定最佳级配及性能参数。完成设计后进行现场实际施工应用，制定并实施专项抗车辙沥青路面施工方案。以渗水系数、压实度、平整度、摩擦系数及稳定度等指标就抗车辙沥青路面施工质量进行检测。结果表明，采用抗车辙沥青路面施工技术可有效改善沥青路面车辙病害问题，延长公路使用寿命，具有较强的可行性和实用性。