绿色功能性隧道沥青路面施工关键技术及性能评价

王震 陈祥龙

摘要 文章以328国道海安段（沈海高速海安出口至立新河桥）快速化工程七星湖隧道沥青路面施工为案例，介绍了绿色功能性沥青路面的配合比设计、MMA防水黏结层、双层排水沥青层间处理等技术，确保了沥青路面施工质量。相较于传统的（单层）排水沥青路面，双层排水沥青路面结构在排水、降噪、抗滑、抗冻、耐久性等方面都有了一定的增强。施工过程中通过试验对（单层）排水沥青与双层排水沥青的路用性能进行了验证，双层排水沥青路面有着明显的优异性，为类似项目施工提供技术指导。

关键词 双层排水；配合比设计；施工技术；性能评价

中图分类号 U416.217文献标识码 A文章编号 2096-8949（2023）10-0087-03

0 引言

（单层）排水沥青采用了大空隙粗级配，灰尘与泥土易进入排水沥青路面，导致路面空隙堵塞，从而失去排水降噪功能。通过对单层排水沥青路面结构进行优化改进，双层排水沥青路面的特点是上面层设置较薄，混合料粒径较小，下面层设置较厚，混合料粒径较大，上面层间隙较小、结构密实，能有效防止杂质进入下面层、易于清洁并兼具降噪的优点，下层间隙较大，侧向排水能力较好。该文以328国道海安段快速化工程七星湖隧道绿色功能性沥青路面施工为背景，介绍了双层排水沥青路面的配合比设计，对施工过程中材料的技术指标、施工要点、质量控制措施等方面进行了分析，通过工程案例及试验验证了双层排水沥青路面的路用性能。

1 工程概况

328国道海安段快速化工程，起于沈海高速海安出口，终于430省道（通榆路）东700 m的立新河桥。项目主线长6.5 km，其中新建500 m长的七星湖隧道（里程桩号为：K5+740～K6+760）采用双层排水沥青路面。路面采用左右分幅的设计方式，单幅路面宽度为8.5 m（含排水沟）。路面结构断面如图1所示。总厚度10 cm。

2 工艺原理

（1）沥青混合料按目标配合比确定的供料比例对各冷料仓进行上料，各热料仓进行二次筛分、取样，级配曲线根据筛分结果确定，以热料、冷料合成级配及供料接近目标配合比级配为原则，从而确定各热料仓配合比。

（2）为了加强结构层间的黏结力，在摊铺排水沥青混合料之前，采用MMA高韧树脂砂浆作为防水黏结层。MMA高韧树脂砂浆防水黏结材料采用人工滚涂，喷洒量为1.5～2 kg/m2。人工滚涂MMA高韧树脂砂浆防水黏结材料，同时洒布金刚砂颗粒，喷洒完成后60 min内禁止车辆在喷洒面层行驶。

（3）摊铺采用非接触式红外自动找平基准装置，提前进行测量放样，打好控制线支架，定好导向控制线高程。由SG4000型间歇式沥青拌和设备集中拌制沥青混合料，混合料采用自卸汽车进行运输，为了防止粗集料随意滚落造成的离析，在运输车后门安装升斗防离析侧板，以保证混合料的均匀性。摊铺机摊铺速度宜控制在2～

6 m/min范围内，弯道等特殊路段适当降低摊铺速度，做到缓慢、均匀、连续不间断地摊铺，松铺系数为1.20，采用双钢轮压路机和胶轮压路机配合碾压。双层排水沥青路面層与传统沥青混合料摊铺工艺一致，上层混合料和下层混合料之间采用二阶水性树脂沥青增强层间黏结[1]。

3 排水沥青路面主要施工工艺及控制要点

3.1 排水沥青混合料配合比设计

3.1.1 确定设计级配

通过成型马歇尔试件，初选级配技术指标如表1所示，测定混合料试件的空隙率、马歇尔稳定度和连通空隙率，检验空隙率能否达到规范要求。混合料空隙率与设计目标空隙率差值在±1%范围内优选一组最接近目标空隙率的级配，设置为设计级配。

3.1.2 确定最佳沥青用量

根据确定的设计级配，以计算得出的预估沥青用量为中值，在预估沥青用量±0.5%、±1%变化范围内，分别进行析漏和飞散试验，以析漏试验测点曲线反弯点作为最大沥青用量（OAC2），以飞散试验测点曲线拐点作为最小沥青用量（OAC1），如图2所示。在上下限范围内选择尽量提高沥青用量的作为最佳沥青用量，以保证沥青能够提供足够多的黏结力，减少飞散以及水损害的影响[2]。

3.2 MMA防水黏结层施工

3.2.1 技术指标

为了加强结构层间的黏结力，在摊铺排水沥青混合料之前，采用MMA高韧树脂砂浆作为防水黏结层，具体技术指标如表2所示。

3.2.2 施工要点

（1）施工前确保基层表面洁净。

（2）MMA高韧树脂砂浆防水黏结材料采用人工滚涂，喷洒量为1.5～2 kg/m2。

（3）边人工滚涂MMA高韧树脂砂浆防水黏结材料，边洒布金刚砂颗粒。

（4）喷洒完成后60 min内禁止车辆在喷洒面层行驶。

3.3 层间处理

3.3.1 技术指标

双层排水沥青路面上面层和下面层摊铺均采用传统沥青混合料摊铺工艺，上下面层之间采用二阶水性树脂沥青增强层间黏结，不得使用普通乳化沥青作为黏层材料。

在已碾压成型的双层排水沥青路面下层上，以不超过0.2 kg/m2的洒布量喷洒二阶水性树脂沥青，具体技术指标如表3所示，待该二阶水性树脂沥青完全破乳后，方可进行双层排水沥青路面上层的施工。

3.3.2 施工要点

（1）二阶水性树脂沥青洒布前对原路面的浮灰和杂物进行清扫，避免出现黏轮现象。

（2）二阶水性树脂沥青为高性能改性乳化沥青，洒布前需对其进行加热，一般加热温度控制在60～70 ℃，但加热温度不能超过80 ℃，装车前需对二阶水性树脂沥青进行过滤。

（3）二阶水性树脂沥青需提前2～3 h洒布，二阶水性树脂沥青干燥且不黏轮后，进行沥青混合料摊铺。

（4）二阶水性树脂沥青喷洒及养生期间，对现场进行封闭。喷洒区域需对已施工成品部位加以保护，以免被污染。

（5）二阶水性树脂沥青严禁在高温下长时间储存，洒布完后应及时冲洗车辆，防止残留物堵塞喷头[3]。

3.4 质量控制要点

3.4.1 沥青混合料拌和质量控制

（1）按要求对混合料拌和设备的传感器及检验仪器进行计量标定，各项指标合格并应在标定有效期内。

（2）混合料拌和时间与温度控制。沥青混合料拌和时间根据沥青是否均匀包裹集料为准。根据施工气温状况的不同，对混合料拌和温度需做出调整，气温较低时，拌和温度需提高10 ℃左右用于补偿摊铺设备、运输车等的热量消耗，气温较高时，可适当降低5～10 ℃。

3.4.2 瀝青混合料运输质量控制

（1）沥青混合料拌和站出厂前由质检人员组织试验人员对混合料外观质量进行检查，拌和完成的混合料需无粗细料离析和结块现象、均匀一致、无花白料。

（2）运输车在使用前后需在清洗台清洗干净，车厢内涂一层活性防黏结剂避免混合料沾黏。

（3）运输车运输过程中需采取保温、防扬尘和防雨措施，若出现离析或硬化的混合料严禁用于现场摊铺。

3.4.3 沥青混合料摊铺质量控制

（1）采用平衡梁进行上面层的摊铺，以控制摊铺厚度及横坡，采用钢丝绳引导的方式进行下面层摊铺。

（2）摊铺前，摊铺机熨平板需提前0.5～1 h预热，温度不宜低于100 ℃，沥青混合料运至现场的最低摊铺温度不得低于《公路沥青路面施工技术规范》的要求。一般控制在120～150 ℃。

（3）摊铺作业应缓慢、匀速、连续不间断摊铺，以保证路面平整度。摊铺途中不得停顿或随意变速，摊铺速度控制在2～6 m/min范围内。摊铺机采用平衡梁或走线法行走摊铺时，调整自动调平装置的频率不得过高。摊铺过程中路面明显拖痕、波浪时，及时配合人工予以消除[4]。

4 路用性能评价

通过对双层排水沥青路面和（单层）排水沥青路面分别进行了高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性能、抗滑性能、降噪性能等试验，对双层排水沥青路面的路用性能进行直观评价。根据配合比设计，空隙率控制在20%左右。两种路面结构各自取样进行了动稳定度、标准飞散试验、浸水马歇尔残留稳定度、最大弯拉应变、平均构造深度（TD）、冻融劈裂残留强度比、摩擦系数（摆值）和吸声系数测试。试验结果如表4所示。

通过对（单层）排水沥青与双层排水沥青混合料试验结果进行分析，高温稳定性试验中标准飞散试验与动稳定度均能满足规定值要求。从低温抗裂性试验数据可以看出（单层）排水沥青路面最大弯拉应变超出规范值375 με，双层排水沥青路面最大弯拉应变超出规范值578 με，双层排水沥青路面性能较（单层）排水沥青路面更优。从水稳定性能试验指标冻融劈裂残留强度比和浸水马歇尔残留稳定度试验数据可以看出，两者均满足规定值要求，双层排水沥青路面分别比（单层）排水沥青路面试验结果高出4.9%和4.4%；通过抗滑性能试验数据可以看出（单层）排水沥青路面与双层排水沥青路面的摩擦系数（摆值）与平均构造深度（TD）都超出规范值，性能较突出，也显示了排水沥青路面的主要特点，构造深度都超过了0.85 mm，摩擦系数均大于70 BPN；从降噪性能指标吸声系数测试数据显示双层排水沥青路面试验数据较（单层）排水沥青路面更优[5]。

5 结语

该文以系统科学的理论思想和方法为基础，结合实际项目中双层排水沥青施工情况，对双层排水沥青的关键施工技术及路用性能进行了分析研究，通过配合比设计、施工过程质量控制和规范化的施工管理，路面的整体施工质量得到了保证。并进行了试验验证，得到两种沥青路面结构的量化数据从而进行比较，双层排水沥青路面在抗滑性能方面与（单层）排水沥青路面都表现优异，在高温稳定性、降噪性能、低温抗裂性、水稳定性方面双层排水沥青路面均优于（单层）排水沥青路面。

参考文献

[1]林毅. 排水性沥青路面的结构构造与排水功能设计[J]. 现代交通技术， 2009（4）： 1-4.

[2]吕伟民. 排水性沥青路面技术的进步与发展[J]. 上海公路， 2010（2）： 6-11.

[3]林楠， 郭锋. 双层多孔沥青路面关键技术分析[J]. 路基工程， 2013（3）： 10-14.

[4]杨国涛. 排水性沥青路面实践[J]. 公路交通科技， 2006（10）： 65-67.

[5]朱宇昊. 双层排水沥青混合料优化设计与路用性能研究[D]. 南京：东南大学， 2019.