高速公路大空隙排水沥青路面施工技术研究

赵留忠

（张家口市路桥工程监理咨询有限责任公司，河北 张家口 075000）

1 引言

现阶段，高速公路路面大多数以沥青混凝土材料为主，沥青路面相比于其他类型路面结构具备更好的行车舒适性和安全性，且拥有较好的平整度和抗滑性。 然而，沥青路面在运营过程中容易受到外界行车荷载、天气环境等因素的影响，长时间会出现不同程度的病害问题， 进而导致沥青路面使用性能降低，道路使用寿命下降。 因此，本文就大空隙排水沥青路面应用进行研究，旨在改善沥青路面排水、降噪、抗滑等效果，重点对大空隙排水沥青路面施工技术要点进行分析， 并在具体工程中进行应用。

2 工程概况

某高速公路建设项目全线长为100.943 km， 设计行车速度为100 km/h，路基宽度为24.5 m，双向四车道设计标准，路面以沥青混凝土结构形式。 该高速公路位于山区地带，地形复杂多样，且全面雨季较长，降雨量较大，公路投入运营后路面容易存在积水现象， 路面在积水长时间侵蚀下会导致其耐久性和稳定性降低，同时行驶车辆容易打滑导致交通事故产生，因此，需对路面进行严格设计。 本项目选择采用大孔隙开级配排水沥青磨耗层（OGFC）排水沥青路面，设计大空隙结构，并对所涉及的大空隙排水沥青路面设计方式和施工工艺进行重点研究。

3 排水式沥青路面工程特性

大空隙排水沥青路面应具备良好的路面排水、 降噪性能以及较大的空隙率， 以有效提升路面的抗滑性能。 在雨季期间， 大空隙排水沥青路面上的积水能通过混凝土内部的空隙下渗至封层处， 再结合封层上的排水横槽将路面上的水雾以及积水及时引导至公路外侧， 进而提高司乘人员驾驶的安全性和舒适性。 排水式沥青路面的空隙结构主要分为三大类，即连通空隙、半连通空隙以及独立空隙，其中，连通空隙也称为有效排水空隙， 它指的是能在一定时间内排出少量自由水的集料间空隙，这些空隙能形成有效的连通通道，将水分排出路面之外。 半连通空隙也可称为半有效排水空隙，其可短时间储存渗入路面内部的水分，但不能在路面内部进行水分传输，使得连通空隙不具备排水性能；独立空隙也称为无效空隙，无法进行路面内部水分储存以及水分排出[1]。

4 大空隙排水沥青混凝土设计

4.1 粗集料

大空隙排水沥青混凝土中粗集料含量占比超过50%，充当足够的骨架结构，因此，选用的粗集料压碎值应严格满足规范要求。 本项目选择玄武岩碎石用作混凝土粗集料，主要技术指标见表1。

表1 粗集料技术指标试验结果

4.2 细集料

大空隙排水沥青混凝土中细集料含量偏低， 但其性能决定着混凝土的路用性能，在混凝土内部要用足填充料，进而调节混凝土内部空隙大小。 本项目细集料选用机制砂，主要技术指标见表2。

表2 细集料技术指标试验结果

4.3 填料

填料主要作用为提高混凝土内集料与沥青胶结料之间的黏结作用效果，本项目选用石灰岩磨制细粉用作混凝土填料，掺量确定为4.2%，主要技术指标见表3。

表3 石灰岩矿粉物理性能试验结果

4.4 沥青胶结料

由于大空隙排水沥青路面内部空隙率较大， 储存的水分会侵蚀沥青胶结料，导致路面的耐久性降低，因此，应选用性能较为优异的沥青胶结料。 本项目选用使用性能优异的SBS改性沥青作为沥青胶结料，其主要技术指标见表4。

表4 SBS 改性沥青主要性能指标检测结果

4.5 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，掺入沥青混合料内后可有效提高其路用性能。 玄武岩纤维可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，其主要技术指标见表5。

表5 玄武岩纤维技术指标

4.6 级配设计

本项目选择OGFC-13 型级配作为设计级配，各粒径集料通过率见表6。

表6 OGFC-13 型矿料级配

5 大空隙排水沥青施工技术要点分析

5.1 大空隙排水沥青路面施工工艺

大空隙排水沥青路面施工工艺与普通沥青路面大致相同。 首先进行沥青混凝土拌和，提前对各项施工原材料的性能进行检测，确保能满足规范要求，并分类堆放，做好防潮防尘措施。 材料验收进场后及时进行混凝土拌和施工，严格控制温度和时间，技术人员对拌和质量进行全程监控。 拌和完毕后选用多台运输车进行运料处理， 提前在运输车车厢内部均匀涂抹一层隔离油，以免混凝土黏附于车内，运输过程中采用厚实帆布袋全面覆盖，避免产生混凝土温度离析。 混凝土进场后即可开展摊铺施工，摊铺过程需保持匀速、均匀、慢行，温度不得高于180 ℃，现场技术人员对平整度进行监控，摊铺不到位或不彻底的情况需进行人工补铺。 摊铺完毕后及时进行混凝土碾压，分3 阶段施作，即初压、复压、终压，压实度需严格控制[2-4]。

5.2 大空隙排水沥青路面施工质量检测

5.2.1 渗水性能检测

本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，其检测结果见表7。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

5.2.2 抗滑性能检测

本项目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，其检测结果见表8。 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，有效提高路面的抗滑性能。

表8 排水性路面试验段横向力系数检测结果

5.2.3 降噪性能检测

本项目选用60 km/h、80 km/h、100 km/h 三种行车速度来检测车辆噪声，并与密级配路面进行比较，结果见表9。检测结果表明，大空隙排水沥青路面具备有效的降噪效果，提高行车质量[5]。

表9 各车速噪声值

6 结语

本文就高速公路大空隙排水沥青路面施工技术进行研究分析，结合实际高速公路沥青路面工程，围绕大孔隙排水沥青路面的工程特性、原材料设计以及施工技术要点展开，并对其抗滑性、渗水性以及降噪性进行质量检测。 研究结果表明，采用大空隙排水沥青路面施工技术能有效提高公路抗滑性能、降噪性能以及渗水性能，延长公路使用寿命，具有较高的可行性和实用性。