高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)罩面層混合料的選型

1、高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)罩面層混合料的選型作者：周克力摘要：本文通過對AC、SMA、摻加纖維等不同瀝青混合料的性能特點(diǎn)、施工控制等分析，結(jié)合京秦高速公路中修罩面工程第一階段不同罩面瀝青混合料類型鋪筑的試驗(yàn)段的檢測和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)對比，對瀝青路面罩面混合料類型選擇中所需要注意的幾個問題給出了合理的建議。1前言    罩面是高速公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)手段之一，對罩面層混合料類型的選擇是罩面中需要解決的重要技術(shù)問題。京秦高速公路寶（坻）山（海關(guān)）段是交通部規(guī)劃建設(shè)的十二條國道主干線的重要組成部分，全長199.31公里，是華北連接?xùn)|北三省最重要的經(jīng)濟(jì)干線， 1999年9月1日竣工通車。京秦

2、高速公路交通量自通車以來迅速增長，大大高于設(shè)計(jì)時(shí)的預(yù)測值，大型貨車的數(shù)量逐年急劇增加且超載現(xiàn)象十分普遍。運(yùn)營六年來，路面長期處在超負(fù)荷的狀態(tài)下，使用性能衰減較快，路面病害發(fā)生較多，通過對該路的調(diào)查和檢測，決定進(jìn)行預(yù)防性罩面維修養(yǎng)護(hù)，以恢復(fù)其服務(wù)水平，延長使用壽命。以下是該工程中關(guān)于罩面層混合料選擇的幾個技術(shù)問題，供同行們參考。2.罩面層混合料配比方案的選擇2.1 AC型瀝青混凝土的特點(diǎn)    AC結(jié)構(gòu)的瀝青混凝土為我國最常用的瀝青砼類型，我國90%的瀝青路面為AC結(jié)構(gòu)的瀝青混凝土。AC結(jié)構(gòu)的瀝青砼為連續(xù)密級配的，其中4.75mm以上的粗集料一般占30%50%比起S

3、MA的7080%少的多，而細(xì)集料比SMA多很多。瀝青用量比SMA的少。結(jié)構(gòu)為懸浮密實(shí)結(jié)構(gòu)，粗集料在混合料中呈懸浮狀態(tài)，易離析，施工時(shí)易于壓實(shí)。    AC瀝青混凝土的施工工藝和技術(shù)在我國經(jīng)過多年的應(yīng)用已經(jīng)十分成熟并形成了嚴(yán)格的技術(shù)規(guī)范。AC瀝青混凝土路面造價(jià)較低施工工藝簡單對設(shè)備和機(jī)械要求不高，施工工藝和技術(shù)成熟完善。該結(jié)構(gòu)高溫穩(wěn)定性欠佳，在高溫，重載交通，渠化交通的作用下路面出現(xiàn)車轍的幾率較大，水穩(wěn)定性等方面較差，比較容易損壞。2.2 SMA的應(yīng)用及其路用性能    1.SMA是一種間斷級配的瀝青混合料，嵌擠的骨架.能夠支承車輪荷載

4、，路面不易產(chǎn)生擠壓變形，從而保持良好的平整狀態(tài)，表現(xiàn)出優(yōu)良的穩(wěn)定性。    2.SMA混合料為骨架密實(shí)結(jié)構(gòu)，空隙率小，集料表面的瀝青膜厚，使混合料具有良好的抗水性和耐疲勞性能。     3.SMA混合料粗集料多，碎石質(zhì)量好，路表面構(gòu)造深度大，路面有良好的抗滑性能，同時(shí)雨天高速行車時(shí)的濺水現(xiàn)象減輕，提高了行車的安全性。    4. 缺點(diǎn)是增加了投資；瀝青和礦粉用量多；加工和鋪筑溫度較高；生產(chǎn)率較低；實(shí)際使用性能對結(jié)合料用量和粉料用量都較敏感，對材料要求質(zhì)量高。   

5、SMA路面能抵抗永久變形，抗車轍、耐磨損;抵抗溫度和疲勞裂縫，防止松散。這些都是對路面耐久性的保證。2.3聚脂纖維的應(yīng)用及其路用性能    瀝青混凝土摻加聚脂纖維，對瀝青混凝土的級配無影響，只是瀝青用量會由于纖維的吸附作用而略有增加。瀝青混凝土摻加纖維后路用性能有很大程度上的提高，據(jù)國外資料介紹纖維使瀝青混凝土性能得到了普遍提高，疲勞壽命提高25%至45%，車轍減小了45%至53%，路面噪聲降低3至5分貝，雨天行車不會產(chǎn)生水霧和濺水，能夠全面提高路面的表面服務(wù)功能。纖維添加在瀝青混凝土中所能產(chǎn)生的功能有以下幾種：1 提高瀝青混凝土的高溫穩(wěn)定性。 

6、0;  纖維經(jīng)攪拌后均勻分布在瀝青混合料中。由于纖維的吸附，穩(wěn)定及多向加強(qiáng)筋作用，使瀝青礦粉膠漿粘滯性增強(qiáng)，使得混合料的高溫穩(wěn)定性能得到改善。2 提高瀝青混凝土的低溫抗裂性。    纖維在低溫中仍呈柔性，具有較強(qiáng)的抗折強(qiáng)度。纖維縱橫交錯在混合料中，使混合料具有較高的彈性，能有效地抵抗應(yīng)力，減少溫縮裂縫的產(chǎn)生。各向同性的纖維也可以防止反向裂縫的發(fā)展。3 提高瀝青混凝土的抗疲勞特性。    由于數(shù)量巨大，且均勻分布的纖維使瀝青混合料的勁度模量增加，瀝青與空氣的接觸少，混合料不容易發(fā)生松散、變形、脫粒等狀況，故而瀝青混合料疲勞耐久

7、性得到改善，延長了瀝青路面的使用壽命。4提高瀝青混凝土的柔韌性、抗剝落性、抗磨耗性和水穩(wěn)性。    提高瀝青混合料水穩(wěn)定性的主要措施就是盡量防止水進(jìn)入混合料中，或者提 高瀝青與集料之間的粘結(jié)力。加入了纖維的瀝青混凝土的空隙率很小，混合料受水的影響小，能夠大幅度減少路表水對混合料的侵入。3罩面工程驗(yàn)證3.1罩面設(shè)計(jì)    鋪筑罩面層的目的是恢復(fù)路面的服務(wù)水平，選擇罩面層材料，要充分考慮抗滑、密水、耐久、抗開裂且保護(hù)路面其它結(jié)構(gòu)層不受水和行車荷載的破壞，最初設(shè)計(jì)時(shí)選用GTM法設(shè)計(jì)的AC-13F型改性瀝青混凝土作為主要罩面材料，并分別設(shè)計(jì)了

8、SMA-13改性瀝青混凝土和 AC-13F聚酯纖維改性瀝青混凝土試驗(yàn)段。為了能夠更好的防止水損壞的發(fā)生，在罩面前在原路面上噴灑SBS粘結(jié)防水層，灑布量為2kg/m2。3.2 施工情況    2005年10月底完成了第1階段的施工，進(jìn)行了3種罩面類型的試驗(yàn)段，具體段落為：沈陽方向：AC13F改性瀝青混凝土5.97KM；SMA13改性瀝青混凝土3.36KM，北京方向：AC13F摻聚酯纖維改性瀝青混凝土7.14KM。三種罩面結(jié)構(gòu)實(shí)際配比如下表3-5        配比混合料類型10-16mm5-10m

9、m3-5mm0-3mm礦粉水泥油石比（%）纖維(%)AC-13F改性瀝青混凝土21341031244.60SMA-13改性瀝青混凝土33.938.85.011.09.02.06.40.3木質(zhì)纖維AC-13F聚酯纖維瀝青混凝土20.933.910.030.92.02.04.90.3聚脂纖維       施工過程中發(fā)現(xiàn)AC-13F改性瀝青混凝土和AC-13F聚酯纖維改性瀝青混凝土的壓實(shí)度控制不好，且路面的滲水指數(shù)超標(biāo)。在AC-13F聚酯纖維改性瀝青混凝土的施工中出現(xiàn)了纖維拌和不勻的問題，增加干拌時(shí)間至30秒和減小纖維摻量至0.28%后雖有

10、所改善但總體效果也不甚理想，部分在罩面后冷接縫處處理不好，滲水現(xiàn)象嚴(yán)重。而SMA試驗(yàn)段在檢測后的綜合指標(biāo)較好，具體性能指標(biāo)對比見圖1圖4所示：備注：AC-13F和AC-13F聚脂纖維瀝青混凝土的采用GTM標(biāo)準(zhǔn)密度控制壓實(shí)度，SMA-13采用的是馬歇爾標(biāo)準(zhǔn)密度控制壓實(shí)度。     通過試驗(yàn)段的對比，在后續(xù)的罩面工作中，大部分采用了SMA13這種混合料類型，目前已全面展開施工。 3.5經(jīng)濟(jì)效益分析     加聚酯纖維的瀝青混凝土的造價(jià)比普通的AC-13高約37%，SMA-13瀝青混凝土的造價(jià)比普通的AC-13高約35%，但是從以下幾個方面

11、綜合性能考慮其投資是相對節(jié)約的 。    1.改善路面的各項(xiàng)路用性能?？梢蕴岣咂涓邷胤€(wěn)定性，增強(qiáng)低溫抗裂能力，提高路面疲勞壽命，使瀝青路面的使用壽命得以延長。    2.養(yǎng)護(hù)和改建費(fèi)用的減少。普通瀝青混合料若設(shè)計(jì)年限是15年，而纖維瀝青混合料可以使路面的使用年限提高30%50%，即與普通瀝青混合料相比可使用1922年。按分析期為20年計(jì)算，則普通瀝青路面在使用分析期內(nèi)至少需要大修一次，方可達(dá)到分析期的使用壽命。因此同纖維瀝青混凝土路面相比，普通瀝青混凝土路面需要增加養(yǎng)護(hù)費(fèi)用。     3.用戶費(fèi)用的減少。同纖維瀝青混合料路面相比，普通瀝青混合料由于路用性能差，導(dǎo)致路面路況變差，使得車輛行駛時(shí)的燃油、輪胎消耗增加，車輛的維修折舊及誤時(shí)費(fèi)用增加，這些都引起用戶費(fèi)用的增加。 4.結(jié)論     河北省在多條高速公路采用了普通AC結(jié)構(gòu)，對于這種路面的施工積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。SMA路面抗滑能力和抵御水損害能力強(qiáng)、養(yǎng)護(hù)工作量小，目前省內(nèi)鋪筑的SMA試驗(yàn)段路面使用狀況較普通瀝青混凝土路面總體狀況較好。另外，摻加聚酯纖維的瀝青混