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1、半柔性路面在高速公路长大上坡路段养护中的应用2010-01-07 养护与管理 颜昌清我国已建或在建的山区高速公路里程逐年增长，其中长大上坡路段往往是病害多发位置。就沥青路面来说，长大上坡路段车辙和油污损害两类病害易出现。车辙根据严重程度不同采用微表处填充、薄层罩面、铣刨回填高模量沥青砼等措施处理；车辆漏油造成的油污损害多表现为连续密集的小坑槽，一般需要铣刨或局部挖补；以目前的处理手段，两类病害仍易反复。为探索适用于高温多雨及特重交通下长大上坡抗车辙、抗油污的养护方法，在京珠北高速公路上修筑了约 130m 的半柔性路面试验段。 京珠北高速公路于 2003 年 3 月建成通车，为双向四车道沥青砼路
2、面。作为进出广东的主要通道，存在交通量大，交通组成以货车为主；路段超载货车较多，路面整体结构承载能力要求较高；有十几公里长大纵坡，长大上坡路段车辙、车辆油污损害多发等特点。因此，该项目养护施工难度较大，且存在病害反复出现，特别是油污损害。09 年 6 月 3 日-6月 5 日，在京珠北云岩服务区南行入口匝道实施砂浆半柔性路面试验段。试验段经 7、8 月高温多雨季和 11 月雨雪低温天气，目前使用效果较好，未出现病害。 一、半柔性路面材料要求及施工技术 半柔性路面由多孔隙沥青混凝土及水泥砂浆(含硅灰)所组成，即将水泥砂浆填充在开级配沥青混凝土的孔隙中。开级配沥青混凝土包含粗集料、沥青、填充料及木
3、质纤维，沥青混凝土配比中粗集料约占 91.2? 92.2%、沥青占 3.6?4.6%、填充料占 4.0%、木质纤维占0.2%的总重。空隙率约 25?30% ，其比重较一般沥青混凝土为轻，大约在 1850kg/m3 左右。水泥砂浆由特殊水泥粉末、掺料、强塑剂及水拌合而成。 （一）开级配沥青砼铺筑及技术要求 1.开级配沥青砼铺筑 开级配沥青砼空隙率控制在 25%?30%，经试制确定级配。 （1）用常规摊铺机来铺设一个压实厚度为 50mm 的开级沥青层。开级沥青与改性聚合沥青的最适宜铺设温度是 140?160。在温度冷却至 110前必须完成全部的碾压工作。 （2）若有横向接缝存在，逐渐倾斜铺设足够长
4、度的常规沥青预混料来收尾，从接缝处开始铺设，使用切割机来切出横向接缝，在清除掉多余的预混料后才开始接铺开级沥青层。（3）让开级沥青有 2?3 小时的冷却时间。 2.开级配沥青混合料的要求 （1）开级配沥青砼成分 开级配沥青砼成分比例 （2）孔隙比必须保持在 25%?30%之间（马歇尔冲压 250 次）。 （3）磨损损失值，按照 Cantabro 测试方法，不得超过 25%。 （4）流失值不得超过 0.3%。 （5）已混合的骨料和填料的级配 （二）砂浆浇注及技术要求 1.砂浆混合及质量要求 开级配沥青层施工完成后，采用持续混合机来混合砂浆和清水（大约每 25kg 干粉混合4.8kg 清水），制备
5、砂浆。(下图：砂浆搅拌设备） 对于砂浆，准备至少 6 个任意的高强度高粘性胶粉样品，体积分别为100mm100mm100mm 做综合强度测试（7 天和 28 天）。要求如下：综 合强度（MS26） 7 天 最小 55MN/m2 28 天 最小 80MN/m2 密度（MS26） 2150kg/m3 凝结时间（MS522） 68 小时 流动时间（一升的标准测量值）最少 10 秒、最多 18 秒 W/C 比 0.160.22 2.砂浆的浇注及质量要求 砂浆混合好后，将其通过软管浇注在开级配沥青砼上，让其自由渗透进空隙中，凝结后并形成半柔性路面结构。 对于已完成的半柔性路面有如下质量要求：综合强度（M
6、S26）7 天 最小 5MN/m2 28 天 最小 7MN/m2 抗滑性能，PSRT(BS8204：Part 5:1994) 最小 45 纹理深度，Sand Patch 测试（BS 598:Part 105:1990）0.5mm1.2mm。 二、试验段施工及效果评述 试验段选择在京珠北高速云岩服务区南行入口匝道，该服务区位于 16km 长连续纵坡坡顶，进入车辆多为货车，交通量大。匝道原路面为沥青砼路面，沥青砼层厚约 10cm，下设36cm 水稳基层，全长 130m，纵坡约 4%。经 5 年运营使用，路面已出现严重的车辙、坑槽、沉陷、龟裂等病害。 （一）试验段施工 试验段施工次序依次为：铣刨 1
7、0cm 原路面、处理病害铺筑 5cmFAC-20 沥青砼下面层铺筑 5cm 开级配沥青砼上面层浇注砂浆。 1.原匝道路面处理 试验段铺筑之前，先铣刨原路面约 10cm，铣刨后对下层病害进行处理。路面铣刨及病害处理完成后，先行铺筑 5cmFAC-20 沥青砼并施工乳化沥青粘层。乳化沥青使用量大约为300g/m2?500g/m2，主要是防止下阶段施工砂浆时砂浆往下渗透。 2.浇筑砂浆 开级配沥青层施工完成后，采用持续混合机制备砂浆。砂浆混合好后，将其通过软管浇注在开级配沥青砼上，让其自由渗透进空隙中，凝结后并形成半柔性路面结构。130m 试验段砂浆浇注时间约为 4 个小时。 为了保证砂浆浇注后的路
8、面抗滑能力满足要求，试验段采用两种方法提高表面抗滑性能： 一是在砂浆充分渗透后在表面撒沙，待凝结后扫去多余沙粒； 二是在砂浆充分渗透后采用硬质扫帚刮去开级配沥青砼表面填充的部分砂浆，保证构造深度。 （二） 试验段效果评述 1.开放通车及取芯 本次试验段在砂浆浇注完成后约 12 个小时开放通车。 开放通车 2 天后，由于砂浆干缩，试验段局部路面表面出现细微不规则裂纹，但未见裂纹发展。另外，在砂浆浇注完成后进行了钻芯取样，芯样显示开级配沥青层与其下的FAC-20 沥青层粘结紧密，开级配沥青层中砂浆渗透较充分，基本上完全填充了空隙。 2.效果评述 京珠北高速现有交通构成中以大、中型车为主，长上坡汽车
9、尾气、漏油现象严重，极易造成沥青路面油污损害。经历七、八两个月的高温、雨季，北行K58+000K60+700、K49+000K51+000 和南行 K38+000K40+000、K56+000K58+000 等路段由于车辆油污加之雨水，造成连续密集小坑槽；超车道位置出现 510mm 的轻微车辙。半柔性路面试验段使用状况良好。 从以上对比图片可见，沥青路面在油污作用下，沥青与集料剥离，表面形成松散，尔后在雨水冲刷和车轮作用下迅速形成连续密集坑槽。半柔性路面由于砂浆的填充致密，油污存留表面，无法渗入造成破坏。雨季通车两个月后路况完好，开放通车初出现的表面细微不规则裂纹仍然存在，但未见发展。 （三）
10、试验段总结 下一步将对芯样进行相关强度试验，并在现场对路面进行结构强度、抗滑、渗水等相关检测，取得试验数据后进一步完善该报告。 就目前试验段施工情况来说，总结如下： 1.如即将进行铺设的路段存在病害，例如路面、基层、地基层、路基等存在问题，必须进行处理或修复。并在铺设半柔性路面前，下承层应平整。 2.通过乳化沥青粘层等措施来密封表面，防止砂浆往下继续渗透。 3.开级配沥青砼层的空隙率应严格控制在 25%30%之间，小于 25%则可能造成砂浆渗透不充分，超过 30%则造成砂浆浪费。开级配沥青砼层温度降至 40后方可浇注砂浆。 4.相对于水泥砼路面，该种半柔性路面开放交通时间大为缩短。根据现场情况，由于砂浆干缩出现不规则细微裂纹，建议砂浆浇注后给予一定时间养生。 5.可以考虑该种半柔性路面结构设置于上面层抗油污损害或车辙，或设置于中面层抵抗车辙，但需进一步试验观察。
