舊水泥混凝土路面加鋪方案及瀝青混合料設(shè)計(jì)

司 超

(河北省唐山市交通勘察設(shè)計(jì)院有限公司)

1 路面加鋪方案設(shè)計(jì)

舊水泥混凝土面板在處治后達(dá)到規(guī)定的接縫彎沉差和基層綜合模量的基礎(chǔ)上，為保證瀝青加鋪層在設(shè)計(jì)期限內(nèi)的使用性能和耐久性，針對本工程的氣候、交通特點(diǎn)，為保證加鋪層在設(shè)計(jì)期限內(nèi)的使用性能和耐久性，主要從三方面考慮:(1)做好舊混凝土板的處置工作;(2)加鋪層采用SMA瀝青混合料;(3)采取防裂措施，以減少和延緩反射裂縫的產(chǎn)生。

某省道K145+000～K159+000段全長14km，隨著近年交通量迅速增長，原路面基層薄弱，在車輛載重增加和自然因素的作用下，路面平整度、抗滑能力等路用性能逐漸降低，并出現(xiàn)裂縫、脫皮、坑槽等路面損壞，大大影響了其使用的安全性、舒適性、經(jīng)濟(jì)性和通行能力。經(jīng)過分析比較，結(jié)合舊水泥混凝土路面處置后的現(xiàn)狀，本工程加鋪層選用改性瀝青混凝土SMA，厚度4cm。結(jié)構(gòu)層組合為:4cm厚SMA-16瀝青瑪蹄脂碎石混合料+下封層+滿鋪玻璃絲布+粘層(熱改性瀝青0.3～0.5L/m2)+舊水泥混凝土路面。

2 原材料性能

2.1 瀝青的基本性能

改性瀝青具有良好的彈性恢復(fù)性能，軟化點(diǎn)較普通瀝青提高。本工程瀝青加鋪層上面層使用SBS改性瀝青，基質(zhì)瀝青為90#道路石油瀝青，各項(xiàng)檢測指標(biāo)符合規(guī)范要求。

2.2 集料的基本性能

集料是加鋪層改造所需的關(guān)鍵材料之一，集料的力學(xué)性能是決定混合料強(qiáng)度特性的最重要因素之一，集料的顆粒形成不僅影響混合料的骨架，也直接關(guān)系到混合料的抗車轍和抗疲勞等材料性能。此外，集料和瀝青的相容性，即集料與瀝青的粘附等級對混合料的強(qiáng)度也起著至關(guān)重要的作用。

從SMA組成機(jī)理可知，SMA具有較好的高溫穩(wěn)定性，是基于粗集料之間的嵌擠作用，粗集料的好壞很大程度上取決于集料石質(zhì)的情況。本論文所用粗、細(xì)集料及礦粉的各項(xiàng)檢測指標(biāo)均符合質(zhì)量要求。

2.3 纖維的基本性能

SMA混合料因?yàn)r青含量高和礦粉用量大，在貯存、運(yùn)輸和攤鋪過程中，瀝青和礦粉易產(chǎn)生滴漏和離析，在車輛荷載作用下易產(chǎn)生泛油現(xiàn)象。為了防止施工時混合料中瀝青析漏，需要在混合料中加入穩(wěn)定劑，常用的穩(wěn)定劑是纖維，有礦物纖維、玻璃纖維、有機(jī)合成纖維等等，本工程選用了應(yīng)用最廣泛的木質(zhì)素纖維。其性能指標(biāo)見表1。

續(xù)表1

3 SMA瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)

3.1 SMA-16混合料級配

SMA-16級配設(shè)計(jì)的思路是:10～20mm粗集料含量高，0～0.075mm礦粉含量高，這樣混合料中既有較多數(shù)量的粗集料形成骨架嵌擠結(jié)構(gòu)，提高路面抗車撤能力，又有相當(dāng)數(shù)量的細(xì)集料填充骨架的空隙，構(gòu)成密實(shí)骨架結(jié)構(gòu)，提高水穩(wěn)定性及抗衰老性。本工程段SMA-16混合料初選了三個級配，見表2。

表2 SMA-16混合料級配

3.2 馬歇爾配合比設(shè)計(jì)結(jié)果

本路段SMA混合料設(shè)計(jì)按馬歇爾壓實(shí)法，試驗(yàn)拌和、成型、測試均按照《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》(JTJ052-2000)和《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF 40-2004)的相關(guān)要求進(jìn)行，經(jīng)測試混合料的級配最終選用級配1，4.75mm以上集料含量73.4％，瀝青混合料最佳油石比為6.1％，其各項(xiàng)性能指標(biāo)均滿足要求。馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 SMA-16混合料試驗(yàn)結(jié)果

[1] 盧擁軍.瀝青混凝土加鋪層改造舊水泥混凝土路面若干問題的探討[J].公路，2008，(7).

[2] 孫四平，吳志昂，郭忠印等.舊水泥混凝土路面的瀝青加鋪層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)初探[J].華東公路，2007，(2).

[3] 肖金軍.舊水泥混凝土路面瀝青加鋪技術(shù)研究[D].長沙理工大學(xué)，2007.