長壽命路面施工技術(shù)在順密路大修工程中的應(yīng)用

趙 麗 華

(山西省交通建設(shè)工程監(jiān)理有限責(zé)任公司，山西 太原 030012)

1 長壽命路面應(yīng)用背景

隨著交通量和車輛荷載的激增以及平均行車速度的提高，我國道路瀝青路面的早期損壞出現(xiàn)比較普遍，增加了路面壽命周期成本，帶來的諸如交通、費用問題。修建長壽命的路面是一個明智的選擇，長壽命路面是指路面設(shè)計壽命超過40年，相對于現(xiàn)有的路面其日常養(yǎng)護要求總費用更低的路面結(jié)構(gòu),該技術(shù)科學(xué)地解決了路面建設(shè)先期投資與長期使用性能、長遠經(jīng)濟利益的矛盾。

2 施工技術(shù)質(zhì)量控制

2.1 工程概況

順密路是連接北京市順義區(qū)與密云縣的干線公路，南起順平路，北止密云縣城關(guān)鎮(zhèn)，道路全長33.31 km，順義區(qū)內(nèi)長27.7 km。本次設(shè)計起點K13+000，終點至K18+700，長5.7 km。道路等級為二級公路；由于K13+000～K14+000為重載路段，導(dǎo)致路面出現(xiàn)疲勞破損，影響了交通運輸?shù)陌踩瑸樘岣叩缆返氖褂媚晗蓿_保舒適性和安全性，將K13+000～K14+000長1 km設(shè)計為長壽命路面試驗段。

2.2 確定試驗段的目的

1)確定最佳的機械組合和施工組織；2)確定適宜的松鋪系數(shù)；3)確定合適的碾壓遍數(shù)和碾壓速度；4)確定合適的施工工藝流程。

2.3 技術(shù)培訓(xùn)

開工前對投入的管理人員9人、工人35人進行技術(shù)交底及培訓(xùn)。

2.4 材料準(zhǔn)備

2.4.1AC-25C(高模量瀝青混凝土，低標(biāo)號)

1)瀝青結(jié)合料。

瀝青結(jié)合料采用30號低標(biāo)號硬質(zhì)瀝青。

2)最佳油石比。

本次設(shè)計最佳油石比為4.3(%)、最佳油石比下馬歇爾試驗數(shù)據(jù)：理論最大相對密度為2.611，毛體積相對密度為2.533，空隙率為3.0%，VMA為12.4%，VFA為76.0%。

3)配合比設(shè)計結(jié)果。

石灰?guī)r級配組成：10 mm～30 mm 25%,15 mm～20 mm 10%,10 mm～15 mm 10%,5 mm～10 mm 20%,石屑10%，機制砂19%，礦粉6%。

4)瀝青混合料配合比驗證。

馬歇爾穩(wěn)定度為19.9 kN(技術(shù)要求≥15、試驗方法T0709)、流值為3.6 mm(技術(shù)要求實測、試驗方法T0709)、車轍試驗(60 ℃)動穩(wěn)定度為4 523次/mm(技術(shù)要求≥3 000、試驗方法T0719)、殘留馬歇爾穩(wěn)定度為95.8%(技術(shù)要求≥80、試驗方法T0709)、凍融劈裂殘留強度比為85.7%(技術(shù)要求≥75、試驗方法T0729)、低溫彎曲試驗(-10 ℃)破壞應(yīng)變?yōu)? 087 με(技術(shù)要求≥2 500、試驗方法T0715)、滲水系數(shù)為0 mL/min(技術(shù)要求≤120、試驗方法T0730)、抗壓回彈模量(20 ℃)為2 568 MPa(技術(shù)要求≥2 500、試驗方法T0713)。

2.4.2FL-13抗疲勞瀝青混合料(富瀝青抗疲勞層)

1)瀝青結(jié)合料。

瀝青結(jié)合料采用環(huán)保型橡膠瀝青。

2)最佳油石比。

本次設(shè)計最佳油石比OAC為5.6%、最佳油石比下馬歇爾試驗數(shù)據(jù)：理論最大相對密度為2.577、毛體積相對密度為2.498、空隙率為3.1%，VMA為15%，VFA為79.5%。

3)配合比設(shè)計。

石灰?guī)r級配組成：10 mm～30 mm 22%,15 mm～20 mm 28%、石屑12%、機制砂33%、礦粉5%。

4)瀝青混合料配合比驗證結(jié)果。

馬歇爾穩(wěn)定度為9.58 kN(技術(shù)要求≥15、試驗方法T0709)、流值為3.5 mm(技術(shù)要求實測、試驗方法T0709)、車轍試驗(60 ℃)動穩(wěn)定度為4 498次/mm(技術(shù)要求≥3 000、試驗方法T0719)、殘留馬歇爾穩(wěn)定度為98.2%(技術(shù)要求≥80、試驗方法T0709)、凍融劈裂殘留強度比為87.3%(技術(shù)要求≥75、試驗方法T0729)、低溫彎曲試驗(-10 ℃)破壞應(yīng)變?yōu)? 087 με(技術(shù)要求≥2 500、試驗方法T0715)、滲水系數(shù)為0 mL/min(技術(shù)要求≤120、試驗方法T0730)。

2.4.3AC-25C(高模量瀝青混凝土，外摻劑)

1)瀝青結(jié)合料、外摻劑。

瀝青結(jié)合料采用秦皇島70號道路石油瀝青。外摻劑為德國高強度瀝青混凝土改性添加劑DUROFLEX，添加量為礦料總量的0.6%。

2)最佳油石比。

油石比為3.9(%)、最佳油石比下馬歇爾試驗數(shù)據(jù)表：理論最大相對密度為2.573，毛體積相對密度為2.455，空隙率為4.6%，VMA為15.5%，VFA為70.6%，馬歇爾穩(wěn)定度為10.1 kN，流值為2.8 mm,馬氏模數(shù)為3.6 kN/mm。

3)配合比設(shè)計結(jié)果。

石灰?guī)r級配組成：10 mm～30 mm 19%,15 mm～20 mm 19%,10 mm～15 mm 12%,5 mm～10 mm 21%,機制砂23%,礦粉6%。

4)瀝青混合料目標(biāo)配合比驗證結(jié)果。

馬歇爾穩(wěn)定度為10.3 kN、流值為2.9 mm、車轍試驗(60 ℃)動穩(wěn)定度為3 865次/mm、殘留馬歇爾穩(wěn)定度為95.4%、凍融劈裂殘留強度比為84.1%、抗壓回彈模量(20 ℃)為3 526 MPa、滲水系數(shù)為52 mL/min。

2.4.4ARAC-13(橡膠瀝青結(jié)合料)

1)瀝青結(jié)合料。

瀝青結(jié)合料采用大興橡膠瀝青。

2)最佳油石比。

本次設(shè)計最佳油石比OAC為6.5%、最佳油石比下馬歇爾試驗數(shù)據(jù)表：理論最大相對密度為2.567，毛體積相對密度為2.464，空隙率為4.0%，VMA為15.8%，VFA為74.6%，馬歇爾穩(wěn)定度為10.1 kN，馬氏模數(shù)為3.1 kN/mm。

3)配合比設(shè)計結(jié)果。

石灰?guī)r級配組成：10 mm～15 mm 20%,5 mm～10 mm 55%、機制砂20%，礦粉5%。

4)瀝青混合料配合比驗證配合比驗證結(jié)果。

馬歇爾穩(wěn)定度(流值為3 mm)為9.0 kN、車轍試驗(60 ℃)動穩(wěn)定度為3 684.2次/mm、殘留馬歇爾穩(wěn)定度為86.5%、凍融劈裂殘留強度比為86.8%、低溫彎曲試驗(-10 ℃)破壞應(yīng)變?yōu)? 688 με、滲水系數(shù)為15 mL/min。

2.4.5ARAC-25(橡膠瀝青結(jié)合料)

1)瀝青結(jié)合料。

瀝青結(jié)合料采用大興橡膠瀝青。

2)最佳油石比。

本次設(shè)計最佳油石比OAC為5.0%、最佳油石比下馬歇爾試驗數(shù)據(jù)表：理論最大相對密度為2.590，毛體積相對密度為2.493，空隙率為3.7%，VMA為15.2%，VFA為75.4%，馬歇爾穩(wěn)定度為9.5 kN，馬氏模數(shù)為3.5 kN/mm。

本次設(shè)計最佳油石比OAC為5.0%。

3)配合比設(shè)計結(jié)果。

石灰?guī)r級配組成：10 mm～30 mm 24%，10 mm～15 mm 16%，10 mm～20 mm 18%，5 mm～10 mm 12%，機制砂24%，礦粉6%。

4)瀝青混合料配合比驗證。

配合比驗證結(jié)果為：馬歇爾穩(wěn)定度(流值為3 mm)為8.9 kN、車轍試驗(60 ℃)動穩(wěn)定度為3 841.5次/mm、殘留馬歇爾穩(wěn)定度為86.4%、凍融劈裂殘留強度比為88.6%、低溫彎曲試驗(-10 ℃)破壞應(yīng)變?yōu)? 028.7 με、滲水系數(shù)為24.4 mL/min。

2.5 長壽命路面現(xiàn)場施工質(zhì)量控制

2.5.1長壽命路面施工工藝流程

長壽命路面施工工藝流程見圖1。

2.5.2瀝青混合料運輸

采用自卸式卡車運輸，為保證混合料的溫度，盡量降低運輸過程中的熱量損失，車頂加蓋苫布。

2.5.3瀝青混合料攤鋪

本次試驗路攤鋪機械：福格勒2100攤鋪機2臺，采用了雙機梯隊作業(yè)形式，間距控制在10 m左右，以確保縱縫接順良好。經(jīng)過查閱資料和分析研究，決定松鋪系數(shù)采用下面層1.30，ARAC-13面層采用1.21，用硬質(zhì)墊木作為攤鋪起步基準(zhǔn)。

攤鋪采用慢起步，均加速的方式，在攤鋪的過程中，設(shè)專人進行厚度檢測，當(dāng)厚度出現(xiàn)異常時，及時調(diào)整攤鋪機進行厚度調(diào)整，保證厚度達到要求。

2.5.4瀝青混合料碾壓

現(xiàn)有經(jīng)驗并不是很多，在初期對碾壓溫度、速度和遍數(shù)進行了摸索。

底面層：初壓30 t膠輪壓路機3遍、復(fù)壓寶馬203振動壓路機振動2遍、終壓寶馬203振動壓路機振1遍、靜2遍。

面層：寶馬203振動壓路機靜1遍、振2遍、復(fù)壓30 t膠輪壓路機2遍、終壓寶馬203振動壓路機振1遍、靜2遍。

3 效果檢查

對施工完成的試驗路段進行了鉆芯取樣檢測，所取芯樣外觀完好，經(jīng)檢測，壓實度和厚度指標(biāo)全部滿足設(shè)計及規(guī)范要求。其他各項檢測指標(biāo)均滿足設(shè)計要求。

4 結(jié)語

順密路大修工程長壽命路面施工技術(shù)在其壽命周期內(nèi)，僅需要進行預(yù)防性養(yǎng)護，不需要破壞結(jié)構(gòu)進行維修，不僅可以節(jié)約大量資源，還可以減少大量廢料產(chǎn)生，而且養(yǎng)護作業(yè)對交通影響較小，符合“安全、環(huán)保、舒適、和諧、耐久”新理念，在今后的道路建設(shè)中值得我們借鑒。