舊瀝青路面材料在公路設計中的應用

張亞男

摘要：瀝青是一種高分子化合物，隨著使用時間的增加，會發生老化現象，但此種老化現象并非物理性質的老化，而是瀝青的化學成分發生了一定的變化，降低瀝青的黏結性，引發路面破損。如果恢復了瀝青的活性，就能實現瀝青的重復利用。目前，重復利用瀝青的主要方法是在舊瀝青路面材料中加入能使瀝青再生的催化劑，并進行熱處理，以恢復瀝青的化學性質。該方法能夠很好地應用于公路設計中，具有良好的推廣價值。因此，開展舊瀝青路面材料在公路設計工程中的應用分析尤為必要。

關鍵詞：舊瀝青路面材料;公路設計工程;應用

引言

瀝青路面在結構設計中，應該進行交通量的合理預測和分析，然后選擇最佳的施工材料、確定合理的配合比參數，能夠保證各項技術參數符合標準要求，能夠達到設計厚度的要求，且路面排水能夠與達到其他工程的應用標準。在公路結構設計中，首先應該計算確定在一個年度范圍內一個車道累計當量軸次和設計彎沉值參數。然后是以基土類型和干濕條件，并且需要明確回彈模量參數。然后就是確定合適的幾套方案，能夠明確厚度參數，最終選擇合適的施工材料進行配比試驗，最終能夠確定符合要求的設計技術參數，能夠達到公路的質量要求。

1、瀝青路面的交通荷載設計規范

計算參數中的交通量，可參照待建道路的可行性研究報告，綜合當地交通觀測站，或實地設置站點（改建道路）進行觀測;交通量年平均增長率，應根據公路等級和功能及經濟和交通發展，通過調查分析確定;方向系數和車道系數可通過交通量觀測（改建道路）或按照規范給定的參考值選取;車輛類型組成指2～11類車各自所占的比例，可通過實際調查（改建道路）或根據建設地當地經驗值與參考值選取。當量設計軸載累計作用次數的計算比設計交通荷載等級計算多出一項參數，即軸重組成。這是由于設計交通荷載等級只需統計車輛數量，而當量設計軸載累計作用次數則需要計算出每一類車的當量設計軸載換算系數，并且即使是同一類車，也會因為裝載量的不同導致實際軸重存在差異。規范中規定，對于改建道路，可以通過對原有道路調查，得出各類車軸型與軸重分布情況，據此作為設計軸載換算系數的參數;而對于新建道路，由于無法進行實際道路交通情況調查，故可通過不同類型車輛在滿載和非滿載情況下的當量設計軸載換算系數與滿載和非滿載車輛的比例相乘表示各類車的當量設計軸載換算系數。其中，滿載和非滿載時的當量設計軸載換算系數以及比例可按設計地當地經驗選取或按照規范給出的參考值選取。

2、舊瀝青混合料在公路設計中的應用

2.1設計過程中考慮排水工程的周期性

公路路基路面排水施工工程因其使用量大、使用時間長，工程的質量會出現各種各樣的問題。長時間的水泡、風蝕都會對公路路基路面排水工程造成極大的損壞。長時間的水流沖刷可能導致公路工程滲水，而當水滲透到灌溉工程內部結構中時，就會對工程造成極大的損害，嚴重影響到工程壽命，同時，人們往往對水流情況不重視，水流中含有大量泥沙，最終會阻塞渠道。而長時間的風蝕會對工程表面造成極大的損害，使公路路基路面排水工程表面保護層起皮脫落等。這些問題很難從根本上解決，但可以通過一系列措施對其進行有效緩解。在路基路面排水設計的過程中，相關人員應該考慮到排水工程的周期性，并在設計說明中進行注明，也需要運營單位加強平時對公路路基路面排水施工工程的監督，每1～2年就通過相應的施工團隊對其進行檢查。對于路基路面排水施工工程中的小問題，不能任其發展，要及時予以解決。

2.2抗剝落設計

在降雨較多的地區，如果將酸性集料作為粗集料，則不論石料和瀝青之間的黏附性能否達到相關要求，均需摻加一定量的水泥或消石灰，以增強抗剝落性能。此外，還可在混合料當中適當摻加抗剝落劑，確保水穩定性指標達到相關要求，從而防止水損害等現象的發生，延長路面的使用壽命。

2.3礦料的合成級配

現行規范提出了不同混合料的相應級配范圍，在使用中應注意級配線具體走向，不可單純走中值。特別是在潮濕且炎熱的地區，需參考同類工程經驗，采用骨架密級配并配合成S型集配曲線。對礦料級配實施設計時，應減少一定的粗骨料用量，并減少粒徑小于0.6mm的部分，對礦粉比例進行嚴格控制，增加中檔粗集料。該S形曲線為嵌擠骨架級配，其空隙率較小，能有效防止滲水，且高溫穩定性相對較好，在表面形成一定的構造深度。

2.4BIM在設計方面的應用

由于專業存在差異，不同的專業組在實際開展公路勘察設計工作的過程中，很難實現實時動態協同設計，各專業組之間存在過強的獨立性，無法將有效的協調工作進行深度落實，通過對BIM技術的應用，實現地形以及路線數字化平臺模型的構建，同時使得不同專業組能夠在平臺模型的基礎上開展實時動態協同設計，并且通過對BIM平臺數據的快速訪問以及BIM審核批準等功能的利用，使得分布式多領域設計的整體質量和效率得到有效提升。

3、舊瀝青混合料在公路設計中的應用策略

3.1乳化舊瀝青廠拌冷再生混合料的配合比設計

經過多年乳化舊瀝青廠拌冷再生的工程應用，普遍認為乳化舊瀝青廠拌冷再生原材料的檢測主要有：破碎篩分后RAP的級配、新集料的級配檢測，乳化舊瀝青、水泥、礦粉各指標檢測。乳化舊瀝青是由基質瀝青與乳化劑混合調制而成，基質瀝青的技術性能直接影響乳化舊瀝青的質量。在原材料的檢驗中要特別關注基質瀝青的跟蹤檢測。基質瀝青的檢測指標按照普通瀝青規范要求檢測。目前冷再生混合料的配合比設計采用馬歇爾法進行，根據《公路瀝青路面再生技術規范》（JTGF41-2008）中的級配范圍，選擇適合的工程設計級配范圍，確定再生混合料的摻配比例。通過擊實試驗，確定最大干密度和最佳含水量。采用馬歇爾法成型試件，通過檢測空隙率、劈裂強度、干濕劈裂強度比等指標，確定最佳乳化舊瀝青用量。然后檢驗配合比高溫穩定性和水穩定性，檢測是否符合設計及規范要求。劈裂強度是評價混合料性能的最重要指標之一，其大小直接決定了冷再生混合料的路用性能和使用壽命，施工過程中如果級配、乳化舊瀝青等發生變化，應該重點關注這一指標的變化。混合料配合比設計時要注意觀察乳化舊瀝青的化學活性和舊料的化學活性是否匹配，乳化舊瀝青和RAP料的配伍性能好，混合料拌和后裹覆均勻、無花白料、和易性好、不離析。

3.2材料的回收、加工

（1）材料回收。精準界定待修繕路段的覆蓋范圍，于周邊設置安全警示標志，減少外部因素對現場施工的干擾。以設計圖紙為準組織測量放線。全面清理路面的泥土、灰塵等不利于正常施工的雜物，待該處維持潔凈的狀態后用銑刨機處理，獲得舊瀝青路面材料。（2）材料加工。破碎是重點加工工序，可使用碎石機或打砂機完成。遇夏季高溫施工時段時，易受高溫影響出現破碎機口粘連材料的情況，此時較適宜的是向舊料中灑水降溫或向舊材料中摻入20%的新石料，確保經處理后的材料滿足級配要求。

結束語

舊瀝青路面材料在公路工程設計中的應用，能夠節約大量的瀝青、砂石等原材料，節省工程投資，同時有利于處理廢料，保護環境，因而具有顯著的經濟、社會、環境效益。

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