高速公路養護工程中利用環氧瀝青混合料提升瀝青路面抗車轍性能的研究

張彥

隨著交通運輸的快速發展，高速公路養護工程的重要性日益突顯。路面抗車轍性能作為高速公路養護的關鍵性指標，其性能的提升對于提高道路安全和延長道路使用壽命至關重要。然而，隨著交通流量的增加和車輛負荷的加大，瀝青路面逐漸面臨著由車轍引起的路面損壞問題。車轍不僅降低了路面的平整度和行車舒適性，還縮短了路面的使用壽命，增加了養護和維修的成本。為提高瀝青路面的抗車轍性能，本文展開了高速公路養護工程中利用環氧瀝青混合料提升瀝青路面抗車轍性能的研究，并通過測試實驗和數據分析，評估了環氧瀝青混合料對瀝青路面抗車轍性能的影響，以期為高速公路養護工程提供科學依據和技術支持，為改善路面質量和保障交通安全做出貢獻。

一、瀝青路面預處理

瀝青路面預處理是確保施工前路面清潔、平整和無損壞的關鍵步驟。首先，使用清掃機械或高壓水槍清理路面上的雜物、塵土和碎石，確保路面表面干凈。并使用噴射氣流或刷子等工具將裂縫和坑洞內的雜物清理干凈，確保修補材料能夠充分填補空隙。對于寬度在3～25mm之間的裂縫，將其最小修補深度設定為路面表面以下1.5倍的深度。對于坑洞而言，需要將其修補至比坑洞的深度多10%～20%的程度，并保持坑洞邊緣與周圍路面平齊。

施工前，使用風扇或其他干燥設備加速路面干燥。另外，采用涂覆界面處理劑進行界面處理，每平方米使用0.15～0.25L的界面處理劑，增強后續施工過程中混合料與原有路面的粘結性能，要求粘結強度大于0.3MPa即可。最后，對路面進行全面檢查和評估，并及時處理發現的問題，確保預處理工作的質量和效果。通過以上操作，為后續的混合料施工奠定良好的基礎，從而提高施工質量和路面性能。

二、環氧瀝青混合料制備

首先，準備所需的材料，包括環氧樹脂、聚酰胺固化劑、瀝青、骨料（礦料）、添加劑等，確保材料的質量符合要求。在混合料的制備過程中，嚴格按照配方要求進行材料的計量，確保混合料的配比準確。其中，環氧樹脂的配比為瀝青質量的3%～5%，聚酰胺固化劑的用量按環氧樹脂的質量比例計量，配比范圍為環氧樹脂質量的10%～20%。瀝青的用量需根據具體工程的要求和環氧瀝青混合料的性能需求而定，其配比范圍為環氧樹脂和聚酰胺固化劑總質量的70%～90%。骨料的配比范圍為混合料總質量的60%～80%，添加劑的用量則為混合料總質量的0.5%～3%。其次，在配制過程中，按照1份環氧樹脂配合0.2份聚酰胺固化劑的配比，準確稱量環氧樹脂和聚酰胺固化劑。將環氧樹脂和聚酰胺固化劑的溫度控制在20～30℃，并使用攪拌棒將其進行充分的攪拌混合，攪拌時間控制在5min以上，確保環氧樹脂和聚酰胺固化劑均勻混合，并形成環氧樹脂固化體系。

同時，對瀝青進行預處理，主要步驟包括加熱和攪拌。在加熱過程中，瀝青的加熱溫度為120～180℃，保持瀝青加熱均勻，避免過熱或過度煮沸。此外，使用清水沖洗或清潔劑，清洗攪拌機、攪拌鋼盆等混合設備，確保混合設備干凈無雜質。清洗完畢后，使用攪拌機或攪拌鋼盆進行瀝青的攪拌，攪拌時間為5～15min，攪拌速度為500～1500rpm。隨后，將環氧樹脂固化體系和骨料，逐步加入混合設備中與瀝青進行混合攪拌，設置攪拌時間在5～10min，調整攪拌速度為30～60r/min，控制混合溫度在100～130℃，使其充分混合，直至聚集或分層現象完全消失。根據工程需要，在混合過程中加入聚合物增黏劑、改性聚合物、膠粘劑等添加劑，從而改善混合料的抗車轍性能。混合料制備完成后，將其存儲在密封容器中，避免接觸水分和陽光直射，控制存儲溫度為20～30℃，以防止混合料的質量受到影響。至此，完成環氧瀝青混合料的制備。

三、混合料施工

混合料施工是瀝青路面抗車轍性能提升過程中的重要環節，其主要步驟包括瀝青混合料攤鋪以及瀝青路面基層接縫。在混合料施工的全流程中，施工人員均須遵循施工計劃和操作規程，確保施工過程的有序進行，避免臨時變動和隨意操作。在混合料施工過程中，及時清理混合料溢出、堆積和其他雜物，保持施工現場的清潔狀態，避免對施工質量造成影響。同時，確保全部施工人員穿戴安全帽、工作服、手套、護目鏡等施工防護裝備，保證施工人員的安全。

在攤鋪時，使用攤鋪機進行瀝青混合料的多機全幅攤鋪，將預熱的瀝青混合料均勻地鋪設在基層上，將每臺攤鋪機的攤鋪寬度控制在5m之內，控制瀝青混合料的溫度在100～130℃。攤鋪時，保持一定的速度和均勻的材料供應，攤鋪速度宜為2～6m/min，不可頻繁停頓或變換攤鋪速度，螺旋送料器兩側保持有不少于總高度2/3的瀝青混合料。根據施工計劃，在攤鋪層上均勻鋪設測量點，將測量點之間的間距設置為相等距離，距離為攤鋪層寬度的1/3～1/5，以代表整個攤鋪層的厚度、坡度。使用測厚儀器或激光測量設備，對攤鋪層的厚度進行測量，并進行攤鋪的瀝青混合料的厚度調整，控制厚度為20～50mm，且厚度固定后不得隨意調整。在攤鋪過程中，確保攤鋪層的排水斜度為1～3%，以防止水在路面上積聚和產生水損害。

在攤鋪作業完成后，由專業技術人員對高速公路的路面進行全面檢查。當發現較大的接縫時，在10cm左右的重疊位置進行熱接縫處理。在施工過程中，為避免降低路面強度，使接縫材料在加熱過程中保持均勻加熱，加熱溫度宜為160～180℃，避免局部過熱或過冷的情況發生。在鋪設接縫材料時，全程保持1.5～3m/min的鋪設速度，保證接縫材料的均勻分布。最后，根據《公路工程施工質量驗收規范》（GB50152）中的規范要求，驗收瀝青混合料的攤鋪密實度，并進行必要的調整和修正，控制密實度數值在97%～100%，以確保混合料的緊密程度達到規定范圍內的最佳值。

四、壓實處理

混合料施工完成后，立即使用振動壓路機以20～60Hz的振動頻率，對攤鋪層進行初期壓實。為達到更均勻的壓實效果，在攤鋪層上前后行駛，依次通過攤鋪區域，均勻覆蓋整個攤鋪層，注意避免急剎車、急轉彎或停頓。在壓實過程中，針對表面不平整、波浪等問題，調整壓路機參數或增加壓實次數進行修正。在初期壓實階段進行多次的壓實，壓實次數至少為3次。每次壓實時，壓路機至少通過攤鋪層2次，覆蓋率至少為90%，確保將攤鋪層與基層充分結合，排除空隙和氣泡，提高混合料的結合性能。

在初期壓實后進行最終壓實，首先使用高壓水槍清潔攤鋪層，并移除攤鋪層表面的雜物和積水，確保表面干凈。根據施工計劃和工程要求，在攤鋪層上標記或劃線，確定需要進行最終壓實的區域。使用雙鋼輪壓路機，保持振動頻率范圍為30～45Hz，開始最終壓實。最終壓實的過程中，保證每次壓實的覆蓋范圍有重疊，并注意保持壓路機的直線行進，避免曲線行進或轉向時產生不均勻的壓實效果。同時，在壓路機移動的過程中，在3～6km/h的范圍內，根據實際情況進行壓路機行駛速度的適時調整，避免因速度過快導致不均勻的壓實和攤鋪層損壞，或因速度過慢使密實度無法達到預期。根據需要，進行至少2～3次的壓實操作，每次壓實之間保持10～60min的時間間隔。在進行每次壓實之前，仔細觀察攤鋪層的狀態，檢查是否存在松散、凹陷或其他不良情況，并進行必要的修補和調整。

五、固化和養護

在壓實完成后，將攤鋪的混合料保持靜止，不進行任何施工活動。在固化期間，避免行走、施加額外的負荷或其他形式的擾動，以免影響固化效果。根據混合料厚度以及具體施工情況，確定靜置固化的時間，較薄的混合料層需要較短的靜置時間，而較厚的混合料層則需要更長的靜置時間，因此設置靜置時間范圍為24～72h。此外，在固化期間，控制環境溫度，保持固化過程中的溫度在10～30℃的范圍內。在低溫環境中，使用加熱棒或加熱器，將熱量直接傳遞給混合料表面或其周圍的區域，或在混合料周圍或下方鋪設保溫毯、保溫板等絕熱材料，以減少熱量的散失。

在施工后的早期階段，使用噴水車或噴水裝置對混合料表面進行噴灑，每天噴水1～2次，注意噴水均勻、覆蓋全面，避免過度噴水導致路面受到集中沖刷。同時，在瀝青路面上覆蓋濕潤布或濕潤紙，濕潤材料的厚度在2～5mm之間，使濕潤材料覆蓋均勻、緊密貼合混合料表面，避免材料的移位或空隙。此外，在濕潤養護期間，采取遮陽網、遮風墻或搭建臨時遮陽棚等措施，避免混合料暴露在強陽光下和強風的環境中，保持適宜的溫度和濕度。

在養護處理期間，根據路面承載能力和施工需要，對施工區域進行路段封閉或交通分流，限制重型車輛或特定車輛類型的通行，并設置路面標線等臨時交通標識，引導車輛繞行，降低車輛通行速度以減少對路面的負荷。最后，定期檢查路面的狀況，保證平整度的高低偏差在5mm以內。如發現問題，及時進行修補和維護，確保瀝青路面具備良好的抗車轍性能。

六、測試實驗

1.實驗準備

某高速公路路面養護工程項目的起止樁號為K27+800～K42+400，試驗路段選取樁號為K30+200～K35+800，全長為5.6km。在選定的試驗路段上，每隔500m設置一個測試點，按照起止樁號劃分測試點，共設置11個測試點。實驗過程中，首先準備測試所需的設備，具體型號如表1所示：

表1 測試設備型號

2.實驗結果

采用《公路路基路面現場測試規程》（JTG 3450—2019）的相關檢測方法及標準，針對試驗段各項路用性能進行檢測評估。利用環氧瀝青混合料提升瀝青路面抗車轍性能的實驗結果如表2所示：

表2 利用環氧瀝青混合料提升瀝青路面抗車轍性能的實驗結果

根據表2可知，試驗段路面施工完成后，左、右道路面的壓實度均保持在98.5%以上，平整度均低于1.0mm，彎沉值均未超過13（0.1mm），且滲水系數、構造深度等各項檢測指標均滿足《公路路基路面現場測試規程》（JTG 3450—2019）的規范要求。利用環氧瀝青混合料進行路面施工后，左、右道路面的LA車轍深度均未超過1.2mm，表明試驗段的高速公路路面抗車轍能力較為良好。

七、結束語

綜上所述，環氧瀝青混合料具備高強度、耐磨性、抗老化性和粘結性等特點，將其應用于高速公路養護，能夠有效抵御車輛負荷對路面的影響，在提升瀝青路面抗車轍性能方面具有顯著的優勢。本文基于瀝青路面預處理、環氧瀝青混合料制備、混合料施工、壓實處理、固化和養護的步驟，為高速公路養護工程提供了可行的改進方案，并強調了養護工程中的技術要點，包括適當的施工溫度控制、壓實過程的合理調整等，以確保養護效果的最大化。最后，通過對實際路段開展測試試驗，深入分析了環氧瀝青混合料在路面層的應用對路面抗車轍性能的影響，驗證了環氧瀝青混合料的應用可行性，以期進一步促進高速公路養護工程的發展。