LSPM柔性基层在京沪高速临沂段大修工程的应用

李敏冯元生

中图分类号：TU74文献标识码： A 文章编号：

(摘要）大粒径透水性沥青混合料（LSPM），具有高温稳定性、水稳定性、疲劳性能、渗透性能、抵抗反射裂缝能力等特性，尤其是作为柔性基层在山东高速公路大修与改建中应用广泛，文章从沥青大碎石性能，在本工程中此结构的优点，施工工艺几个方面，阐述了LSPM柔性基层的优越性能。

【关键词】LSPM柔性基层 结构优点施工工艺应用

LSPM flexible base in the Beijing-Shanghai high-speed Linyi overhaul paragraph engineering applications

Li Min

(Shandong provincial Commissioner of traffic engineering consulting company ShandongJi''nan 250014)

( Abstract ) of bitumen mixture ( LSPM ), high temperature stability, water stability, fatigue resistance, permeability, ability of resisting reflective cracking and other characteristics, especially as flexible base in the expressway of Shandong for overhaul and alterations in a wide range of applications, from the large stone asphalt performance, in this project the structure construction technology of the advantages, several aspects, elaborated the LSPM flexible base of superior performance.

[ Key words ] LSPM flexible base structural advantagesconstruction Applied

0引言

京沪高速自2001年全线建成通车后由于车流量大，重车多，交通任务繁重，出现路面车辙，裂缝，唧浆、表面局部松散、坑槽等病害，为保证通车质量，自04年起每年约30KM的速度进行大修。路面损坏状况调查和使用经验表明,渗入路面结构内的自由水,是造成或加速路面损坏的主要原因之一，而在路面内部设置排水层,可有效防止路面结构处于潮湿的工作状态,提高道路使用寿命。LSPM孔隙率在13%--18%，具有很强的排水能力，在06年大修工程实施中为改善和提高路面结构的排水性能，增加承载能力，同时防止反射裂缝对面层的影响，采用在旧路上处理过的半刚性基层上施工完封层后，加铺大粒径透水性沥青混合料（既LSPM）柔性基层LSPM-30作为排水层和补强层的方式，有效的提高了路面的水稳定性、强度、抗车辙能力、减少了反射裂缝。文章从LSPM的性能，此结构的优点，施工工艺等几个方面进行分析阐述，供同类工程参考。

1LSPM的性能

1.1高温稳定性

LSPM 为单一粒径骨架嵌挤型混合料，9.5mm 以上粗集料比例在 70% 左右，形成了完整的骨架嵌挤，而且采用改性沥青，大大提高了高温稳定性。有研究结果表明与传统的沥青混凝土（AC）相比，其抗车辙能力提高了 5～7 倍左右，车辙深度减少了 70％以上，因此可以有效解决重交通下高温车辙问题。

1.2水稳定性

沥青混合料在浸水条件下，由于沥青与矿料的粘附力降低，表现为混合料的整体力学强度降低。尤其对于 LSPM，由于孔隙较大（13%--18%），沥青用量少，矿料之间的接触点比普通沥青混合料少，更应该考虑水稳定性。在采用了较高粘度改性沥青后（如 MAC、SBS 改性沥青），能够形成较厚的沥青膜，可使沥青膜的厚度大于 12μm有效的保证了良好的水稳定性。

1.3抗疲劳性能

LSPM 为嵌挤型混合料，粗集料比例很大、沥青用量较低、空隙率较大，因此其疲劳性能要较密级配、密实型沥青混合料低，但与密级配沥青稳定碎石基层（ATB）疲劳性能相当。经验算 LSPM 层出现较大拉应力时，可采用以下两种方法改善结构抗疲劳性能： （1）精心进行路面结构组合设计，让 LSPM 层处于受压区域，基本上不出现拉应力； （2）在 LSPM 层下增设细粒式沥青混合料抗疲劳层。

1.4渗透性能

透水性能是评价透水性沥青混合料最为关键的指标，而设计空隙率13%--18%和具有较大连贯空隙的LSPM具有较强的排水功能，能迅速将渗入路面中的水排出。

1.5抗反射裂缝性能

LSPM 模量较低，，一般在 400～600MPa之间，是一种柔性混合料，而且空隙率较大，混合料中存在较大连通空隙，有助于消减裂缝尖端的应力集中，使其具有抑裂缝扩展的作用，因此其具有较强的抵抗反射裂缝的能力。

2．在本工程中运用LSPM柔性基层的优点

2.1 京沪高速临沂段重车多，时速慢，而且交通量较大，在行驶过程中需持荷载时间较长，就需要路面结构层有较强的抗变形能力，而采用改性沥青的LSPM具有较强的高温稳定性，具有良好的抵抗车辙能力，可以抵抗塑性和剪切变形，大大提高了路面的整体性能。

2.2水损害是路面损坏的主要原因之一，山东南部平均降达到雨量800mm以上，因此要求路面有较强的排水能力，而LSPM柔性基层设计空隙率13%--18%和具有较大连贯空隙，具有良好的水稳定性和渗透性能，可以有效防止水损害，延长道路使用寿命。

2.3京沪高速临沂段原路面路基层采用传统水泥稳定碎石半刚性基层，传统的半刚性基层不能避免收缩裂缝和反射裂缝，而LSPM柔性基层具有较大的粒径和较大的空隙，可以有效吸收来自底部半刚性基层的反射裂缝，具有较强的抗反射裂缝能力，加铺了LSPM柔性基层后，不仅合理利用了原有的基层的强度，而且可以解决半刚性基层收缩和反射裂缝问题。

2.4由于LSPM细集料用量少，粗集料之间相互嵌挤，形成强壮的骨架结构，可以提供足够的强度在本工程中用作补强层，提高了路面整体强度。

2.5由于大修工程是封闭施工，势必会影响正常车辆通行，采用LSPM柔性基层后与通常半刚性基层相比，提高了施工进度，避免了养护原因造成道路封闭时间过长，社会效益显著。同时提高了施工进度，减少了设备投入。

2.6在造价方面，LSPM大粒径集料的增多和矿粉用量的减少，可以减少比表面积，减少了沥青总用量，从而降低工程造价。另外LSPM为沥青稳定混合料，其集料回收利用方便，节约资源，减少环境污染，既经济又环保。

3 LSPM柔性基层的施工工艺

06年京沪高速公路临沂段大修工LSPM柔性基层施工工艺，由基层挖补、热沥青下封层、生产配合比设计、试验段铺筑和大面积施工和五部分组成。

3.1基层挖补

旧路挖补采用先将原路面三层沥青层铣刨，后调查基层损坏情况，根据现场调查，对基层损坏路段采用铣刨机进行铣刨，铣刨后采用原结构恢复。3.2 下封层施工下承层须整洁、干燥、无浮灰、无夹层。下封层洒布采用进口优质AH-70#热沥青，用量为1.6kg/m2，然后再撒布一层0.5cm厚经沥青拌和站加热除尘预拌的(掺加0.4%的沥青)石灰岩洁净石屑(粒径为0.5cm)。

3.3生产配合比设计

本工程生产配合比委托山东交通科研所设计，在提出目标配合比的情况下，根据现场原材料按照目标配合比进行级配调试。级配调试根据目标配合比的合成级配，按照拌合站热料仓的筛分结果调试一个使用级配；用目标配合比确定的沥青用量和该用量上下浮动0.3%，共三个沥青含量进行拌合，取样做抽提和马歇尔试验。（目标配合比和生产配合比见表1表2）

3.4 试验路段铺筑 3.4.1试验段内容

试验路段的长度156米，地点位于青坨收费站以南1KM处，对应桩号K131+127-K131+283，上海方向。试验路段铺筑分试拌、试铺2个阶段，进行了以下试验内容：验证了施工工艺流程，确定了关键指标标准，针对各项试验内容提出试验总结报告，作为施工指导依据指导施工。

通过对铺筑的试验段进行钻芯取样实验，孔隙率分别为16.7%、16.9%、17.4%、16.2%，符合（公路沥青路面设计规范）13-18%的要求，压实度分别为98.9、98.2、98.4、98.5（见表三），代表值98.6符合规范及设计要求。得出本实验段的配合比设计、施工方案、机械配套组合、施工工艺满足施工要求，具备大面积施工条件。

3.5大面积施工3.5.1 沥青混合料的拌和拌合前须进行二次筛分，拌合时集料应充分烘干。集料加热温度控制在190℃-220℃，沥青加热温度不大于175℃，应充分拌合，保证生产的沥青混合料均匀一致，无花白，无团结块，出场温度控制在170℃-185℃，温度超过195℃应予以废弃，杜绝不合格料进入施工现场。

3.5.2运输

混合料运输应保证最大限度的连续施工，宜采用较大吨位运料车运输，运输过程中，不得急刹车、急弯掉头，造成封层、透层的损伤。在运输过程中采取保温，防雨措施，并且在车厢底板和四周涂刷防粘剂。混合料到现场的温度控制在170℃。

3.5.3摊铺

根据路面设计宽度，投入国产ABG-423型沥青摊铺机2台，前后相隔5-10米呈阶梯队列摊铺，并配备非接触式平衡梁，以控制平整度。

3.5.5碾压

碾压分初压、复压、终压三个阶段进行,采用三台DD130型双钢轮振动壓路机和一台胶轮压路机组合方式完成碾压工作。

3.5.6 养生

路面压实完成后，实行交通管制，冷却之前不得开放交通。

4结语：

通过对通车近及年来的情况来看，采用大粒径沥青混合料作为柔性基层，从技术上讲是可行的，并且是可以起到补强、排水、消能防裂作用的，为以半刚性基层沥青路面为主的高速公路改造提供了一种新的方法。

参考文献：[1]大粒径透水性沥青混合料柔性基层设计与施工指南[R] 山东省交通厅 公路局2005

[2] 王松跟 房建国 王林 马世杰，大碎石沥青混合料柔性基层在路面补强中的应用研究[J]，中国公路学报 2004 17（3）

[3] JTGD50-2006公路沥青路面设计规范[S]

[4] JTGF40-2004公路沥青路面施工技术规范[S].

[5] JTJ052-2000公路工程沥青与沥青混合料试验规程[S]

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。