大间隙率沥青复合料抗车辙半柔性路面施工技术研究

陈 啸,赖见林

（赣州创新公路开发有限责任公司,江西 赣州 341000）

0 引言

大间隙率沥青复合料抗车辙半柔性路面是指在大间隙率沥青复合料中，灌注含有特殊组分的水泥浆料所构成的功能性路面，该路面在易着色、耐热、耐酸、耐油、水稳定、半柔性、抗车辙等方面具有良好的性能。道路病害调查分析显示，在交通量和重载居高不下的交通状态下、车辙病害越发严重和普遍。车辙病害影响路面质量，威胁公路使用安全。车辙病害中，失稳型车辙居多。在强化路面结构稳定性和抗车辙性能上，大间隙率沥青复合料半柔性路面技术应用越来越广泛。该文以某工程为例，在旧路面改造时铺筑沥青复合料路面工程中应用该技术。该文从半柔性结构设计、适应性技术和现场施工技术等方面，阐述大间隙率沥青复合料抗车辙半柔性路面施工技术，为在同类路面施工工程应用提供技术参考。

1 路面半柔性结构设计

旧路改造抗车辙半柔性路面设计应因地制宜，若旧路面基础层已经损坏或松动，则需要对基础层进行部分或者全部刨铣，重新铺摊以后，再铺筑新面层。某旧路面改造工程，就是在刨铣旧路基础上采取抗车辙半柔性路面结构设计。具体设计为：在刨铣旧路面面层基础上，新路面结构设计为：SFP-13材料面层5～7 cm+沥青黏层油+高模量AC-20沥青混凝土结构层5～7 cm+沥青黏层油+经过刨铣的旧路基础层[1]。

（1）SFP-13材料面层。采取高黏度SBS改性沥青，构成25～30%的大间隙率沥青复合料结构层，加入专用半柔性JGM-301注浆料，增强路面承载力、抗剪强度、抗车辙、抗水害及耐久性。

（2）高模量AC-20沥青混凝土结构层。采取AC-20致密型复合料，掺入普通70#重交沥青和高模量改性剂。高模量AC-20沥青混凝土结构层与半柔性路面层配合，可以有效增强沥青路面的抗车辙性能。

（3）层间配涂乳化沥青黏层油。黏层油能够提高层间的黏结性，强化关键层的层间黏结，也有助于增强整个路面结构的强度和应用持久性。

2 适应性技术要求

在旧路基础上铺筑抗车辙半柔性路面的施工过程主要包括：对原路面进行刨铣和清理、铺设大间隙基体沥青复合料、封边处置、制作水泥浆液及泵送灌注、抹面处置和养护。

在整个抗车辙半柔性路面施工过程中，半柔性路面灌注浆施工十分关键，是整个施工过程的最后环节，该过程的施工质量对路面最终外观和整个施工质量的影响极大。半柔性路面注浆施工包括注浆材料的调拌、封边、注灌、抹面等工序。由于传统半柔性路面注浆施工缺乏成熟的施工装备和技术，因此应优选适用于半柔性路面作业的制浆装备、封边技术、注浆施工技术、抹面工具等，以提高半柔性路面施工效率，保证整个路面施工质量。

2.1 调拌设备

因半柔性路面施工中的注浆料须具有高渗透性、高流动性，但不可以泌水离析，所以对拌料装备要求较高。在拌料准备配置上，借鉴土建领域注浆施工经验，尝试将灌浆车和移动砂浆调拌机引入该工程。高模量半柔性SFP-13材料路面施工，对铺筑速率和质量均要求严格，有必要配备计量准确、自动控制和拌和效率高的制浆装备。

砂浆调拌车拥有诸多技术优势，如挂车运输方便、场地转换便捷、测量准确、操作简单、吨袋进料、扬尘污染控制较好。砂浆调拌车的单次砂浆产量需要达到450 L标准，才能达到400 m2/h高模量半柔性路面铺筑施工供料需要。高模量半柔性路面所需制浆效率一般比普通工程制浆提高3倍，可见配备高制浆效率设备的重要性。

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2.2 封边技术

半柔性路面施工所用注浆材料呈黑色，注浆时黑浆会污染道牙石及相邻路面，特别是坡率大路面，污染可能性更大。不设计封边处治情况下，为避免水泥浆流失和污染，也必须花费相当多人力围挡处理浆液污染。为便于注浆施工，保护道牙石等沥青路面不受到污染，做好封边施工设计很有必要。

案例工程采取组合封边设计，施工具体方法为：在大间隙沥青复合料降温过程中，应用吹扫装备，对周围路面进行清扫，之后将双面胶粘贴在道路边缘，压好双面胶后，轻轻撕下隔离纸，再将轻质发泡条紧贴在双面胶的中间，并在发泡胶条上盖上一层薄膜，薄膜的两边都贴在双面胶上。此方法封边不仅可以避免水泥浆外流，防止对附近路面和道牙石造成污染，还可以方便后续的注浆抹面施工。

在后续的注浆抹面施工过程中，要求施工人员要穿专用的雨靴进入现场，进入现场鞋子必须干净。如果水泥浆污染到保护区外的路牙等设施，应立刻用抹布和清水擦洗。如果已经凝固，可以用钢丝刷将其清理。在组合方式中，所有材料共同起到黏合、阻挡和保护的效果。在路面不很潮湿的状态下，有效注浆封闭率可达90%以上，这种方法在施工前期及后期处理过程中会稍微复杂一些，但是其封边效率高，极大提高了路面的美观度和注浆饱满度[2]。

2.3 注浆工艺

注浆技术对施工效率与质量的影响很大。在半柔性路面试验段施工过程中，泵送注浆法优势突出，原因总结如下：

（1）泵送注浆法无需牵引制浆装备在施工路面上行驶，可防止车轮损坏影响路面外观。特别是对于施工时间比较短的区段，在路面温度难以快速降低到交通开放温度（50 ℃）时，泵送注浆施工优势显著。

（2）泵送注浆工艺流程比较简单，在注浆过程中的效率大于牵引装备注浆。此外泵送注浆可缩短大间隙沥青混凝土摊铺碾压后的注浆等待时间，进而使从刨铣到通车的整体施工效率高，工期短。

2.4 抹面工具

抹面是路面施工的一个重要环节，抹面事关路面结构深度和路面外观。抹面分为手工抹面和机械抹面两种形式。手工抹面使用毛刷耙，毛刷耙是一种应用较多的抹面工具，能使路面结构深、无浮浆、纹理清晰、防滑性好、颜色均匀。机械抹面是借助刮浆机械，比较而言，刮浆机更便于抹面操作和质量控制。半自动刮浆机可以调节振动频率，操作刮浆时只需用力即可轻松向前移动。其优点是刮浆效果好、操作简便、比固定刮板刮浆更灵活。机械刮浆的效果受人员操作水平的影响较小。半自动刮浆装备与人工刮浆相结合，可实现刮浆后基本无浮浆，施工深度可控制在0.70～1.00 mm。

3 半柔性路面现场施工技术要点

旧路改造半柔性路面施工过程主要包括：待改建路面的刨铣、大间隙基体沥青复合料的铺装、水泥基浆料的制作和灌注、路面刮浆、养护和开放交通等主要技术环节。

3.1 待施工路面处理

旧路改造半柔性路面施工，待施工路面需要进行刨铣处理。刨铣路面必须控制刨铣深度，刨铣深度满足设计需要即可，不要超设计深度刨铣。超深度刨铣除增加工程量以外，还可能造成基础层扰动，影响新路面稳定性。刨铣后路面应清理干净，不得有松散的粉粒剥落料，与路面其余部分的界面应仔细清理干净。如果基础层出现严重病害，须重新处理，如果发现裂缝，应在基础层上配置抗裂贴。

3.2 喷洒透层油、黏层油

新建项目应按公路施工规范对基础层上面喷洒透层油。改造项目在基础层和面层之间喷洒乳化沥青黏层油。半刚性基础层沥青黏层油喷洒量建议标准0.70～1.20 L/m2，面层间为0.40～0.70 L/m2，与道牙石、路面交界处的喷洒量应适当增加至大约1.5 L/m2[3]。

3.3 沥青复合料铺筑与碾压

大间隙基体沥青路面的施工过程主要包括基体沥青制拌、运输、铺摊和压实成型。其中沥青复合料制拌、运输和铺摊可参考排水沥青路面的工程标准进行，复合料松铺系数一般控制在1.1～1.18。

碾压施工时，首先用12 t钢轮压路机对新老路面搭接区域或与路边石交界区域进行振动碾压，碾压3次左右，再对除搭接区域以外的铺摊新路面，用12 t钢轮压路机采用静压法碾压，总碾压次数为7～9次，碾压轮重叠为轮宽的1/3～1/2。压路机应缓慢匀速进行碾压，建议初压速率为1.50～2.50 km/h，初碾压两遍。建议复压速率2.5～3.5 km/h，碾压3～4遍。建议终压速率3.50～6 km/h，碾压2～3遍[4-5]。

大间隙沥青复合料的压实要求见表1。要求平整度试验最大值≤10 mm，平均值≤5 mm，压实度控制在≥97%。平整度不符合要求的，应重新用静态碾压，直到符合要求。

表1 沥青复合料成型压实要求

沥青施工温度经现场试验决定，施工温度控制范围见表2[6]。

表2 沥青复合料施工温度控制范围

材料配比及施工质量对路面功能影响很大，尤其影响含油量和压实质量。如果基体沥青含油量不足，则较难获得所需的嵌挤效果，水泥浆的后续灌浆也很困难，会降低路面的强度。如果基体沥青含油量高，容易造成多余的游离沥青灌入裂缝，水泥浆较难进入，并且工程机械的压实程度对水泥浆的注浆也有很大的影响。因此，基体沥青的配比、质量和施工质量都是影响整体质量的关键。

3.4 水泥基灌注浆材料的制作与灌注

应用专业制浆车，现场制备水泥胶浆，并在到达现场前，将干灌浆料提前加入储料仓，现场调拌都是在装备内部密闭空间进行，不会造成粉尘污染。其加料工序为：开启搅拌，边加水边加入干粉注浆料，都加完以后高速调拌0.5～2.0 min，制成浆料。注浆料的技术参数和功效要求具体见表3所示。浆料的起始流动度应在10～14 s内，30 min的流动度应在10～16 s内。由于混合后的水泥浆时间越长，流动性相对越差，对注浆效果影响很大，因此混合后的浆料应在最短时间内进行灌注[7]。

表3 水泥浆料的功效参数

只有在沥青复合料温度降至＜50 ℃时，才能进行注浆作业。施工时，将配制好的水泥砂浆泵送至大间隙的沥青路面上，浆料可通过重力自流平渗入。浆液泵送至沥青复合料表面后，需保持浆液自流平透渗时间≥15 s[8]，等到浆液无下渗冒泡现象为止，方可开始后续的刮浆作业。如果路面有一定的坡率，需要将水泥浆自下而上撒铺，以免浆液流动速率过快造成渗入效果不佳。

3.5 刮面处理

注浆结束以后，应使用半自动刮浆装备和人工毛刷清除多余的水泥砂浆，且最好露出基体沥青复合料的凸凹不平表面，以防水泥砂浆残留在表面，使路面的抗滑性能降低。

3.6 养护与开放交通

如果施工处于春、秋、冬季节，半柔性路面可以不需特别养护，但是在夏季施工，因为天气高温，特别是高于30 ℃，水泥浆初步硬化后，需要少量洒水并开展养护。养护时间具体由水泥浆材料与施工温度决定。一般注浆后1～3 h即可开放交通。养护期间，要严禁任何车辆和人员通行，尽可能避免在雨水天气条件下施工。

4 结语

综上所述，该文对大间隙率沥青复合料抗车辙半柔性路面施工技术进行了深入研究，重点从适合大间隙率沥青复合料半柔性路面施工的调拌装备、封边技术、注浆工艺、抹面工具等适应性技术要求，及半柔性路面现场施工技术要点两方面做深入阐述。实践证明，大间隙率沥青复合料半柔性路面具有较强的稳定性及抗车辙性能。