半柔性路面在高速公路长大上坡路段养护中的应用

1、半柔性路面在高速公路长大上坡路段养护中的应用2010-01-07养护与管理颜昌清我国已建或在建的山区高速公路里程逐年增长，其中长大上坡路段往往是病害多发位置。就沥青路面来说，长大上坡路段车辙和油污损害两类病害易出现。车辙根据严重程度不同采用微表处填充、薄层罩面、铣刨回填高模量沥青砼等措施处理；车辆漏油造成的油污损害多表现为连续密集的小坑槽，一般需要铣刨或局部挖补；以目前的处理手段，两类病害仍易反复。为探索适用于高温多雨及特重交通下长大上坡抗车辙、抗油污的养护方法，在京珠北高速公路上修筑了约130m的半柔性路面试验段。 京珠北高速公路于2003年3月建成通车，为双向四车道沥青砼路面。作为进出广东

2、的主要通道，存在交通量大，交通组成以货车为主；路段超载货车较多，路面整体结构承载能力要求较高；有十几公里长大纵坡，长大上坡路段车辙、车辆油污损害多发等特点。因此，该项目养护施工难度较大，且存在病害反复出现，特别是油污损害。09年6月3日-6月5日，在京珠北云岩服务区南行入口匝道实施砂浆半柔性路面试验段。试验段经7、8月高温多雨季和11月雨雪低温天气，目前使用效果较好，未出现病害。 一、半柔性路面材料要求及施工技术 半柔性路面由多孔隙沥青混凝土及水泥砂浆(含硅灰)所组成，即将水泥砂浆填充在开级配沥青混凝土的孔隙中。开级配沥青混凝土包含粗集料、沥青、填充料及木质纤维，沥青混凝土配比中粗集料约占91

3、.2? 92.2%、沥青占3.6?4.6%、填充料占4.0%、木质纤维占0.2%的总重。空隙率约25?30% ，其比重较一般沥青混凝土为轻，大约在1850kg/m3左右。水泥砂浆由特殊水泥粉末、掺料、强塑剂及水拌合而成。 （一）开级配沥青砼铺筑及技术要求 1.开级配沥青砼铺筑 开级配沥青砼空隙率控制在25%?30%，经试制确定级配。 （1）用常规摊铺机来铺设一个压实厚度为50mm的开级沥青层。开级沥青与改性聚合沥青的最适宜铺设温度是140?160。在温度冷却至110前必须完成全部的碾压工作。 （2）若有横向接缝存在，逐渐倾斜铺设足够长度的常规沥青预混料来收尾，从接缝处开始铺设，使用切割机来切出

4、横向接缝，在清除掉多余的预混料后才开始接铺开级沥青层。 （3）让开级沥青有2?3小时的冷却时间。 2.开级配沥青混合料的要求 （1）开级配沥青砼成分 开级配沥青砼成分比例 （2）孔隙比必须保持在25%?30%之间（马歇尔冲压2×50次）。 （3）磨损损失值，按照Cantabro测试方法，不得超过25%。 （4）流失值不得超过0.3%。 （5）已混合的骨料和填料的级配 （二）砂浆浇注及技术要求 1.砂浆混合及质量要求 开级配沥青层施工完成后，采用持续混合机来混合砂浆和清水（大约每25kg干粉混合4.8kg清水），制备砂浆。(下图：砂浆搅拌设备） 对于砂浆，准备至少6个任意的高强度高粘性

5、胶粉样品，体积分别为100mm×100mm×100mm做综合强度测试（7天和28天）。要求如下：综 合强度（MS26） 7天 最小55MN/m2 28天 最小80MN/m2 密度（MS26） 2150kg/m3 凝结时间（MS522） 68小时 流动时间（一升的标准测量值）最少10秒、最多18秒 W/C 比 0.160.22 2.砂浆的浇注及质量要求 砂浆混合好后，将其通过软管浇注在开级配沥青砼上，让其自由渗透进空隙中，凝结后并形成半柔性路面结构。 对于已完成的半柔性路面有如下质量要求：综合强度（MS26）7天 最小5MN/m2 28天 最小7MN/m2 抗滑性能，PSRT

6、(BS8204：Part 5:1994) 最小45 纹理深度，Sand Patch 测试（BS 598:Part 105:1990）0.5mm1.2mm。 二、试验段施工及效果评述 试验段选择在京珠北高速云岩服务区南行入口匝道，该服务区位于16km长连续纵坡坡顶，进入车辆多为货车，交通量大。匝道原路面为沥青砼路面，沥青砼层厚约10cm，下设36cm水稳基层，全长130m，纵坡约4%。经5年运营使用，路面已出现严重的车辙、坑槽、沉陷、龟裂等病害。 （一）试验段施工 试验段施工次序依次为：铣刨10cm原路面、处理病害铺筑5cmFAC-20沥青砼下面层铺筑5cm开级配沥青砼上面层浇注砂浆。 1.原匝

7、道路面处理 试验段铺筑之前，先铣刨原路面约10cm，铣刨后对下层病害进行处理。路面铣刨及病害处理完成后，先行铺筑5cmFAC-20沥青砼并施工乳化沥青粘层。乳化沥青使用量大约为300g/m2?500g/m2，主要是防止下阶段施工砂浆时砂浆往下渗透。 2.浇筑砂浆 开级配沥青层施工完成后，采用持续混合机制备砂浆。砂浆混合好后，将其通过软管浇注在开级配沥青砼上，让其自由渗透进空隙中，凝结后并形成半柔性路面结构。130m试验段砂浆浇注时间约为4个小时。 为了保证砂浆浇注后的路面抗滑能力满足要求，试验段采用两种方法提高表面抗滑性能： 一是在砂浆充分渗透后在表面撒沙，待凝结后扫去多余沙粒； 二是在砂浆充

8、分渗透后采用硬质扫帚刮去开级配沥青砼表面填充的部分砂浆，保证构造深度。 （二） 试验段效果评述 1.开放通车及取芯 本次试验段在砂浆浇注完成后约12个小时开放通车。 开放通车2天后，由于砂浆干缩，试验段局部路面表面出现细微不规则裂纹，但未见裂纹发展。另外，在砂浆浇注完成后进行了钻芯取样，芯样显示开级配沥青层与其下的FAC-20沥青层粘结紧密，开级配沥青层中砂浆渗透较充分，基本上完全填充了空隙。 2.效果评述 京珠北高速现有交通构成中以大、中型车为主，长上坡汽车尾气、漏油现象严重，极易造成沥青路面油污损害。经历七、八两个月的高温、雨季，北行K58+000K60+700、K49+000K51+00

9、0和南行K38+000K40+000、K56+000K58+000等路段由于车辆油污加之雨水，造成连续密集小坑槽；超车道位置出现510mm的轻微车辙。半柔性路面试验段使用状况良好。 从以上对比图片可见，沥青路面在油污作用下，沥青与集料剥离，表面形成松散，尔后在雨水冲刷和车轮作用下迅速形成连续密集坑槽。半柔性路面由于砂浆的填充致密，油污存留表面，无法渗入造成破坏。雨季通车两个月后路况完好，开放通车初出现的表面细微不规则裂纹仍然存在，但未见发展。 （三）试验段总结 下一步将对芯样进行相关强度试验，并在现场对路面进行结构强度、抗滑、渗水等相关检测，取得试验数据后进一步完善该报告。 就目前试验段施工情况来说，总结如下： 1.如即将进行铺设的路段存在病害，例如路面、基层、地基层、路基等存在问题，必须进行处理或修复。并在铺设半柔性路面前，下承层应平整。 2.通过乳化沥青粘层等措施来密封表面，防止砂浆往下继续渗透。 3.开级配沥青砼层的空隙率应严格控制在25%30%之间，小于25%则可能造成砂浆渗透不充分，超过30%则造