总496期
2019年第10期（4月 上）
耐久性高模量沥青混合料在
高速公路中的应用
白小伟
（石家庄市公路桥梁建设集团，河北 石家庄 050000）
摘要：首先分析了耐久性高模量混合料技术优势，提出选材要点，结合实际工程阐述其施工工艺，对其应用效果进行检测分析。结果表明：采用耐久性高模量混合料铺筑的路面渗水系数及构造深度均满足规范要求，路面使用性能优良，车辙深度均值为3.2mm，抗车辙性能较好。
关键词：沥青路面；耐久性；高模量；施工工艺中图分类号：U414
文献标识码：B
分，在混合料中形成网状结构，起到加筋作用；三是改性剂作为颗粒材料可混合料成型过程中以薄膜形状嵌挤到混合料的空隙中，增加集料间相互作用，提高混合料整体性[3]。本工程采用国产路宝牌高模量改性剂，其技术指标见表1。
表1 高模量改性剂技术指标
项目成分外观拉伸强度/MPa25℃密度/g•cm-3
熔点/℃熔融指数/g•10min-1
粒径/mm
结果改性PE/PP灰黑色18～200.94～0.97130～1506～10≤4
0 引言
沥青路面由于其具有良好的行车舒适性，优异的行车舒适性，在我国高等级公路中得到广泛应用并保持85%以上的占有率。但随着道路运输朝大流量，重交通，渠化交通的方向发展，沥青路面难以抵抗高温及重轴载的双重考验，在车辆荷载作用下产生较大剪切变形、压缩变形而形成车辙损害。车辙产生后会导致路面结构层变薄，进一步引起路面开裂、剥落坑槽等病害[1]。因此如何解决高温车辙问题，已经成为道路行业的焦点问题。
耐久性高模量沥青混合料是一种有效克服或减缓沥青路面高温车辙产生，延长道路使用寿命的混合料。耐久性高模量沥青混合料生产工艺有采用低标号高稠度硬质沥青作为黏结剂或是外掺高模量改性剂两种。采用低标高沥青生产的沥青混合料具有优良的抗车辙性能，但其低温性能较差，外掺高模量改性剂生产的沥青混合料既可提高路面劲度模量，有效抵抗变形的能力，又能兼顾改善路面低温性能[2]。
2.2 沥青
沥青作为混合料的黏结剂，其品质直接决定混合料能够在高低温等环境中及轴载作用下保持自身不产生破坏。根据工程经验，重交通高等级公路宜采用针入度较低的沥青，但同时要兼顾其低温性能。本工程选用SBS改性沥青，参考《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTGE20-2011）对其技术指标检测结果如表2。
表2 SBS改性沥青技术指标检测结果
检测指标软化点/℃/针入度/0.1mm15℃密度/g•cm-3延度/min•cm
-1
1 工程概况
某高速公路于2013年建成通车运营，路面结构为上面层4cm SBS改性沥青SMA+中面层6cm AC-20SBS改性沥青混合料+下面层10cm AC-25沥青混合料。由于公路交通量日益增大，重交通多，渠化交通严重，该高速公路通车不到4年便出现明显车辙病害，严重影响行车舒适性和行车安全。经研究决定，将路面铣刨至基层并采用高模量沥青混合料重新进行铺筑，用以解决该高速公路车辙病害。
检测结果88.372.61.04366.797—0.044778.5
技术标准≥65≥50实测≥20≥70≤2≤1.0≥15≥60
试验方法T0606T0604T0603T0605T0625T0663T0610T0605T0604
2 原材料
2.1 高模量改性剂
高模量改性剂改善沥青混合料路用性能的原理有三个方面：一是改性剂中的高分子聚合物在混合料拌和时的高温条件下融化并与沥青黏结剂混融，提高沥青的软化点，降低沥青黏结剂的温度敏感性，二是改性剂中的纤维成
弹性恢复/%旋转黏度/Pa.s
旋转薄膜加热试验残留物163℃，75min
质量损失/%延度/cm针入度比/%
收稿日期：2019-01-18
作者简介：白小伟（1986—），男，助理工程师，主要研究方向为公路工程。
1362.3 集料
不同粒径的集料在混合料中承担着不同作用。粗集料在混合料中形成骨架，承受绝大部分行车荷载，粗集料不仅要求具有较高的抗压强度，性状规则无针片状石料，同时应要与沥青有较好的黏结力；细集料混合料中能够填充粗集料之间空隙，提高混合料的密实度，同时与沥青形成沥青胶浆，细集料应具有良好的颗粒形状、洁净无杂质无风化。本工程集料均采用黑龙江产的石灰岩，其各项性能指标检测结果见表3。
表3 集料性能指标检测结果
集料类型
检测指标检测结果技术要求试验方法压碎值/%12.4≤26%T0316洛杉矶磨耗值/%
14.3≤28%T0317粗集料
表观相对密度2.801≥2.6T0304磨光值49.2≥42T0321坚固性/%6.2≤12%T0314针片状含量/%6.1≤15%T0312表观相对密度2.691≥2.5T0328坚固性/%
3.0≤12%T0340细集料
砂当量/%79≥60%T0334亚甲蓝值/g•kg-1
18.1≤25T0349棱角性/s
42
≥30
T0345
3 施工工艺
3.1 混合料拌和
耐久性高模量混合料生产拌和采用意大利产MARINI220型间歇式拌和机，该设备配有拌和温度自动检测记录设备，拌和时可随时打印结果，确保沥青混合料拌和温度和设计值之间无大波动。正式拌和前应先进行试拌确定拌和时间，一般不少于65s，拌和时间的最终确定应以混合料拌和均匀及所有集料颗粒均匀裹覆沥青为度。拌和时集料温度加热至180～190℃，沥青加热至150～160℃。高模量剂外掺采用人工投料干拌形式，即集料进入拌和锅后立即掺入计算数量高模量改性剂进行干拌，干拌时间不低于10s，随后加入沥青进行湿拌，湿拌时间不低于40s，并严格控制混合料出料温度为170℃～180℃。3.2 运输
耐久性高模量混合料运输采用20t大吨位的铁壳自卸运输车，自卸车辆数配置应根据混合料拌和产量、及运输距离、现场摊铺速度等确定，以确保现场供料充足击实，保证施工连续性。从出料口装料时，大吨位自卸汽车前后移动，分前、后、中三次装料，混合料成“山”字，减少集料离析现象。耐久性高模量混合料运输过程中，应防止混合料表面降温过多，需在车厢顶部覆盖保温、防水毡布，同时运输车辆行驶过程不能急刹车，保持运输行驶，在混合料出站60～70min内到达摊铺现场。3.3 摊铺
摊铺前检查基层的强度、平整度、厚度、清洁度是够符合要求，符合要求时，方可施工。摊铺采用两台同型号
交通世界TRANSPOWORLD摊铺机拼幅摊铺，为防止沥青混合料在施工纵缝处重叠，应使两台设备应进行不同宽度摊铺，使下、中、上摊铺机在接缝处相互错开。摊铺时提前将摊铺机运行板预热至100℃以上，并保证现场已抵达3辆运输车，每台摊铺机前有2～3辆待卸料卡车，两台摊铺机前后相隔10m左右，摊铺前进速度控制在3～5m/min。3.4 碾压
对于掺有高模量改性剂的沥青混合料，其初压温度应不低于165℃，终压温度不低于120℃，且在碾压过程中，若混合料温度低于135℃时应停止振动碾压避免集料在碾压过程中破碎。本工程初压采用双钢轮振动压路机，紧随摊铺机后20m处，从外侧向中间进行振动碾压，相邻碾压轮迹带应重叠1/2～1/3宽，最后进行路幅中线部分碾压。复压采用胶轮压路机碾压4遍，相邻碾压带重叠宽度为10～20cm，再采用双钢轮压路机振动碾压4遍。终压采用双钢轮压路机紧随复压后静压2遍，消除轮迹，提高平整度。
4 路面质量检测
4.1 渗水系数及构造深度
本文基于《公路路基路面现场测试规程》（JTGE60-2008），采用渗水仪和电动铺砂仪测定耐久性高模量沥青路面的渗水系数和构造深度，每一路幅横断面选取3个测试点，测定结果如表4。
表4 渗水系数及构造深度检测结果
项目
桩号
K96+100K96+200K96+30050
5347渗水系数/ml•min
-1
474342
5039渗水系数均值/ml•min
-1
4650430.850.950.93构造深度/mm0.840.810.840.900.910.构造深度均值/mm
0.86
0.
0.88
由以上路面性能测试结果可知，耐久性高模量混合料路面的渗水系数均不大于120ml/min，构造深度大于0.55mm，满足《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）要求，说明路面质量良好，达到使用要求。4.2 车辙深度
沥青路面高温抗车辙性能是指路面在高温季节和重交通条件下抵抗变形的能力，耐久性高模量混合料因其具有较高模量而变出更优良的抗车辙性能。本文基于规范《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTGE20-2011），对已铺筑的路面进行切割取样获得车辙板试件，采用车辙试验机进行车辙试验，结果如图1。
由图1可知，取自耐久性高模量沥青路面的试件经过车辙试验，试件产生的车辙深度较小，车辙深度随碾压时间
（下转第161页）
137交通世界TRANSPOWORLD工。对于过程中的各项原始资料应妥善保管，以备核查。
（6）为了保证工程项目档案资料的完整性、准确性和可利用性，严格按交通部竣工资料要求对项目档案进行收集与整理，及时完成各工序的有关质量资料，做好现场签证工作，保证各种质量资料完整、齐全，以便验收及归档。
4 施工过程质量控制
施工过程中严密监测施工质量，发现施工质量超出规范要求时立即停工，分析发生的质量问题产生的原因。对工程质量实行“三检”，即岗位自行检查、其他岗位互相检查、上下工序岗位交接检查。对于施工完工的分项工程，由技术质检人员组织班组长对每个分项工程进行自检，班组间进行工序交接，未经验收的工序不允许进行下道工序施工。
2 选择高质量的施工材料
交通安全设施的材料选择影响了项目投入使用后的可靠性、耐用性。在进行施工前必须严把原材料质量关，杜绝不符合设计要求和技术要求的原材料和产品，采购员应该对施工材料产品性能完全掌握，对材料生产厂家进行充分了解，挑选品牌好的厂家进行合作。比如护栏、标志牌等安全设施，一旦使用了不合格的产品和原材料，投入使用后出现问题会造成严重的后果，因此在原材料投入使用前要按要求进行检测，没有质量问题才可以继续安装。施工中成功处置过不合格护栏材料，对不合格材料全部退货并追究厂家责任。
5 结语
公路交通安全设施施工中，实行全过程的质量管理十分重要，交通安全设施内容较多，管理的难度相对比较复杂，因此在施工管理中，必须采取有效的管理措施，从整体上保证项目建设质量，提高企业的市场竞争力，有效促进我国交通事业较好的发展。
参考文献：
[1] 国文新. 公路交通安全设施施工常见问题及质量控制之
探讨[J]. 华东公路，2016（5）：102-104.
[2] 张洪波. 公路交通安全设施设置及施工[J]. 建筑技术开
发，2017，44（14）：92-93.
[3] 周国良. 高速公路交通安全设施工程建设的质量控制研
究[J]. 中国高新区，2017（15）：168-169.
[4] 河北省交通规划设计院.安全设施设计说明[Z]. 张家口市
宣化至左卫公路宣化连接线两阶段施工图设计，2017.
（编辑：赵艳）
3 选择专业性高的施工人员
施工人员的专业素质水平决定了交通安全施工的质量高低，所以选用优质施工人员是加强交通安全设施工程质量的有效途径。考虑到施工现场人员的水平参差不齐，在施工前要对施工要点进行培训，并派专业技术人员现场指导施工人员，保证按照设计的意图进行，达到预计的工程目标，严格按照施工计划、施工工艺进行施工，以使项目在预计的进度计划内高质量完成。
（上接第137页）
易出现车辙现象发生早期病害，本文通过分析耐久性高模量混合料技术优势，提出选材要点，结合实际工程阐述其施工工艺，对其应用效果进行检测分析。结果表明：耐久性高模量混合料具有较好的路面使用性能，渗水系数小于120ml/min，构造深度大于0.55mm，抗车辙性能优良，车辙深度随碾压时间的增加趋于稳定，车辙深度均值为3.2mm。
参考文献：
[1] 屈新龙，李凯. 高模量改性沥青混合料配合比设计研究
[J]. 施工技术，2018，47（S1）：1147-1150.
图1 车辙深度—碾压时间图
[2] 欧阳伟. 高模量沥青混凝土抗车辙性能研究[D]. 长春：
东北大学，2010.
[3] 郭忠宝. 季冻区钢桥面铺装高模量高韧性沥青混合料技
术研究[D]. 哈尔滨：哈尔滨工业大学，2016.
（编辑：蔡海霄）
的增加趋于稳定，试验60min的车辙深度均值为3.2mm，说明耐久性高模量混合料具有较好的抗车辙性能。
5 结语
普通沥青路面在高温就重交通条件下的稳定性较差，
161
