高速公路大空隙率排水沥青路面技术应用

程锐、黎欣兴

（江西省交通投资集团有限责任公司，江西 南昌 330000）

0 引言

新时期随着我国科学技术不断发展，在高速公路项目建设中越来越多的新材料得以应用。例如，大空隙排水沥青材料的应用能够改善传统沥青材料耐热不足和抗压不足等问题，大空隙排水沥青的材料能够有效地将渗漏水排除体外，这对提升公路工程质量有非常重要的作用。

1 技术优势对比分析

1.1 普通沥青路面排水

普通沥青路面排水一般应用的是路面横坡或者纵坡的方法排水，这也是我国以往传统应用最为广泛的一种排水形式。但是，这两种排水方式有很大的局限性，受到地域条件的影响比较严重。比如：有些地区的地势比较缓和，纵坡也比较小，应用普通沥青路面排水方式就无法达到应有的效果，且容易存在严重积水或者流水的情况，造成车辆行驶中出现水滑的情况，而且一些高速公路项目会出现水雾而影响到驾驶人员，进而产生严重的安全事故问题。

一般情况下，沥青混合料的排水都是将粗集料作为主要材料进行施工，加入必要的玛蹄脂材料，以保证其排水效果合格。细集料使用的是石灰石，级配性能良好。但是，我国的常规排水沥青主要是粗集料与细集料，相互搭配进行使用，整体空隙比较紧实，在排水的过程中，排水速度慢、效果一般，并无明显优势[1]。当前，在我国的沥青路面中，常规排水方式存在一定问题，很多设计人员会选择加入外加剂的方式，以保证混合料更具耐久性和稳定性，尤其是玛蹄脂的材料，沥青性能改善较为明显，能够使骨料之间相互嵌挤形成整体结构，综合性能得到很大提升。

1.2 大空隙排水沥青路面

大空隙排水沥青材料和常规排水方式没有明显差异，其主要差异就是大空隙排水沥青材料内的粗集料比较多，细集料的占比较小，这就导致其内部的空隙率会明显超过常规排水沥青混合料形式，在内部直接形成骨架空隙的结构形式。应用大空隙沥青混合料进行公路路面排水结构设置，可以保证水流排出的速度满足运行要求，同时还能够减小水膜的厚度，确保车辆行驶环节不会出现水雾情况，这对于车辆行驶的安全性提升有着重要的作用。结合当前的大空隙排水沥青的具体使用情况，发现该方式的应用效果得到了很大提升。经过综合分析，大空隙排水沥青路面的主要优势如下：改良沥青路面的性能，并不会因为空隙变大而影响外加剂的性能，总体运行效果良好；路表水排出的速度得到很大提升，且大空隙的布置条件下，路面的行驶噪声有明显降低，舒适性、安全性都比较高。

2 桥梁项目背景

某高速公路项目，应用的是单层排水沥青形式，主要特点是表面空隙相对较大，在运营了1～2年后，出现空隙堵塞的情况，排水、降噪的性能下降比较明显。经过对双层排水沥青路面的研究，铺设300m 长度的路段进行试验检测。在试验中，上面层为2.5cm厚PAC-10，中面层为4cm 厚PAC-16，整个结构设计为半刚性基层沥青路面结构形式。

3 大空隙率排水沥青路面技术应用

大空隙率排水沥青技术应用环节，考虑到公路工程的建设需求，相关人员必须事前做好路用性能的检验工作，然后按照检验的结构数据做好相关材料的配比设计，以便后续工程的开展。

3.1 路用性能检验

在大空隙率排水沥青材料路用性能检验的过程中，需要从高温稳定性、水稳性与低温性进行全面检验，确保各方面的参数符合工程需求。

3.1.1 高温稳定性

经过研究分析发现，TPS（TAFPACK-Super：是以热塑性橡胶为主要成分，再配以粘结性树脂和增塑剂等其他成分组成）排水沥青混合料的高温稳定性试验检测主要是通过室内车辙试验，测定后确定其高温稳定性合格，PAC-10 和PAC-162 种高黏沥青混合料的动稳定度分别为7202 次/mm 和6215 次/mm，达到工程的运行标准。通过加入TPS 之后，可以保证沥青材料有效恢复到正常状态，黏结性能良好，即使有车辆荷载的持续性作用，混合料的变形也不会过大，高温稳定性比较好。

3.1.2 水稳定性

沥青表面有积水的情况下，车辆持续作用，造成黏结性能和结构性能降低，容易导致很多病害问题发生。一般选择使用冻融劈裂的方法进行试验检测，确定水稳定性能参数，检测后发现，PAC-10 和PAC-162 种分别为97.8% 和95.2%，超出我国国家标准的规定。

3.1.3 低温性能

排水沥青路面要达到耐低温的效果，通过碾压之后成型的车辙板切割制作为规定结构形式的小梁试件，然后做低温弯曲试验，发现PAC-10 为7.159MPa，PAC-16TPS 为6.813MPa，这两种材料的性能符合要求，完全达到交通运行标准[2]。

3.2 大空隙率排水沥青路面施工工艺

3.2.1 施工机械

施工机械主要是间歇式拌和楼与钢轮压路机设备，混合料搅拌环节，工作人员应做好沥青材料使用量和拌和时间的控制，确保材料的性能合格。材料运输时要做好防护处理，不能存在材料的污染或者质量问题，因此一般会使用篷布进行覆盖处理。在现场摊铺施工时，选择使用履带式摊铺机进行，撒布则应用专业撒布车。

3.2.2 粘层施工

较之以往的沥青路面来说，大空隙排水沥青路面结构的中面层接触面积一般都会减少10～15%，要想提高黏结性能和标准，一般需使用改性乳化沥青黏结层铺设到上中面层中间位置上。粘层结构施工要做好如下工作：使用合格的撒布设备完成喷洒施工，使用量为0.8kg/m2左右，确保乳化沥青喷洒的质量合格，具体撒布次数根据设计情况做好管理和控制。另外，在施工后工作人员还需要使用钻芯试验方法进行质量评价和分析。

3.2.3 施工温度

在具体施工中，大空隙率排水沥青路面温度参数尤为重要，这也是质量管控的重点，较之普通沥青材料来说，排水沥青的温度要高出其10～20℃。

3.2.4 沥青混合料运输

沥青混合料运输是非常重要的环节，做好拌和与运输的控制才能保证材料性能合格。

（1）材料的洁净度合格，杂质含量处于合理范围内。

（2）拌和制作环节，做好各种材料加入比例的控制。

（3）材料温度严格控制，保证处于175～180℃之间即可。

（4）在运输时必须进行覆盖，使用洁净的篷布覆盖处理，装载混合料前要做好车厢内壁的清理工作，均匀涂抹隔离剂，确保不会发生材料粘附在车厢表面的情况；同时，保证运输阶段温度处于合理范围内，到达现场后，材料温度不低于170℃。

（5）确保材料供应连续、充足，现场至少有5 辆运料车停车等候。

3.2.5 摊铺

（1）现场施工前，需要做好熨平板的预热处理，温度至少为100℃。

（2）为了提高摊铺效果，使用两台摊铺机同时作业施工，且两台设备保持有10m 以内的间隔距离。

（3）摊铺设行驶速度为1～3m/min 内。

（4）如果环境温度在10℃以内，禁止开展施工[3]。

3.2.6 碾压

该环节按照初压、复压、终压的顺序进行施工，各个环节使用的设备不同，同时材料温度也是控制的重点，如果温度无法满足要求，则容易导致各个层的结构黏结性能不合格，极大地影响路面结构质量。

3.2.7 接缝处理及开放交通

在现场施工环节，尽量避免出现接缝过多的情况，如果实在无法避免接缝，则应该做好现场管控工作。在施工结束后，路面表层温度不超过50℃时，即可开放交通运行。

3.3 工程应用效果

现场施工时，间隔200m 布置检测点，做好如下参数检测工作。

3.3.1 渗水性

渗水性如果没有满足要求，容易导致路面出现水雾、水漂问题，无法保证车辆行驶安全，所以工作人员需要应用渗水仪进行渗水性的检测工作。在此次路面中，PAC-10 料渗水系数为5182mL/min，PAC-16为5258mL/min，说明这两层结构的渗水系数都符合技术要求。

3.3.2 摩擦摆值

抗滑性是沥青路面重要技术参数，其对于车辆行驶安全性有着直接影响。本文在检测时主要应用摆式摩擦系数测定仪进行检测，通过测量后发现该路面的摆值BPN 为58，说明抗滑性能良好，达到运行安全的标准[4]。

3.3.3 噪声

噪声检测的环节，一般应用手持噪声检测仪完成工作。在试验路段正式运行后，间隔50m 设置一处噪声检测点，确定噪声参数。经过此次检测后发现，该路面的降噪效果为5.6dB，表示大空隙排水沥青路面降噪效果良好[5]。

4 施工质量控制措施

4.1 材料控制

首先，选择合适的施工材料。在具体的施工环节，施工材料质量水平的高低与沥青混凝土路面的质量有着直接影响。其次，加强材料混合制作各个环节的管理和控制，做好对混凝土、沥青混合环节的管控，施工单位严格执行工程技术标准要求，保证材料混合的质量符合要求，加入比例完全满足工程的标准。沥青混合料在生产制作的环节，施工单位应综合分析道路工程的各项要素，确定必要的添加剂与催化剂类型、比例，保证混合料的质量合格，达到安全性标准。为了确保材料的质量符合要求，不会引发质量问题，在相应部门的监督与管控条件下，防止存在任何质量隐患与安全事故，同时落实必要的监督与管理措施，各个环节处于严格管控之下，组织专人监督与管理，防止存在施工质量问题或者不足的情况。另外，制定出切实可行的应急响应机制，提高人员的责任心与职业道德素质水平，确保符合工程的应用标准，保证混合料的性能和质量合格。

4.2 施工准备

在沥青混凝土路面正式施工之前，施工单位应做好各项施工准备工作，具体从如下几个方面出发：其一，加强设备检测和控制，保障设备的性能符合要求，加强设备的精准度检测和控制，保证设备运行效果和质量，使施工的运行不会产生任何不利影响。其二，施工单位的工作人员掌握一定的专业素质和技术，具备较高的职业道德水平，确保施工前各级施工人员了解施工方案和技术标准，确定各级岗位工作职责，为项目顺利实施奠定坚实的基础。其三，加强职业培训和安全教育的管理，并进行必要的安全技能方面的培训，不能因为过度关注施工速度而忽视质量与安全。在现场准备环节，施工单位必须完善施工管理技术，为今后的施工顺利进行提供良好基础，保证工程的质量满足工程的运行标准。

4.3 施工期间路面质量把控

在现场施工环节，施工单位应该做好沥青混凝土路面结构总体质量的全面管理，在现场施工阶段遵守施工方案和技术标准的要求，落实施工工艺。沥青混凝土属于混合料的形式，在摊铺施工阶段，加强管理和控制才能保证工程的质量合格。在路面铺设施工阶段，温度控制尤为重要，考虑到环境、设备以及人员等因素，做好材料温度的严格控制，符合现场施工标准和要求，可以根据需要调整材料温度，达到性能和质量标准的要求。另外，沥青混合料的运输阶段也要确保材料的温度合格，一般选择应用篷布的方式进行混合料的覆盖保温处理，不能发生离析问题，否则将会产生严重的损失。铺面工作开始前，施工单位应该确保覆盖路面的材料黏性满足要求，且路面表层达到干净、平整性的要求。在铺面作业前，施工单位应该做好铺设表面结构厚度的检测，如果发现平整度无法满足要求，则需要及时改进和调整，保证符合技术标准的规范要求。混合料在摊铺结束后，应该反复压实施工，以达到平整度的标准要求。

4.4 加强施工管理，明确工作职责

在现场施工环节，施工单位应该做好现场管理和控制工作，确定岗位工作职责。根据工程的具体情况，选择合适的沥青混合料材料，确保设备性能符合要求，达到正常运行的标准。在具体的实施阶段，落实现场管控工作，所有人员需了解设计方案和施工工艺，做好各个环节和细节的管控工作。此外，由外部监督人员做好全面监督与管理工作，只要是存在质量问题，应立即采取措施进行处理。

4.5 减少路面污染

当前很多公路工程的建设工期都比较短，所以在满足工期标准要求的同时，还要做好路面的防护处理工作，确保不会发生严重的污染问题。另外，各级单位应保持良好沟通与交流，制定出切实可行的施工计划和方案，防止存在路面结构损坏以及污染等严重问题，保证公路路面的质量符合要求。在沥青混凝土的施工环节，加强交通管理工作，组织专人负责现场的管理，禁止一切非施工车辆进入施工现场，同时还要做好施工机械设备的检查工作，不能存在漏油、故障等问题，确保路面达到清洁度的要求。在公路路面铺设施工全部完成后，在收尾施工以及绿化带施工阶段的车辆不能发生燃油泄漏等污染的问题，应保持路面的平整、清洁等，也不能发生结构的病害问题，使车辆通行正常化，延长使用寿命，提升交通通行质量。

5 结语

大空隙率排水沥青路面施工技术有着较高的先进性，与传统的沥青路面施工技术对比，各方面性能提升较为明显，保证了交通通行的安全性和稳定性。