綠色功能性隧道瀝青路面施工關鍵技術及性能評價

王震 陳祥龍

摘要 文章以328國道海安段（沈海高速海安出口至立新河橋）快速化工程七星湖隧道瀝青路面施工為案例，介紹了綠色功能性瀝青路面的配合比設計、MMA防水黏結層、雙層排水瀝青層間處理等技術，確保了瀝青路面施工質量。相較于傳統的（單層）排水瀝青路面，雙層排水瀝青路面結構在排水、降噪、抗滑、抗凍、耐久性等方面都有了一定的增強。施工過程中通過試驗對（單層）排水瀝青與雙層排水瀝青的路用性能進行了驗證，雙層排水瀝青路面有著明顯的優異性，為類似項目施工提供技術指導。

關鍵詞 雙層排水；配合比設計；施工技術；性能評價

中圖分類號 U416.217文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2023）10-0087-03

0 引言

（單層）排水瀝青采用了大空隙粗級配，灰塵與泥土易進入排水瀝青路面，導致路面空隙堵塞，從而失去排水降噪功能。通過對單層排水瀝青路面結構進行優化改進，雙層排水瀝青路面的特點是上面層設置較薄，混合料粒徑較小，下面層設置較厚，混合料粒徑較大，上面層間隙較小、結構密實，能有效防止雜質進入下面層、易于清潔并兼具降噪的優點，下層間隙較大，側向排水能力較好。該文以328國道海安段快速化工程七星湖隧道綠色功能性瀝青路面施工為背景，介紹了雙層排水瀝青路面的配合比設計，對施工過程中材料的技術指標、施工要點、質量控制措施等方面進行了分析，通過工程案例及試驗驗證了雙層排水瀝青路面的路用性能。

1 工程概況

328國道海安段快速化工程，起于沈海高速海安出口，終于430省道（通榆路）東700 m的立新河橋。項目主線長6.5 km，其中新建500 m長的七星湖隧道（里程樁號為：K5+740～K6+760）采用雙層排水瀝青路面。路面采用左右分幅的設計方式，單幅路面寬度為8.5 m（含排水溝）。路面結構斷面如圖1所示?？偤穸?0 cm。

2 工藝原理

（1）瀝青混合料按目標配合比確定的供料比例對各冷料倉進行上料，各熱料倉進行二次篩分、取樣，級配曲線根據篩分結果確定，以熱料、冷料合成級配及供料接近目標配合比級配為原則，從而確定各熱料倉配合比。

（2）為了加強結構層間的黏結力，在攤鋪排水瀝青混合料之前，采用MMA高韌樹脂砂漿作為防水黏結層。MMA高韌樹脂砂漿防水黏結材料采用人工滾涂，噴灑量為1.5～2 kg/m2。人工滾涂MMA高韌樹脂砂漿防水黏結材料，同時灑布金剛砂顆粒，噴灑完成后60 min內禁止車輛在噴灑面層行駛。

（3）攤鋪采用非接觸式紅外自動找平基準裝置，提前進行測量放樣，打好控制線支架，定好導向控制線高程。由SG4000型間歇式瀝青拌和設備集中拌制瀝青混合料，混合料采用自卸汽車進行運輸，為了防止粗集料隨意滾落造成的離析，在運輸車后門安裝升斗防離析側板，以保證混合料的均勻性。攤鋪機攤鋪速度宜控制在2～

6 m/min范圍內，彎道等特殊路段適當降低攤鋪速度，做到緩慢、均勻、連續不間斷地攤鋪，松鋪系數為1.20，采用雙鋼輪壓路機和膠輪壓路機配合碾壓。雙層排水瀝青路面層與傳統瀝青混合料攤鋪工藝一致，上層混合料和下層混合料之間采用二階水性樹脂瀝青增強層間黏結[1]。

3 排水瀝青路面主要施工工藝及控制要點

3.1 排水瀝青混合料配合比設計

3.1.1 確定設計級配

通過成型馬歇爾試件，初選級配技術指標如表1所示，測定混合料試件的空隙率、馬歇爾穩定度和連通空隙率，檢驗空隙率能否達到規范要求?；旌狭峡障堵逝c設計目標空隙率差值在±1%范圍內優選一組最接近目標空隙率的級配，設置為設計級配。

3.1.2 確定最佳瀝青用量

根據確定的設計級配，以計算得出的預估瀝青用量為中值，在預估瀝青用量±0.5%、±1%變化范圍內，分別進行析漏和飛散試驗，以析漏試驗測點曲線反彎點作為最大瀝青用量（OAC2），以飛散試驗測點曲線拐點作為最小瀝青用量（OAC1），如圖2所示。在上下限范圍內選擇盡量提高瀝青用量的作為最佳瀝青用量，以保證瀝青能夠提供足夠多的黏結力，減少飛散以及水損害的影響[2]。

3.2 MMA防水黏結層施工

3.2.1 技術指標

為了加強結構層間的黏結力，在攤鋪排水瀝青混合料之前，采用MMA高韌樹脂砂漿作為防水黏結層，具體技術指標如表2所示。

3.2.2 施工要點

（1）施工前確?；鶎颖砻鏉崈?。

（2）MMA高韌樹脂砂漿防水黏結材料采用人工滾涂，噴灑量為1.5～2 kg/m2。

（3）邊人工滾涂MMA高韌樹脂砂漿防水黏結材料，邊灑布金剛砂顆粒。

（4）噴灑完成后60 min內禁止車輛在噴灑面層行駛。

3.3 層間處理

3.3.1 技術指標

雙層排水瀝青路面上面層和下面層攤鋪均采用傳統瀝青混合料攤鋪工藝，上下面層之間采用二階水性樹脂瀝青增強層間黏結，不得使用普通乳化瀝青作為黏層材料。

在已碾壓成型的雙層排水瀝青路面下層上，以不超過0.2 kg/m2的灑布量噴灑二階水性樹脂瀝青，具體技術指標如表3所示，待該二階水性樹脂瀝青完全破乳后，方可進行雙層排水瀝青路面上層的施工。

3.3.2 施工要點

（1）二階水性樹脂瀝青灑布前對原路面的浮灰和雜物進行清掃，避免出現黏輪現象。

（2）二階水性樹脂瀝青為高性能改性乳化瀝青，灑布前需對其進行加熱，一般加熱溫度控制在60～70 ℃，但加熱溫度不能超過80 ℃，裝車前需對二階水性樹脂瀝青進行過濾。

（3）二階水性樹脂瀝青需提前2～3 h灑布，二階水性樹脂瀝青干燥且不黏輪后，進行瀝青混合料攤鋪。

（4）二階水性樹脂瀝青噴灑及養生期間，對現場進行封閉。噴灑區域需對已施工成品部位加以保護，以免被污染。

（5）二階水性樹脂瀝青嚴禁在高溫下長時間儲存，灑布完后應及時沖洗車輛，防止殘留物堵塞噴頭[3]。

3.4 質量控制要點

3.4.1 瀝青混合料拌和質量控制

（1）按要求對混合料拌和設備的傳感器及檢驗儀器進行計量標定，各項指標合格并應在標定有效期內。

（2）混合料拌和時間與溫度控制。瀝青混合料拌和時間根據瀝青是否均勻包裹集料為準。根據施工氣溫狀況的不同，對混合料拌和溫度需做出調整，氣溫較低時，拌和溫度需提高10 ℃左右用于補償攤鋪設備、運輸車等的熱量消耗，氣溫較高時，可適當降低5～10 ℃。

3.4.2 瀝青混合料運輸質量控制

（1）瀝青混合料拌和站出廠前由質檢人員組織試驗人員對混合料外觀質量進行檢查，拌和完成的混合料需無粗細料離析和結塊現象、均勻一致、無花白料。

（2）運輸車在使用前后需在清洗臺清洗干凈，車廂內涂一層活性防黏結劑避免混合料沾黏。

（3）運輸車運輸過程中需采取保溫、防揚塵和防雨措施，若出現離析或硬化的混合料嚴禁用于現場攤鋪。

3.4.3 瀝青混合料攤鋪質量控制

（1）采用平衡梁進行上面層的攤鋪，以控制攤鋪厚度及橫坡，采用鋼絲繩引導的方式進行下面層攤鋪。

（2）攤鋪前，攤鋪機熨平板需提前0.5～1 h預熱，溫度不宜低于100 ℃，瀝青混合料運至現場的最低攤鋪溫度不得低于《公路瀝青路面施工技術規范》的要求。一般控制在120～150 ℃。

（3）攤鋪作業應緩慢、勻速、連續不間斷攤鋪，以保證路面平整度。攤鋪途中不得停頓或隨意變速，攤鋪速度控制在2～6 m/min范圍內。攤鋪機采用平衡梁或走線法行走攤鋪時，調整自動調平裝置的頻率不得過高。攤鋪過程中路面明顯拖痕、波浪時，及時配合人工予以消除[4]。

4 路用性能評價

通過對雙層排水瀝青路面和（單層）排水瀝青路面分別進行了高溫穩定性、低溫抗裂性、水穩定性能、抗滑性能、降噪性能等試驗，對雙層排水瀝青路面的路用性能進行直觀評價。根據配合比設計，空隙率控制在20%左右。兩種路面結構各自取樣進行了動穩定度、標準飛散試驗、浸水馬歇爾殘留穩定度、最大彎拉應變、平均構造深度（TD）、凍融劈裂殘留強度比、摩擦系數（擺值）和吸聲系數測試。試驗結果如表4所示。

通過對（單層）排水瀝青與雙層排水瀝青混合料試驗結果進行分析，高溫穩定性試驗中標準飛散試驗與動穩定度均能滿足規定值要求。從低溫抗裂性試驗數據可以看出（單層）排水瀝青路面最大彎拉應變超出規范值375 με，雙層排水瀝青路面最大彎拉應變超出規范值578 με，雙層排水瀝青路面性能較（單層）排水瀝青路面更優。從水穩定性能試驗指標凍融劈裂殘留強度比和浸水馬歇爾殘留穩定度試驗數據可以看出，兩者均滿足規定值要求，雙層排水瀝青路面分別比（單層）排水瀝青路面試驗結果高出4.9%和4.4%；通過抗滑性能試驗數據可以看出（單層）排水瀝青路面與雙層排水瀝青路面的摩擦系數（擺值）與平均構造深度（TD）都超出規范值，性能較突出，也顯示了排水瀝青路面的主要特點，構造深度都超過了0.85 mm，摩擦系數均大于70 BPN；從降噪性能指標吸聲系數測試數據顯示雙層排水瀝青路面試驗數據較（單層）排水瀝青路面更優[5]。

5 結語

該文以系統科學的理論思想和方法為基礎，結合實際項目中雙層排水瀝青施工情況，對雙層排水瀝青的關鍵施工技術及路用性能進行了分析研究，通過配合比設計、施工過程質量控制和規范化的施工管理，路面的整體施工質量得到了保證。并進行了試驗驗證，得到兩種瀝青路面結構的量化數據從而進行比較，雙層排水瀝青路面在抗滑性能方面與（單層）排水瀝青路面都表現優異，在高溫穩定性、降噪性能、低溫抗裂性、水穩定性方面雙層排水瀝青路面均優于（單層）排水瀝青路面。

參考文獻

[1]林毅. 排水性瀝青路面的結構構造與排水功能設計[J]. 現代交通技術， 2009（4）： 1-4.

[2]呂偉民. 排水性瀝青路面技術的進步與發展[J]. 上海公路， 2010（2）： 6-11.

[3]林楠， 郭鋒. 雙層多孔瀝青路面關鍵技術分析[J]. 路基工程， 2013（3）： 10-14.

[4]楊國濤. 排水性瀝青路面實踐[J]. 公路交通科技， 2006（10）： 65-67.

[5]朱宇昊. 雙層排水瀝青混合料優化設計與路用性能研究[D]. 南京：東南大學， 2019.