长寿命沥青路面技术在城市道路改造工程中的应用

于秀军

（江苏淮阴水利建设有限公司，江苏　淮安　223005）

长寿命沥青路面技术在城市道路改造工程中的应用

于秀军

（江苏淮阴水利建设有限公司，江苏淮安223005）

将长寿命路面的设计理念应用在城市道路上可以延长道路使用年限和降低全寿命周期费用。本文以南京某城市主干道的大修工程为依托，提出将长寿命路面设计理念应用到道路改造中，对长寿命路面沥青混合料的性能进行测试分析，重点阐述长寿面路面施工与质量控制要点，为长寿面路面在城市道路中的应用提供指导。

城市道路；长寿面沥青路面；设计；施工；应用

1　工程概况

南京某城市道路主干道交通量较大，经常出现拥堵现象，而且当前路面出现较为严重的路面开裂、沉陷和车辙等病害，特别是公交专用车道、公交车站、交叉口等位置车辙尤为严重，现有的道路使用条件与其所承担的交通功能不相称。为了给市民出行提供良好的交通环境，需要对该道路进行全面的大修和改造。针对当前道路的实际情况和公交重交通城市主干道的定位，提出采用长寿命路面技术进行改造，使其发挥更好的经济效益和社会效益。

该路作为南京市城市主干路，以公交车辆为主的重交通特征显著，其路面基层主要由旧路不断改造形成，与我国典型的半刚性基层高速公路也存在较大差别。限于南京市道路改造交通管理限制，需保留原基层。为提高面层与基层的粘结性能，采用橡胶沥青碎石封层技术。因此，在借鉴国内外长寿命路面理念和技术路线的基础上，结合道路的既有病害特征，通过结构与材料的一体化设计重点防治设计期内的表面损坏和早期病害。

2　长寿命路面结构与材料设计要素分析

城市长寿命路面不仅需要满足道路的路用性能要求，而且路面应注重表面服务功能（抗滑、降噪）及良好的舒适性（平整度、视觉效果等）。在全厚式沥青路面实施受限的前提下，通过提高沥青承重层模量来减小路基顶面垂直压应变，通过改善材料承受极限应变能力来延缓路面开裂破坏［1］。整个大修其实是介于结构整体大修和功能性改造之间的维修，首要目的在于提高沥青路面层使用寿命和使用品质，延长沥青面层的维修周期，实现全寿命周期的低成本、少维修［2］。因此，借鉴我国重载高速公路长寿命路面设计标准，预期使改造的沥青面层使用15年无需对沥青路面进行结构性改建或重建，并在服务期内实现较好的表面服务功能［3］。

城市道路交通的重要特征是小客车多，承载能力主要考虑公交车辆。在重交通的特征上，虽然城市道路不存在高速公路那样的大型货车运输特征，但公交车的轮胎压力可达到1.0MPa，对路面结构和材料的抗剪切变形能力提出了很高要求，在公交车道和公交站典型的车辙和推移病害就是这种交通特征作用下的路面最主要表现形式［4］。

高温对沥青路面的危害是巨大的，车辙预估模型公示表征的车辙病害与温度的增长成6.35次方的几何级增长规律（以45℃为基准），而南京的夏季气温较高，路面温度可达66℃，路面浅层混合料内部温度还会比路表高出3℃左右，这极大的考验着沥青路面的“耐烤”性能。裂缝是影响路面PCI的最主要病害之一，裂缝发展严重是路面大中修的重要原因，而南京的冬季寒冷干燥，会使沥青面层产生较大的收缩应力，导致路面产生大量的裂缝。因此，在外部因素苛刻、路面结构改变空间有限（大修）的背景下，提高沥青材料的高温抗车辙、低温抗裂和疲劳性能成为最为有效的控制手段。

3　长寿命路面沥青混合料的性能

根据长寿命路面结构与材料设计要求，本次大修工程采用（8％HVA+SBS复合改性）高粘SMA-13、RA抗车辙SAC-20两种沥青混合料作为路面材料。为此，根据规范要求，对高粘SMA-13和RA抗车辙SAC-20两种沥青混合料进行路用性能检验，测试结果见表1和表2。

表1　高粘SMA-13路用性能检验结果

表2　RA抗车辙SAC-20混凝土路用性能检测结果

经试验检验结果表明，所设计的沥青混合料均能满足现行规范对于60℃车辙试验、浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验和渗水等试验的指标要求，从而保证了沥青混合料具有良好的高温稳定性和水稳定性。

SBS改性SMA沥青混凝土具有表面抗滑、抗磨耗性能优良，抗车辙性能较高的优良品质。通过新的高品质改性技术手段对原SBS改性SMA沥青混凝土进行技术提升和增强，添加8％的HVA高粘剂后其路用性能得到显著提升，其各项性能指标符合《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40－2004中的技术要求，可在工程中应用。SAC-20沥青混合料的各项性能指标符合《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40-2004的路用性能技术要求，可以在工程中应用。

4　长寿命路面施工与质量控制技术

4.1材料质量控制管理

沥青作为关键的结合料，其选择和质量控制至关重要，除进行常规检测之外，还进行了其他指标的检测，如静态模量、动态模量、疲劳、低温弯曲、冻断试验、沥青PG分级、粘韧性等［5］。抗车辙剂主要用以公交道、交叉口承载能力的提高，将抗车辙剂按照设计掺量加入道路石油沥青中制备成改性沥青，通过测试掺抗车辙剂改性沥青的马歇尔试验稳定度、流值、残留稳定度、冻融劈裂强度比、低温弯曲破坏应变、动稳定度和动态模量等指标来衡量。高粘度改性剂有助于大幅提升沥青的粘度，从而有效提高沥青混合料的各种路面性能，其性能评价指标与抗车辙剂改性沥青的检测指标基本一致。

集料的管理应严格按照频率进行独立抽检，并对出现的问题及时处理。对在场地内抽检不合格的集料，一律禁止使用，对使用了不合格原材料的路面工程，视其质量影响情况，一律进行返工处理。

4.2HVA高粘改性沥青混合料的施工要点

HVA在拌和中控制的要点主要是温度、拌和时间，温度控制是使用HVA的关键。HVA沥青混合料施工各环节温度与SBS改性沥青温度基本相当。由于拌和环节对后续各工序温度起着控制性作用，应对影响拌和温度的各因素进行全面把握。推荐“干拌”8s、“湿拌”35s，但具体应根据现场拌和设备性能调试、以混合料拌和均匀、所有矿料颗粒全部裹覆沥青结合料为度，无花白料、无结团成块或严重的粗细集料分离现象。HVA改性剂投放应在热集料释放入拌和锅同时进行，并在改性剂投放完毕后开始干拌计时，“干拌”8s后放入沥青和矿粉进行混合料“湿拌”35s。摊铺和碾压按照正常生产组织进行。需要强调的是，由于高粘度的沥青混合料随着温度降低粘度增大很快，应在混合料温度较高时尽快压实。

4.3RA抗车辙沥青混合料的施工要点

RA抗车辙剂在拌和中控制的要点主要是温度、拌和时间。由于拌和环节对后续各工序温度起着控制性作用，应对影响拌和温度的各因素进行全面把握。推荐“干拌”8s、“湿拌”35s，但具体应根据现场拌和设备性能调试、以混合料拌和均匀、所有矿料颗粒全部裹覆沥青结合料为度，无花白料、无结团成块或严重的粗细集料分离现象。改性剂投放应在热集料释放入拌和锅同时进行，并在改性剂投放完毕后开始干拌计时，“干拌”8s后放入沥青和矿粉进行混合料“湿拌”35s。

摊铺前对下层进行检查，重点是清扫及粘层洒布情况。铺设SMA沥青混合料前，公路院技术专家根据现场经验判断粘层洒布量不足，并报告监理和业主。后经核实，确系施工单位需求数量和乳化沥青供应单位供货数量存在严重偏差，进行了整改和纠正。

摊铺和碾压按照正常生产组织进行。需要强调的是，由于抗车辙沥青混合料随着温度降低强度逐渐增大，应在混合料温度较高时尽快压实，温度降低到120℃后不得振动碾压。本项目采用“钢轮静压+钢轮振动复压+胶轮复压+钢轮终压”的工艺组合。碾压后采用无核密度仪现场测试压实度，碾压不足时要求趁着温度较高时立即补压。

4.4橡胶沥青碎石封层的施工要点

橡胶沥青应力吸收层施工的基本工艺流程，可分为下承层处理、橡胶沥青洒布、碎石撒铺以及轮胎压路机碾压成型四个步骤。建议不要采用同步碎石封层设备施工，防止漏洒和洒布剂量不足等现象的出现。下层铣刨应到坚实的表面，清理彻底表面浮料，路表干燥。

橡胶沥青的洒布应采用专用的、可有效控制洒布剂量的、具有加温、保温和搅拌功能的洒布设备。洒布设备在施工前应进行认真清理，将储油罐中的残油清除干净。在正式洒布前应进行试洒，以确定有关施工参数。在正式施工前，应严格清理有关的施工机械，特别是沥青洒布车和碎石撒布车的车轮，严禁将污染物带上施工断面。

碎石撒铺前应进行必要的试撒，以确定撒铺车料斗的倾角、车速和标准的撒布量。在喷洒橡胶沥青后应及时撒铺碎石，以便沥青和撒布的石料能有效的粘结、固定。碎石撒铺后，应及时用胶轮压路机紧跟碎石撒布车碾压成型。胶轮压路机来回碾压1～2遍，并及时摊铺上层沥青混合料。

5　结语

对于城市道路早期破坏的问题，城市沥青道路路面的设计可以借鉴长寿命路面在高速公路路面设计中的经验，并且严格按照公路沥青路面施工技术规范的相关技术要求进行施工，可以延长城市道路的实际使用寿命，获得较好的经济效益。

［1］王蕾，殷伟，张冬.长寿命沥青路面结构设计多因素分析［J］.中外公路，2011，31（2）：71-74.

［2］李峰，孙立军，胡晓.长寿命沥青路面设计方法与实践综述［J］.公路，2005（7）：122-126.

［3］舒富民，钱振东，罗桑.复合式基层长寿命沥青路面设计指标和设计标准研究［J］.筑路机械与施工机械化，2007，24（11）：28-30.

［4］段文志，陈锋.城市长寿命沥青路面的设计与应用［J］.江西建材，2015（8）：145-146.

［5］崔鹏，邵敏华，孙立军.长寿命沥青路面设计指标研究［J］.交通运输工程学报，2008，8（3）：38-41.

于秀军（1973.10—）男，工程硕士，高级工程师，研究方向：道路桥梁及水利的施工及研究。

U416.216

文章编号：1003-5168（2015）-12-0119-2