排水沥青路面罩面技术在宁靖盐高速公路中的应用.pdf

d o i ： 1 0 ． 3 9 6 9 4． is s n ． 1 6 7 1 - 9 1 0 7 ． 2 0 1 6 ．0 1 ．0 4 5 雪 排 水 沥 青 路 面 罩 面 技 术 在 宁 靖 盐 高 速 公 路 中 的 应 用 - 盈 A pplication of O verlay T echnology for D rainage A sphalt Pavem ent in N ingjingy an H ighw ay 雾 刘 世 雄 ’，杨 晓 强 ，曹 兴 松 ’ (1重 庆 对 外 建 设 (集 团 )有 限 公 司 ，重庆4 0 1 1 1 2 ； 2公路创新工程技术研究 中心 ， 北京1 0 0 0 8 8 ) _ 摘要 ： 排水沥青路 面结构可提 高路面安全性 、 环境友好型等道路新功能 ． 即将成为我 国第四代功能性沥青路面发展的重要 方向。以宁靖盐高速公 路 运营1 3 年的罩面工程为依托 ， 结合 旧路面残余寿命评估 、 级配优化与加速加载验证 ， 并在施工 工艺优化和 环境功能评估等方面进行研 究， 为旧 路 面工程 中应 用排水 沥青路 面技术提供工程 实践 支持 。 关键词 ： 排水沥青路面 ： 罩 面技术 ： 应 用研究 中图分类号 ： U4 1 6 ． 2 文献标 识码 ： A 文章编号 ： 1 6 7 1 - 9 1 0 7 ( 2 0 1 6 ) 0 1 - 0 0 4 5 - 0 4 Ab s t r ac t ：Dr a i n a g e a s p ha l t p a v e me n t s t r u c t u r e c a n i mp r o v e r o a d s a f e t y ，e n v i r o n m e n t — f r i e n d l i n e s s a n d o t h e r ne w r o a d f u n c t i o n s ， a n d i t wi l l b e c o m e t h e i mp o r t a n t d i r e c t i o n o f the f o u r t h g e n e r a t i o n o f f u n c t i o n a l d e v e l o p me n t o f t h e a s p h a l t p a v e me n t h i g h wa y i n C h i n a ． B a s e d o n the o v e d a y p r o j e c t o f Ni n g j i n g y an h i g h wa y ， w h i c h h a s b e e n i n o p e r a t i o n f o r 1 3 y e a r s ， a n d c o mb i n e d、 Ⅳ i t h r e s i d u a l l i f e ass e s s me n t o f the o l d p a v e me n t ． g r a d i n g o p t i mi z a t i o n an d a c c e l e rat e d v e r i fic a t i o n， the a s p e c t s o fc o n s t r u c t i o n t e c h n ol o g i c a l o p t i m i z a t i o n an d e n v i r o n me n t a l as s e s s m e n t ar e s t u d i e d for p rac t i c a l s u p p o r t ． Ke y wor ds ： d r a i n a g e asp h a l t p a v e me n t ； o v e r l a y t e c h n o l og y； a p p l i c a t i o n s t I l d y 0引言 江苏 宁靖 盐高速公 路工程于 1 9 9 8 年4 月 开工 ． 2 0 0 1 年 1 1 月 通 车。宁靖盐高速公路 设计速度 l O O k m ／ h ． 双向四车道高速 公 路标 准建设 ， 路面横坡为2 ％。该条高速公路是江苏“ 四纵四横 四连 ” 干 线 公 路 的重 要 组 成 部 分 排水沥青路面具有 较短的道路刹车距 离、抑制路 面雨 天 溅水 及水雾 、 降低交通噪声 、 缓减城市热 岛效应和构建海绵 城 市 等功能 ， 实现了道路安全与环境友好 的最高标准 ． 属 于第 四 代功 能性道路结构 。宁靖 盐高速公路运 营1 3 年后道路 主要病 害以浅层 放射性裂纹 和行 车道车辙为主 。浅层 放射性裂纹呈 现 中心 向两侧扩散趋势 ， 属于典型的沥青混合料疲劳特征 探 索江 苏省 高速公路未来道路 大修罩面结构 ．实现道路 由通达 向高 安全 和环境高度融合 的功能性跨越 ．宁靖 盐高速公路 的 罩面工程对排水沥青路 面技术开展 了相关研究 1旧路 面调查及残余寿命评估 ( 1 )永久变 形 ： 大于8 ram占车道3 2 ． 5 ％． 大于 l O mm占车道 2 6 ． 2 ％ ，车辙深 度大 于1 2 mm占车 道 的1 2 ． 6 ％．车辙 深度 大于 1 5 m m占车道 的1 ． 0 ％，道路雨 天行车面临严重 的安全危机 ．车 辙呈现快速增长趋势 ， 为本次大修罩 面急需解决 的主要 问题 ( 2 )平整度 ： 行驶质量指数R Q I 均在9 0 以上 ， 平整度较好。 ( 3 )抗滑性能 ： S R I 均在9 O 以上 ， 抗 滑性 能较好 收稿 日期 ： 2 01 5 — 1 2 — 0 8 作者简介 ： 刘世雄 ( 1 9 8 1 一) ， 男 ， 湖 南常德人 ， 研究生 ， 工 程师 ， 主要从 事高速公路技术及科技项 目管理工作 。 ( 4 )承载能力 ： 路面结构强度 指数P S S I 均 为1 0 0 ． 路 面强度 等 级均 为优 ． 半刚性 基层结构稳定 ( 5 )裂纹 ： 小于3 ． 7 5 m裂缝 占3 1 ． 6 ％， 大于3 ． 7 5 md x 于 1 1 ． O m 裂缝 占4 5 ． 6 ％． 贯穿性 裂缝 占2 2 ． 8 ％ 裂缝主要为行车道 向超 车 道 及应 急车道扩散趋势 ． 取芯判断小于3 ． 7 5 m裂缝 基本属于浅 层 放射 性 ：大于3 ． 7 5 md X 于l 1 ．0 m的裂纹大 多数发生上面层位 置 ， 属于浅层性放射 裂纹 的深度破坏形式 宁靖盐 高速公路 运营1 3 年的路面整体结构较 好 ．表面层 沥青混合料疲 劳损伤已经跨越临界线 ：其 中部分 贯穿性裂纹 未及 时封 闭 ， 导致雨水侵蚀 的裂纹呈现 加速扩散趋势 ． 引起视 觉上判 断为路基 导致 的不 稳定裂纹假象 ：部分 闭合灌 缝裂纹 出现 了路基失稳性破坏。通 过对灌缝裂纹两侧动力响应 判断 ． 部分灌缝裂纹属于浅表型 ( 6 )路面残余 寿命 评价 ： 以停 车带 当量轴次 为标 准 ． 对 比 行车道和超车道加速加载 变形相对 当量轴次 ．评价原 路面全 尺寸厚度 的高温多雨运 营轴载残余 寿命 原路面加速加 载验 证结果见表1 表 1 原路面加速加载试 验结果 根据高速公路路况调查结果表 明．车辙 为主的病害影 响 行车安全 ， 其次为浅层疲 劳裂纹 。表 1 加速加载数据可知 ．原路 面停 车带基本未遭荷载破坏 ， 除了沥青 胶浆老化外 ． 其他结构 稳定 。假定停车带结构与初 始路 面结构 当量轴次相当 ．原 路 面 车道及罩 面车道换 算成当量轴次进行 比较得 出： ( 1 ) 原 路面行 重 庆 建 筑 2 0 l6 N 0-1 第 1 5 卷 总 第 14 7 期目 l 排水沥青路面罩面技术在宁靖盐高速公路中的应用 雪 表4 KLT—DHVA高粘度改性沥青技术指标 表5 玄武岩粗集料技术指标检测结果 蚕 指 标 单 位 检 测 值 技术要求 试 验 方 法 检 测 值 早 技 小 砜 题 针人度 25oc，1oo ，5 ’不小于 0-1mm 45 4O T O604—2O11 项 目 位 4．75ram～ 9．5mm～ 要 求 方 法 软 化点 TR&B ，不 小 于 ℃ 9 5 ． 0 9 0 T 0 6 0 6 — 2 0 1 1 9 ．5 ram 1 6 ．O m 6 0 ℃动力粘度 ． 不小 于P a ． s 4 3 5 6 0 6 闪点 ． 不小于 oC 3 1 9 溶解度 ％ 9 9 ． 9 弹性恢 复 2 5 ℃． 不 小于 ％ 9 9 ． 8 密度2 5 ℃ g ， c I I l 1 ． 0 3 1 T F 0 T后残 留物 质量变化 ． 不大于 ％ - 0 ． 1 7 4 针 入度比2 5 o c． 不小 于 ％8 1 ． 0 延 度 5 ℃ ． 不 小 于 c m 2 3 T O 62 0 — 2 0 0 0 T O 61 1 — 2 Ol 1 T 0 60 7 - 2 0l 1 T 0 66 2 - 2 00 0 T 0 60 3 — 2 Ol 1 0 ．6 T 0 6 0 9 — 65 2 01 1 20 5耐 久性 排水 沥 青路 面 混合 料 设计 本项 目采 用聚酯长纤维稳定 剂 、高粘度改 性沥青和高强耐久 的粗集料等材料组 合 ：采用 公路创新工程技术研究 中心开发 的排 水沥青混 合料体积指标演算模型 ．可得到最优 的级配组 合 ：并运用 了最新开发 的沥青混合料 内聚强度 和弹韧性指数等关键控制预 防飞散标 准 高粘 度沥青 、粗集料和初步混合料性 能参 数见表3 、 表4 、 表5 和表6 根据 表6 验 证性 能选 取D级配 作为 宁靖 盐 高速公路罩面 目标配合 比设 计实施参数 6排水沥青路面施 工工艺 配合 比的材料优选 、级配优化组合到施工 工艺均 以预防飞散病 害为核心控制 。碾压工艺 上创新 了预 防飞散 的组 合。由于排水沥青路面 骨架结构 以粗集料点对点接触 ．摊铺上总会 出 现局部 的坑槽或空洞 问题 ，这些 坑槽 或空洞将 导致排 水沥青 路面在 运营期 间发生结 构失稳 ． 从而严重影响排水沥青路面 的结构 和功能耐久 性 。S MA和P A C 这类多胶浆 沥青混合料基 本不 使用胶轮压路机搓揉工艺 。本项 目尝试 采用胶 毛体积相对密度 吸水率 ． 不大 于 坚固性 ． 不大 于 < O ．0 7 5 mm颗粒含量 ． 不 大于 针片状颗 粒径 9 ．5 ra m部分 ． 不大于 软石含量 ． 不大于 洛杉矶磨耗损失 ． 不大 于 石料压碎值 ． 不大 于 粗集料与沥青 的粘 附性 ． 不小于 一 2 ． 8 28 2． 8 46 ％ 0． 9 6 O． 72 ％ 1 ％ 1 ．5 0 ．8 7 ．0 一 ％ 一 3． 4 ％ 0 0 ％ 1 4． 1 ％ 一 1 4． 3 级 一 5 T 0 3 0 4 - 2 0 0 5 T 0 3 1 4 - 2 0 o O T 0 3 1 0 - 2 0 0 5 T 0 3 1 2 — 2 0 0 5 T 0 3 1 2 - 2 0 o 5 T 03 20 -2 oo O T 0 3 1 7 - 2 o o 5 T 0 3 1 6 - 2 0 0 5 T O 6 1 6 一l 9 9 3 表6 沥青混合 料性 能检验结果 轮搓揉预 防飞散的工艺 ， 希望通过在横 断面上 的剪 切作用 ．从 而实现混合料密实 的骨架稳定 。 胶轮碾压工 艺需 预防高粘度胶浆 被轮胎粘 附导致 的路面 损 坏。本项 目开发 TK L T — G的胶轮 隔离添加剂 ． 排水沥青混合 料在 隔离添加剂 中浸泡4 8 h 无任何腐蚀现象 。彻底解决了排水 重庆建筑 2 0 1 6 ．N O ． 1第 1 5卷 总第 1 4 7期 一 2 挖 m 加 一 加 地 川 枷 录 舢 实