灌入式复合公路路面如何施工

　　摘要：针对目前交叉口和重载交通路面车辙、推移病害较严重的现象，提出了灌入式复合新型路面的概念;结合江苏省某路面工程实际，从混合料配合比设计入手，开展了灌入式路面施工工艺和质量控制要点相关研究;为验证灌入式复合路面的实际使用效果，通过弯沉检测对灌入式复合路面和掺抗车辙剂路面的承载能力进行了对比研究，结果表明灌入式路面在延长路面使用寿命方面具有显著效果。

　　关键词：公路;灌入式复合路面;配合比设计;施工工艺;弯沉检测;承载能力

　　由于有刚性的水泥砂浆填充，整个路面具有极高的抗变形能力，应用于重载交通、渠化交通及交叉口路段能起到较好的抗车辙效果。灌入式复合路面涉及大空隙沥青混合料和水泥砂浆灌入两个施工步骤，其工艺相对复杂，如何保证其施工质量是成功与否的关键。下面结合江苏某道路交叉口养护工程实际，对灌入式复合路面施工工艺及质量控制要点进行研究。

　　1配合比设计

　　进行灌入式复合路面施工的路段是一个车辙频发的交叉口。灌入式复合路面颜色与常规沥青混合料路面不一致，为保证路面外观，在路面下面层采用灌入式复合路面GRAC-20结构形式。通过室内和现场试验，对GRAC-20进行配合比设计。

　　1.1基体沥青混合料配合比设计对各档集料进行筛分和密度试验，依据试验结果进行级配选择，最终确定的基体沥青混合料的级配见表1。由于空隙率较大，采用飞散试验及析漏试验确定最佳油石比为3.2%。基体沥青的马歇尔试验结果见表2。

　　1.2水泥砂浆灌入的水泥砂浆主要由水泥、特细砂、矿粉和水等组成，其比例通过试配确定。灌入材料的性能指标见表3。

　　1.3灌入式复合路面混合料性能验证确定基体沥青混合料和水泥砂浆后，室内将水泥砂浆灌入基体沥青中，并进行性能验证试验。试验结果见表4。

　　2施工工艺

　　灌入式复合路面施工工艺相对较复杂，主要分为基体沥青混合料施工、水泥砂浆生产和灌入、表面处理及养护等环节。

　　2.1基体沥青混合料施工基体沥青混合料施工流程与常规沥青混合料一致，拌和时间、温度控制要求也与常规沥青混合料一样，但其空隙率大的特殊性使其施工过程存在一定区别。

　　2.1.1基体沥青混合料的生产基体沥青混合料是骨架空隙结构，粗骨料占80%以上，生产过程中需特别注意控制各料仓供料平衡。可通过适当增加粗骨料冷料斗数量提高生产效率。在实际应用中，1#、2#料分别采用2个冷料斗供料，同时加大现场除尘，防止过多的粉尘影响混合料空隙率。

　　2.1.2基体沥青混合料的运输鉴于基体沥青混合料中细集料偏少的特性，混合料温度容易丧失，在混合料运输阶段应采取保温措施，尤其是上部覆盖要完全，以防沥青混合料温度过低。

　　2.1.3基体沥青混合料的摊铺基体沥青混合料摊铺工艺与普通沥青混合料基本相同。但基体沥青混合料属于骨架-空隙型混合料，其松铺系数较小，现场调试分析结果显示其松铺系数为1.05～1.10。

　　2.1.4基体沥青混合料的碾压采用双钢轮压路机进行碾压，以静压为主，碾压方案见表5。轮压路机，以避免搓揉作用。2)碾压需在80℃前完成，防止温度过低时双钢轮压路机碾压破坏基体结构而影响路面质量。3)不能为了提高路面空隙率而减少碾压遍数。4)需消除碾压轮迹印。

　　2.2灌浆施工(见图1)

　　2.2.1水泥砂浆的生产采用水泥砂浆作为灌入材料，其生产方法分为施工现场生产、拌和站厂拌两种。鉴于试验路段生产规模较小，采用灵活简便的现场生产方法。生产前按照生产配合比中水泥砂浆比例进行试配，流动度试验合格后开展水泥砂浆生产。通过试验路铺设，结合现场施工情况，水泥砂浆拌制过程中应注意：(1)需严格按照水泥砂浆比例进行生产，不能以增加用水量的方法来提高砂浆的流动度，以保证水泥砂浆质量。(2)搅拌需充分，保证各种材料均匀一致。(3)需加强各拌制工序之间的衔接，以提高整个施工效率。(4)应随时对水泥砂浆进行流动度检测。

　　2.2.2灌入材料的灌注水泥砂浆拌制完成后即进行灌注作业。采用人工灌注和小型机具联合的施工工艺，基体沥青混合料冷却至常温以下时开始灌注砂浆。将水泥胶浆倒在基体沥青混合料铺装层表面，采用平板夯进行振动灌浆。由于振动钢轮压路机碾压面为线性，振动时容易破坏基体沥青表面集料，不宜采用振动钢轮压路机进行辅助灌浆。按灌注—振动—灌注的流程进行灌浆，直至表面水泥砂浆不再渗透时结束。2.2.3表面处理及养护由于砂浆具有流动性，填充基体沥青后会残留在表面形成水泥砂浆层，如不进行处理，将直接影响结构层的摩擦性。在水泥砂浆灌注完成后需及时进行表面处理，保证其纹理。鉴于灌入材料即水泥砂浆强度形成需相应的时间，对水泥砂浆需进行养护。

　　3后期跟踪检测

　　为了验证灌入式复合路面的实际使用效果，连续2年分别对采用灌入式复合路面GRAC-20的试验段和添加抗车辙剂AC-20的相邻路口进行跟踪观测，对比分析两路段的路用性能。

　　3.1路面外观调查路段交通量大，重车比例较高，路面承受着极大的交通荷载作用。同时该地段夏季高温持续时间较长，尤其在8月和9月，最高气温超过35℃的天数约40d。观测结果显示，采用灌入式复合路面GRAC-20的路段路面整体状况较好，未发现裂缝、车辙等病害，保证了行驶安全性和舒适性;而相邻的添加抗车辙剂的路段局部已出现较为明显的车辙病害，车辙最深处达3.5cm。

　　3.2犉犠犇检测落锤式弯沉仪(FWD)是目前国际上最先进的路面强度无损检测设备之一。为对比分析灌入式路面、加抗车辙剂路面的承载力和抗车辙能力，采用落锤式弯沉仪进行两次跟踪检测，通过测定路面左右幅的动态弯沉数据反算回弹模量。灌入式复合路面和加抗车辙剂路面上、下面层的动态模量见表6。根据检测结果，灌入式复合路面结构层经过2年的开放交通，结构层承载力远高于添加抗车辙剂的路面，具有良好的抗变形能力。表明在同等条件下，灌入式复合路面具有更好的承载力和抗车辙能力，能有效提高道路的使用性能。

　　4结语

　　该文结合江苏省某道路工程开展灌入式复合路面配合比设计和施工技术研究，并通过路面弯沉检测对比验证了其实际应用效果。结果表明灌入式路面可有效提高路面的抗车辙性能和承载能力，延长路面使用寿命，是一种技术可行且具有良好路用性能的新型路面，具有较高的推广应用价值。

　　参考文献：

　　[1]JTGF40-2004，公路沥青路面施工技术规范[S].

　　[2]JTGE20-2011，公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].

　　[3]凌天清，董营营，夏伟，等.橡胶沥青灌入式半柔性路面的应用研究[J].公路，2009(2).

　　[4]杨宇亮，邹桂莲，张肖宁.半柔性混合料灌入式水泥胶浆的研究[J].公路，2002(6).

　　[5]周启伟.灌入式保水性沥青混凝土抗车辙性能及机理分析[J].中外公路，2014，34(2).

　　阅读期刊：《华东公路》

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