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摘要：以某高速公路工程為依托，分析PAC排水瀝青薄層照面技術在路面養護中的應用。研究結果表明，在局部存在路面車轍病害的路段養護中采用PAC高黏改性劑瀝青混合料鋪設薄層罩面，能夠改善路面性能，提高路面抗車轍性和排水性。

關鍵詞：PAC排水瀝青路面；薄層罩面技術；車轍

隨著高速公路投入使用年限的增加，一些公路局部路面性能大幅度下降，出現車轍、裂縫等典型病害。在公路養護中，要針對病害的特點采取相應的養護技術進行處理，改善路面性能。PAC排水路面是一種混合料嵌擠孔隙較大的骨架結構路面，具有內部排水性好、抗車轍性強、安全環保的性能優勢，將PAC排水瀝青混合料用于薄層罩面鋪設，能夠有效抑制道路病害的發生。

1工程概況

某高速公路工程中，設計為雙向四車道，路面設計年限15年，采用半剛性基層混凝土路面結構，即上面層改性瀝青AK-13（4cm）+中面層改性瀝青AC-20（6cm）+下面層普通瀝青AC-25（8cm）+基層水泥穩定碎石（40cm）+底基層二灰穩定土（20cm）。在高速公路投入使用后，出現車轍典型病害，根據K220+500—K250+160路段的平均車轍深度檢測數據顯示，深度為8～10mm、5～8mm、5mm以下的車轍所占比例分別為13%、42%、45%；根據每公里最大車轍深度檢測數據顯示，車轍深度最大值小于8mm、8～10mm、10～12mm、12～15mm、大于15mm的占比分別為23%、8%、13%、32%、24%。由數據可知，本路段的主要病害為局部深車轍病害。在本路段養護中，決定對車轍進行修復后，采用4cm厚度的PAC13排水瀝青薄層罩面，通過在原路面上加鋪高黏瀝青混合料，以達到處理局部深車轍病害的目。

2PAC排水瀝青薄層罩面技術在高速公路養護中的應用

2.1制訂養護方案

2.1.1車轍病害調研與成因分析

（1）通過調查養護路段的車轍病害情況，對車轍深度指標RDI進行評價，路段總體RDI評定為優良，但局部區域存在較深車轍，調查結果顯示，車轍是養護路段的主要病害。（2）統計分析養護路段的交通量，交通量呈逐年增長趨勢，經評定為中等交通等級，累計當量軸載作用次數超過設計值。（3）檢測路面結構厚度，輪跡處中上面層厚度降幅10%，各面層降幅嚴重程度從高到低排序為中面層、上面層、下面層。（4）對面層進行抽提試驗，各層油石比均呈下降趨勢，輪跡帶中面層中的瀝青呈左右前移流動狀態，導致上面層和下面層的級配發生變化，因此需提高面層集料強度，提高面層抗車轍性能。（5）檢測養護路段瀝青性能，未達到技術規范要求，檢測結果表明面層瀝青老化嚴重。

2.1.2路面車轍病害處理方案

（1）養護路段以前采用的養護方案為熱再生養護和微表處養護，評價不同層位和輪跡帶處芯樣的抗車轍性能，評價依據為高溫加速加載、路面回彈模量、馬歇爾穩定度流值四項試驗。（2）高溫加速加載試驗結果表明，上述兩個養護方案實施后的路面均有效改善了路面承載能力。從承載能力提升效果來看，微表處養護效果優于熱再生養護效果，但兩種養護方法并不能解決路面車轍病害。（3）養護后馬歇爾穩定度試驗結果表明，經過微表處養護處理的路面高溫抗變形能力和抗拉拔能力得到改善。（4）路面彈性模量試驗檢測結果表明，芯樣中面層比上面層、下面層模量小，這是產生車轍病害的重要原因。加鋪結構層后能夠促使上面層高模量下移，抑制車轍病害。（5）利用分析軟件評價PAC排水瀝青薄層罩面技術在路段養護中的可行性。

2.1.3PAC排水瀝青薄層罩面方案

調查分析排水瀝青薄層罩面在既有路段路面的應用效果，結合本路段養護要求，確定排水路面原材料的關鍵指標，對集料、膠結料進行試驗檢測，并設計混合料的配合比，將其作為PAC排水路面施工技術質量控制的依據。

2.2原材料選用與檢測

原材料的選用是影響PAC13排水瀝青薄層罩面施工質量的關鍵因素，在養護施工前需優選各類原材料，保證原材料各項性能指標達到技術要求，并合理設計高黏改性劑混合料生產配合比，改善混合料性能[1]。

2.2.1SBS改性瀝青

采用某專業生產廠商生產的SBS改性瀝青，對SBS改性瀝青性能進行試驗檢測，檢驗結果如下：布式旋轉黏度（135℃）檢測值為2.47Pa·s，符合技術要求的2.2～3.0Pa·s；針入度（25℃，100g，5s）檢測值為56.2（0.1mm），符合技術要求的不小于50（0.1mm）；延度（5℃，5cm/min）檢測值為81.2℃，符合技術要求的不小于75℃；軟化點檢測值81.2℃，符合技術要求的不小于75℃；溶解度檢測值為99.7%，符合技術要求的不小于99%；軟化點差（48h）檢測值2.1℃，符合技術要求的不超過2.5℃；彈性恢復（25℃）檢測值為95.1%，符合技術要求的不小于90%；TFOT殘留物質量變化檢測值0.21%，符合技術要求的±1.0%。針入度比檢測值為87.7%，符合技術要求的不小于65%。延度檢測值26.3cm，符合技術要求的不小于15cm。

2.2.2高黏瀝青

在SBS改性瀝青中摻入高黏改性劑，制備成高黏瀝青，試驗檢測高黏瀝青性能，檢測結果如下：動力黏度（60℃）檢測值為125785Pa·s，符合技術要求的超過100000Pa·s；布式旋轉黏度（170℃）檢測值為1.472Pa·s，符合技術要求的不超過3.0Pa·s；針入度（25℃，100g，5s）檢測值為52.2（0.1mm），符合技術要求的不小于40（0.1mm）；延度（5℃，5cm/min）檢測值為35.2℃，符合技術要求的不小于30℃；軟化點檢測值86.1℃，符合技術要求的不小于80℃；溶解度檢測值為99.5%，符合技術要求的不小于99%；彈性恢復（25℃）檢測值為94.1%，符合技術要求的不小于90%；TFOT殘留物質量變化檢測值0.22%，符合技術要求的±1.0%。針入度比檢測值為85.2%，符合技術要求的不小于65%。延度檢測值28.5cm，符合技術要求的不小于20cm。

2.2.3粗集料

采用5～10mm、10～15mm玄武巖粗集料，試驗檢測粗集料性能指標，檢測結果如下：表觀相對密度檢測值分別為2.974、2.921，符合技術要求不小于2.70；毛體積相對密度檢測值分別為2.825、2.865，符合技術要求不小于2.60；吸水率檢測值分別為1.81%、1.35%，符合技術要求不超過2.0%；堅固性檢測值分別為3.9%、3.4%，符合技術要求不超過8.0%；小于0.075mm顆粒含量的檢測值分別為0.5%、0.1%，符合技術要求不超過1.0%；針片狀顆粒小于10mm的含量為8.4%，符合技術要求不超過12%。大于10mm的針片狀顆粒含量為4.1%，符合技術要求不超過10%。

2.2.4細集料

采用0～3mm石灰巖機制砂作為細集料，試驗檢測細集料性能指標，檢測結果如下：表觀相對密度檢測值為2.926，符合技術要求不小于2.60；堅固性檢測值為0.3%，符合技術要求不超過3%；棱角性檢測值為34s，符合技術要求不小于30s。

2.2.5生產配合比設計

（1）熱料倉礦料配合比為：1#倉（0-3mm）∶2#倉（5.5-11mm）∶3#倉（5.5-11mm）∶礦粉=47∶41∶7.8∶4；最佳油石比為5%[2]。（2）根據生產配合比設計試生產PAC13高黏改性劑瀝青混合料，對試塊進行性能試驗，檢測結果為：空隙率檢測值為21.7%；馬歇爾穩定度為6.14kN；肯塔堡飛散試驗混合料損失為9.8%；凍融劈裂試驗殘留強度比為88.4%；浸水馬歇爾殘留穩定度為95.5%。上述各項實測指標均符合技術要求。

2.3薄層罩面技術

本工程對發生局部較深車轍病害的路面修復后鋪設PAC排水瀝青薄層罩面，具體施工技術如下：

2.3.1混合料拌和

（1）采用配置計算機自動控制操作系統的拌和樓，在操作程序中輸入目標配合比相關參數，設定冷料轉速、熱料倉篩分通過量等數據，由控制系統精確控制各種材料的投入量[3]。（2）混合料拌和時間為60～70s，保證混合料拌和均勻，瀝青均勻包裹集料，無花白料、離析現象。（3）集料加熱溫度為180℃，SBS改性瀝青加熱溫度控制在160℃，混合料出廠溫度為175℃。

2.3.2混合料運輸

PAC排水瀝青混合料中含有比重較高的粗集料，空隙率較大，使得PAC混合料與普通瀝青混合料相比其溫度下降速度較快，需在運輸過程中采取保溫措施。（1）混合料黏性大，在運輸前將隔離劑涂刷到車廂內壁上，避免混合料黏結在車廂內壁上。（2）裝料時分三次，前后移動運料車，避免出現混合料離析；在裝料后，用雙層帆布覆蓋車廂進行保溫，運至施工現場后檢測混合料溫度是否在165～175℃區間內，若低于160℃，則不能投入使用。（3）配置數量充足的40t運輸車輛，保證施工現場至少有5輛自卸車待卸料，保證攤鋪作業連續進行。

2.3.3混合料攤鋪

（1）PAC排水瀝青罩面的松鋪系數為1.20，攤鋪前調整攤鋪機的熨平板高度，熨平板預熱到100℃以上，采用兩臺攤鋪機聯合作業，呈梯隊狀排列行進，兩臺攤鋪機間距為10cm。（2）攤鋪速度始終控制在1.5～2.0m/min，邊攤鋪邊隨時檢測混合料的溫度，最低不得低于165℃，最高不得超過170℃。

2.3.4混合料碾壓

PAC排水瀝青罩面形成骨架結構，在碾壓作業中易壓實。但如果碾壓過度，則會壓碎集料，使局部集料失去黏聚力，造成集料松散脫粒現象。經過試驗路段的碾壓施工，確定以下碾壓組合方案。（1）初壓。混合料溫度不得低于150℃，采用2臺12t雙鋼輪壓路機碾壓，初壓緊跟攤鋪機，壓路機行進方向與攤鋪機攤鋪方向一致，共碾壓2遍。（2）復壓。混合料溫度不得低于130℃，采用2臺30t輪胎壓路機碾壓，共碾壓2遍。（3）終壓。混合料溫度不得低于100℃，采用1臺12t輪胎壓路機碾壓，共碾壓2遍。

2.4施工檢測

2.4.1油石比檢測

采用燃燒法檢測PAC瀝青混合料油石比，當混合料拌和完畢后，直接從拌和樓取樣進行燃燒試驗，在四次燃燒后檢測出混合料平均油石比為4.92%，符合油石比允許偏差要求。

2.4.2空隙率檢測

在PAC排水瀝青罩面施工后，當路面溫度下降到50℃時取芯檢測厚度、密度、馬氏密度、馬氏壓實度和空隙率，共取10處。檢測結果如下：芯樣厚度平均值為4.01cm，符合設計要求值不小于4cm；密度為2.062，馬氏密度為2.075g/cm3；馬氏壓實度平均值為99.4%，符合設計值不小于98%的要求；空隙率平均值為22.5%，符合設計值要求的18%~25%。

2.4.3路面質量檢測

PAC排水瀝青罩面施工后，檢測路面滲水系數、平整度、擺式摩擦系數、構造深度等質量評價指標。（1）滲水系數。采用滲水儀測定滲水系數，共選取5個監測點，檢測結果為6098mL/min、7124mL/min、6758mL/min、6235mL/min、7019mL/min，均值為6647mL/min，符合技術要求的不小于5000mL/min。（2）平整度。采用3m直尺測定平整度，共選取5個監測點，檢測結果為：1.5mm、1.3mm、1.4mm、1.6mm、1.5mm，均值為1.46mm，符合技術要求的不超過2.0mm。（4）擺式摩擦系數。采用擺式摩擦系數測定儀測定摩擦系數，共選取5個監測點，檢測結果為：67、61、56、59、60，均值為60.6，符合技術要求的不小于54。（5）構造深度。采用鋪砂法測定路面構造深度，共選取5個監測點，檢測結果為：1.3mm、1.4mm、1.2mm、1.5mm、1.6mm，均值為1.34mm，符合技術要求的不小于1mm。綜上檢測結果表明，本路段PAC排水瀝青薄層罩面的各項質量指標均符合技術指標要求。

2.4.4路面性能檢測

對PAC排水瀝青薄層罩面的路用性能進行檢測，檢測指標為內聚力、抗拉強度、回彈模量。本次罩面養護工程鋪筑左幅兩車道，未鋪筑右幅兩車道，下面對兩幅車道的路用性能檢測結果進行對比分析：（1）內聚力。左右兩幅車道各選取5處監測點，PAC排水路面的內聚力實測值為0.93kN、0.83kN、0.89kN、0.78kN、0.91kN，未養護路面的內聚力實測值為0.63kN、0.57kN、0.31kN、0.41kN、0.27kN。（2）抗拉強度。左右兩幅車道各選取5處監測點，PAC排水路面的抗拉強度實測值為0.18MPa、0.26MPa、0.24MPa、0.19MPa、0.22MPa，未養護路面的抗拉強度實測值為0.08MPa、0.12MPa、0.05MPa、0.10MPa、0.06MPa。（3）回彈模量。左右兩幅車道各選取5處監測點，PAC排水路面的回彈模量實測值為7150MPa、7361MPa、7653MPa、7459MPa、7621MPa，未養護路面的抗拉強度實測值為5421MPa、5018MPa、4367MPa、3891MPa、4097MPa。路用性能檢測結果表明，PAC排水路面的抗車轍性能得到明顯改善，各項性能指標遠遠好于未養護路面。

3結語

在高速公路養護工程中，PAC排水瀝青薄層罩面技術能夠有效抑制車轍病害，恢復路用性能，提高路面排水和抗車轍能力。在PAC排水瀝青路面施工中，要采用高黏性瀝青、高強度集料，按照生產配合比拌和混合料，加強混合料運輸、攤鋪和碾壓施工質量控制，保證薄層罩面覆蓋車轍，并形成新的排水層路面結構，保證高速公路服役期限。

參考文獻：

[1]劉孟燃，趙端，劉林林.瀝青路面車轍病害養護技術探討[J].交通科技與管理，2021（2）：187-188.

[2]王洪海.高速公路施工中低碳型橡膠瀝青薄層罩面技術的應用[J].工程建設與設計，2017（9）：162-164.

[3]武玉婷.高速公路施工中低碳型橡膠瀝青薄層罩面技術的應用[J].交通世界，2017（31）：144-145，163.

作者：吳建強 單位：邯鄲市交通建設投資管理中心