高速公路纵坡路面施工技术分析
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摘要：结合实际工程，介绍了高速公路长大纵坡材料组成设计与施工质量控制要点。研究结果表明：采用沥青稳定碎石基层的高速公路具有良好的路用性能。长大纵坡材料组成设计过程中，各材料的质量对道路性能有着重要影响。因此应选择符合规范要求的原材料，通过确定最佳油石比和配合比，以保证道路质量。
关键词：道路工程；长大纵坡；沥青稳定碎石；施工技术
引言
沥青混凝土路面具有表面平整度较高、行车舒适性较好、施工简单、维修简便等优点。随着使用时长的增加，沥青路面容易出现车辙、裂缝、拥包等病害，严重影响道路质量和行车交通安全。长大纵坡沥青路面由于车辆荷载作用于路面时间更长、水平分力更大，所以更加容易出现各种病害。其中，车辙损害是高速公路长大纵坡沥青路面最主要的病害类型。所以，对高速公路长大纵坡路面车辙病害进行分析，研究其施工材料组成和施工技术对解决车辙病害很有帮助。目前，国内外从事道路工作的专家学者通过对高速公路长大纵坡路面结构进行研究，发现级配良好的大粒径沥青稳定碎石具有较好的高温抗车辙及抗剪切变形能力，同时能减少沥青用量，降低工程造价[1]。与其他类型的基层相比，沥青稳定碎石基层耐疲劳性更好，可以为高速公路长大纵坡提供良好的路用性能。
1长大纵坡材料设计
原材料力学性能、矿料级配组成和沥青用量都对高速公路长大纵坡路面的使用质量产生重要影响，良好的级配组成可以提高集料间的嵌挤程度，提高道路耐久性，减少道路车辙损害。
1.1原材料技术指标
本工程使用原材料的性能指标参照《公路沥青路面施工技术规范》（JTGF40-2004）标准，为发挥大粒径沥青稳定碎石的作用，可结合施工环境条件进行适当调整。根据技术要求，粗集料的石料压碎值≤26%、洛杉矶磨耗损失≤28%、坚固性≤12%、针片状颗粒含量≤15%、软石含量≤3、表观相对密度≥2.5g/cm3；细集料的坚固性≥12%、砂当量≥60%、表观相对密度≥2.5g/cm3；矿粉的含水量和亲水系数＜1%；沥青的针入度（25℃，5s，100g）在60～80mm间、延度（15℃，5cm/min）≥100cm、软化点≥46℃、闪点≥260℃、溶解度≥99.5%。本工程通过试验检测原材料性能指标，结果均符合技术要求。
1.2矿料级配组成
沥青稳定碎石属于连续型级配，相对于间断型级配，沥青稳定碎石离析对路面影响较小，可通过其他档料来填补某一档料偏差，混合料目标配合比如表1所示，料仓进行筛分试验来确定生产配合比级配组成，结果如表2所示。
1.3最佳油石比确定
进行马歇尔试验，采用2.5%、3.0%、3.5%、4.0%、4.5%几种规格不同的油石比试验，确定最佳油石比。试验过程中，集料加热温度为170℃，击实温度为150℃，沥青加热温度为150℃，拌锅加热温度为156℃，马歇尔试验各项技术指标如表3所示。根据油石比选定图可得出：最佳油石比为3.46。
2工程实践
2.1工程概况
某高速公路全长275.6km，路基宽度为28m，路面宽度为24m，设计速度为100km/h，路线总体走向自南向北，路面设计年限为15年，设计为双向六车道。由于该路线预计重载车辆较多，容易产生车辙病害，公路所处地区地质条件复杂，路段高低起伏，需要对路面原材料选择、施工工艺进行研究。
2.2施工工艺及质量控制
（1）由于沥青稳定碎石混合料中存在大量大粒径颗粒，温度敏感性较高，在施工期间要严格把控温度以控制离析。加热沥青时温度控制在150～165℃，加热集料时温度控制在170～185℃，沥青混合料出场温度控制在150～165℃，运输至现场后温度不得低于150℃。生产混合料时，生产参数不得改变，要严格控制集料级配。（2）装料过程中为避免离析现象，采用多料堆装料的方式装料。装料前，在装料车厢四周涂抹油水混合物；装料时，车辆适当前后移动以控制离析，同时要控制混合料温度达标。混合料运输过程中，要尽量缩短运输时间，但装料车辆的运行速度不得过高。混合料到达施工现场后，对混合料的温度和形状进行检查，严禁使用温度不达标、离析和结块的混合料。（3）为保证摊铺连续，装料车运输能力要大于混合料拌和能力和摊铺能力。摊铺前，需安排车辆在施工区域等料。摊铺过程中，摊铺机宽度要适宜，采用双机连铺的作业面摊铺方式，每台摊铺机的性能参数要相同，前后间距不超过10m，摊铺温度控制在145～165℃。摊铺机运行速度要缓慢均匀，随时对其平整度、厚度和温度进行检测，保证相关数值在规定范围内。（4）为保证沥青混合料压实度和平整度，整个碾压过程要严格控制温度、碾压速度，并且要合理选择碾压工具和组合碾压工序。初压时，温度不得低于140℃，采用双钢轮振动压路机进行碾压，运行速度控制在3.5～5km/h范围内；复压时，温度不得低于130℃，同样采用双钢轮振动压路机进行碾压，运行速度控制在3～4.5km/h范围内；终压时，温度不得低于120℃，采用双钢轮振动压路机进行碾压，运行速度控制在4～5km/h范围内。
2.3质量检验
2.3.1压实度和构造深度施工完毕后，通过目测对试验路段的外观和接缝进行检查，并对压实度和构造深度等进行检测，检测结果如表4所示。根据外观检测得知，路段表面平整密实、无碾压轮迹、接缝整齐紧密、无裂缝产生。根据检测结果，该路面的压实度平均值为97.5%，构造深度平均值为1.125mm，渗水系数的平均值为11.7ml/min，均符合设计要求。说明本文采用的密级配沥青稳定碎石混合料组成设计、施工工艺合理，路面的压实度、抗滑性能和抗渗性能达标，可以保证道路质量寿命和行车舒适性。
2.3.2通车一年后试验段车辙深度检测结果通车一年后对试验段车辙深度检测，检测结果如表5所示。根据检查结果得知，通车一年后，车辙深度较小，平均值为1.73mm，说明采用沥青稳定碎石基层的长大纵坡沥青路面施工效果较好，抗车辙性能良好。
3结论
（1）根据试验路段检测结果可知，采用沥青稳定碎石基层的高速公路长大纵坡路面具有良好的压实度、抗滑性能、抗车辙性能和抗渗性能，路用性能较好。（2）长大纵坡材料组成设计过程中，各材料的质量对道路性能有着重要影响。因此应严格参照规范要求，通过选择符合要求的原材料，确定最佳油石比和配合比，以保证道路质量。
参考文献：
[1]秦艺.长大纵坡段沥青路面施工技术研究[J].华东公路，2020（1）：65-67.
[2]吴金友.高速公路长大纵坡沥青路面的施工技术[J].中国公路，2019（19）：108-109.
[3]韩锋.高速公路长大纵坡沥青路面施工技术研究[J].交通世界，2018（34）：54-55.
[4]桑伟.长大纵坡沥青路面疲劳开裂分析[D].兰州：兰州交通大学，2018.
[5]岳远新.重载长大纵坡沥青稳定碎石材料组成设计及路用性能研究[D].重庆：重庆交通大学，2014.
作者：王东升 单位：河北北方公路工程建设集团有限公司