刘小童
身份证号：22012219890730****
摘要：鉴于如何有效降低车辙量是目前沥青路面设计及养护工程中所面临的重点问题，文章分析了半柔性抗车辙技术的原材料配比、施工指标控制及施工工艺，并探讨了半柔性抗车辙技术在某市市政道路养护工程中的应用，旨在明确半柔性抗车辙技术在市政道路养护工程中应用的可行性，从而有效减少车辙、推挤、拥包等因混合料高温稳定性不足引起的病害。
关键词：半柔性抗车辙技术；市政道路；道路养护
1.半柔性路面国内外研究现状
目前，半柔性路面根据材料和施工工艺的不同大致可分为三种：水泥灌浆沥青路面、水泥沥青路面以及水泥乳化沥青路面。
(1)水泥灌浆沥青路面
水泥灌浆沥青是一种将特殊水泥砂浆填充到多孔开级配沥青中得到的符合路面材料。这种材料的强度由沥青和水泥砂浆共同提供，同时具有刚性和柔性材料的主要优点，有着较好的抗车辙和耐腐蚀性能。
(2)水泥沥青路面
与上述第一种材料不同的是，水泥沥青是在高温混合过程中加入水泥砂浆形成的一种高强度混合材料。水泥砂浆被视为提高沥青刚度的一种添加剂，使得柔性的沥青材料变得具有刚性材料的特点，与水泥灌浆沥青达到异曲同工的效果。水泥砂浆的引入减少了沥青和其他集料的粘性，因此，这种材料的施工质量控制是材料性能的重中之重。
(3)水泥乳化沥青路面
水泥乳化沥青是一种在低温状态下将水泥或者水泥浆混合到乳化沥青中得到的一种混合料，从形成原理来看，它与第二种材料相似，但水泥乳化沥青由于水的存在使得它又具有第二种材料没有的优点，例如破乳后的乳化沥青中多余的水提供了水泥良好的硬化凝结条件，其施工难度较第二种材料相对简单，节省材料更加符合环保要求。
2.半柔性路面的组成
半柔性抗车辙路面作为一种混合料，其构成较为复杂。通常认为是由高连通空隙沥青混合料与水泥胶浆及少量空隙组成，其典型结构如图1所示。
.png)
高连通空隙沥青混合料包含诸多组成部分，由沥青(包括结构沥青与白由沥青)、矿粉与粗、细集料等组成。现有沥青混合料的构成理论主要有两种，分别为表面理论与胶浆理论。
3.半柔性抗车辙路面性能
半柔性抗车辙路面是指在大空隙率母体沥青混合料中灌注含特殊成分的水泥砂浆而形成的路面结构。半柔性抗车辙路面具有诸多优点，例如比普通沥青路面更好的高温稳定性、低温抗裂性与耐久性，比水泥路面较低的弹性模量，使得司机和乘客具有更舒适的行车体验。同时半柔性抗车辙路面还具有良好的耐油、耐酸，良好的耐热、水稳定与易着色等性能。因此部分地区已经开始尝试着使用半柔性抗车辙路面以应对越发严重的车辙问题。
.png)
半柔性抗车辙路面作为复合材料，由沥青与水泥组成，因此是一种处于水泥路面与沥青路面之间的材料，拥有两种材料的优点。冈此对于日益突出的车辙问题是‘种很好的解决途径。描述半柔性抗车辙路面性能～般从其劈裂强度、抗压同弹模量、温缩性能与耐疲劳性能等入手。
4.施工指标控制和施工工艺
施工前对原沥青路面进行全面调研，主要内容包括以下三个方面：基于弯沉结果评价原路面承载力；通过统计车辙深度、开裂面积、开裂形式、坑槽面积评价原路面服役性能；借助取芯验证原路面沥青混合料级配、强度，分析原路面材料设计的合理性与可靠性。在调研后，在其基础上统计相关路段交通量、交通构成以及主要轴载形式，并综合原路面结构性能和交通特性优化抗车辙处治方案。
母体大孔隙沥青混合料的空隙率和水泥基灌浆料的灌入度是半柔性材料的关键控制指标。室内实验通过控制各档集料投入占比和压实次数，形成空隙率在25%～30%的母体大孔隙沥青混合料，再通过排水法和CT扫描方法计算母体沥青混合料的密度和空隙率。对于灌浆料，在控制水灰比的前提下保证一定的流动度，依据灌浆前后的质量差值计算灌入浆体的体积，从而表征半柔性材料的灌入度。在工程施工现场，为了保障母体大孔隙沥青混合料的空隙率，需严格规定沥青混合料的拌制、运输、摊铺温度、碾压次数。
碾压作业时，首先使用12t钢轮压路机对新旧路面搭接处（或与路缘石交界处）开振动碾压，振幅在0.35mm左右，碾压遍数在3遍左右。然后，对除搭接处外的摊铺新路面，使用12t钢轮压路机采用静压法碾压，碾压5遍，碾压轮重叠轮宽的1/3～1/2，压路机应以缓慢均匀的速度碾压（初压速度建议1.5～2.5km/h）。当混合料温度降低至80℃左右时进行终压（终压速度建议3.5～6km/h），以消除轮迹。对大空隙基体沥青混合料的压实成型，要求压实度≥97%，平整度测试最大值≤10mm、均值≤5mm。在母体大孔隙沥青混合料摊铺完成后，需现场测试渗水系数，判断其是否满足灌浆要求。当母体沥青混合料路面冷却至50℃以下时进行灌浆，灌浆前必须检测灌浆料的流动度并进行现场记录。在灌浆完成后，需控制路面交通1～2h进行路面养生。施工结束后需对一定长度路面上进行取芯，并通过三维CT扫描的方法验证浆体灌入程度。最终半柔性路面材料的检验及验收指标包括路面层厚、灌浆饱满度、马歇尔稳定度、路面构造深度、路表平整度、车辙深度等。
5.工程应用
在某市区多个路段中选择车辙深度不小于5cm的交叉口、公交车专用道以及公交站台，同时为了减少基层强度不足对试验段路面服役效果的影响，对不同路段进行了弯沉测试，优选路表弯沉大于15（0.01mm）的路段，最终确定和燕路、江东快速路、虎踞南路以及宁工新寓4个路段。市政道路交叉口施工对交通阻隔影响大，因此试验段施工选择夜间进行。半柔性路面主要施工流程依次为封闭交通、铣刨、清扫、洒布粘层油、摊铺下面层、洒布粘层油、摊铺上面层、封边、灌浆、表面处理、养护、开放交通。其中，封边工艺是将大孔隙沥青路面与周围路面隔离，防止高流态灌浆料污染路面。大孔隙沥青混合料生产过程中由于采用聚合物改性沥青，软化点较高，因此需要采用较高的拌和以及碾压温度。具体施工温度控制范围如表1所示。
为了保证大孔隙沥青路面既具有良好的骨架嵌挤结构抵抗荷载，又具备良好的孔隙结构保证浆体的下渗，在大孔隙沥青路面施工过程中应注意以下要点：（1）大孔隙沥青混合料松铺系数宜控制在1.1～1.15；（2）采用钢轮压路机静压5遍，避免采用胶轮压路机。（3）静压时压路机碾压带应重叠1/3～1/2轮宽，且不小于1/4轮宽，防止部分路面缺乏碾压或过度碾压。（4）碾压现场压路机的启动、停止必须减速缓慢进行，防止混合料产生推移。
.png)
6.施工污染监测
由于试验段铺筑均在夜间进行，同时半柔性路面施工相比常规沥青路面施工需要增加现场制浆及表面处理两道流程，因此为比较新工艺、新设备对环境的影响，对施工过程中噪声及粉尘污染进行了检测分析。沥青路面施工现场PM2.5达到了330，铣刨机周围噪声95.2dB，小型压路机周围噪声为88.7dB。而半柔性路面专用制浆设备周围PM2.5为57，噪声74.2dB，推浆机（用于半柔性路面表面推浆形成构造深度和纹理）噪声为73.6dB。由于试验段半柔性路面施工采用的制浆设备采用集装箱进行外包处理，在灌浆料粉剂进入设备处采用了粉尘隔离装置，因此能够有效减小现场噪声和减少粉尘。经过对比，发现半柔性路面施工增加的制浆和表面推浆工艺并不会增加施工现场噪声和粉尘污染。
结语
通过路用性能以及施工效率研究可知，半柔性路面材料动稳定高，其抗车辙性能远远强于沥青混合料，用于上面层能够有效消除路面车辙病害。综合考虑施工效率和使用效果，可以将其作为市政道路车辙处治快速抢修的有效手段。
参考文献：
[1]张荣鹍.高性能灌注式半柔性路面材料的研究与应用[D].武汉:武汉理工大学,2009.
[2]赵国强,邓成,王文达,等.半柔性抗车辙路面材料的研究与应用[J].公路交通科技(应用技术版),2015,11(11):124-127.
[3]张阳.高性能半柔性路面在改造工程中的应用研究[J].西部交通科技,2010(Z1):13-17.