王 崢，張?zhí)K龍，劉 念，伏開磊

（1.連云港市公路管理處，江蘇 連云港 222000；2.江蘇東交智控科技集團股份有限公司，江蘇 南京 210000）

1 概論

瀝青路面是我國公路路面的主要形式，而車轍是瀝青路面服役過程中產(chǎn)生的主要病害之一。夏季的高溫與交通重載是失穩(wěn)性車轍產(chǎn)生的重要原因，車轍會大大降低路面平整度，對駕駛者的行車體驗造成不良影響，使路面更易出現(xiàn)裂縫病害，最終導(dǎo)致路面耐久性變差[1]。

灌漿復(fù)合瀝青路面是一種以開級配、孔隙率較大（一般為22%～28%）的瀝青路面為基體，將水泥漿灌入其中形成的剛?cè)岵男滦蛷?fù)合路面。與普通瀝青路面相比，該路面施工工藝相對復(fù)雜，灌漿復(fù)合路面的施工增加了漿體制作、漿體灌入、表面處理的工藝環(huán)節(jié)，并且各環(huán)節(jié)所需的機械設(shè)備各不相同，導(dǎo)致施工組織困難、對施工組織以及設(shè)備的要求更高。然而，目前國內(nèi)尚沒有灌漿復(fù)合路面的施工規(guī)范，也缺乏相應(yīng)的施工機械成套技術(shù)，在施工過程中以人工操作為主，導(dǎo)致目前灌漿復(fù)合路面存在施工效率和自動化水平低的問題，影響了工程的建設(shè)質(zhì)量以及該技術(shù)的進(jìn)一步推廣與應(yīng)用。

灌漿復(fù)合瀝青路面主要施工環(huán)節(jié)為舊路面處理（銑刨或清掃）、基體瀝青路面修筑、放置施工邊框、制備水泥灌漿材料、水泥泵灌注、路面表面抗滑處理、路面養(yǎng)護(hù)。其中，灌漿施工是整個灌漿復(fù)合瀝青路面施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響最終的施工質(zhì)量。灌漿施工具體細(xì)分為灌漿材料拌和、周邊處理、灌漿、表面抗滑處理等[2]。

因此，文章主要針對灌漿復(fù)合瀝青路面的施工工藝進(jìn)行優(yōu)化研究，選出適用于工程的灌漿復(fù)合瀝青路面施工制漿設(shè)備。該研究對于提高灌漿復(fù)合路面的施工效率與建設(shè)質(zhì)量，進(jìn)一步加強灌漿復(fù)合路面的推廣與應(yīng)用，改善干線公路的建設(shè)與養(yǎng)護(hù)水平具有重要的現(xiàn)實意義。

2 砂漿攪拌車制漿設(shè)備的研發(fā)

針對傳統(tǒng)的常用的壓漿車與移動式砂漿攪拌機施工過程中人工加料慢、設(shè)備不能自動計量導(dǎo)致對漿料的質(zhì)量控制不準(zhǔn)、所需施工人員多、勞動強度大[3]等問題，文章使用的水泥漿制漿設(shè)備為砂漿攪拌車（見圖1），相比其他制漿設(shè)備具有場地轉(zhuǎn)運快、使用簡單、配比控制準(zhǔn)確、環(huán)境影響小、產(chǎn)量高等優(yōu)點。實踐發(fā)現(xiàn)，作為灌漿復(fù)合瀝青施工的制漿設(shè)備，砂漿攪拌車的施工效率比普通制漿設(shè)備（移動式砂漿攪拌機）效率提升較大。

圖1 砂漿攪拌車設(shè)備外觀

3 配合比設(shè)計

3.1 原材料

此次室內(nèi)配合比設(shè)計所用集料1#、2#為內(nèi)蒙古產(chǎn)玄武巖，4#料為山東平邑產(chǎn)石灰?guī)r，瀝青為江蘇億虎瀝青科技有限公司產(chǎn)SBS改性瀝青，礦粉為連云港市贛榆區(qū)強達(dá)石粉廠產(chǎn)石灰?guī)r礦粉，木質(zhì)素纖維為江蘇射陽絲鼎纖維制造有限公司產(chǎn)（摻量為基體瀝青混合料質(zhì)量的0.2%）。

3.2 最佳油石比確定

確定GRAC-13基體瀝青混合料的三種級配A、B、C試驗組，其中級配A的用料比（1#∶2#∶4#∶礦粉）為85∶7∶6∶2，級配B的用料比（1#∶2#∶4#∶礦粉）為83∶7∶8∶2，級配C的用料比（1#∶2#∶4#∶礦粉）為81∶7∶10∶2。采用初試油石比4.2%，添加木質(zhì)素纖維（摻量為瀝青混合料總量的0.2%），采用馬歇爾雙面擊實50次成型試驗試件，試驗結(jié)果見表1。

表1 馬歇爾試驗體積性質(zhì)技術(shù)指標(biāo)表

根據(jù)馬歇爾試驗結(jié)果，級配B滿足《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（JTG F40—2004）中的要求。

3.3 灌漿材料設(shè)計

通過試配砂漿最終確定水膠比，灌漿材料∶水=1∶0.3。實驗結(jié)果顯示，試樣的流動度為13.2s，3d抗壓強度為16.5MPa，1d抗壓強度為24.8MPa。通過灌漿材料性能試驗證明，按照灌漿料∶水=1∶0.3制備的砂漿滿足GRAC-13的要求。

3.4 灌漿復(fù)合路面性能驗證

灌漿復(fù)合路面通過柔性的瀝青混合料和剛性的水泥漿組成復(fù)合路面，從而具有了強度高且抗裂性好的優(yōu)點[4]。室內(nèi)試驗的主要步驟如下：（1）根據(jù)目標(biāo)配合比，成型馬歇爾試件；（2）制備滿足配合比要求的灌漿料；（3）將灌漿料均勻拌和后灌入馬歇爾試件中；（4）在室內(nèi)條件下進(jìn)行試件養(yǎng)生3d；（5）最后取出試件按照瀝青混合料相關(guān)試驗規(guī)程進(jìn)行性能驗證試驗。試驗結(jié)果見表2。

表2 GRAC-13混合料性能試驗結(jié)果表

對GRAC-13混合料的性能驗證表明，此次設(shè)計的GRAC-13灌漿復(fù)合路面混合料性能滿足設(shè)計要求，可用于2020年連云港市204國道養(yǎng)護(hù)大中修工程施工項目GRAC-13混合料目標(biāo)配合比設(shè)計。

4 現(xiàn)場工藝

4.1 試驗路概況

在連云港地區(qū)204國道與張城子社區(qū)交叉口采用12cm GRAC-13灌漿路面進(jìn)行施工，施工面積1380m2，對原路面進(jìn)行銑刨回鋪。

4.2 基體灌漿路面施工

（1）瀝青混合料拌和。基體瀝青混合料生產(chǎn)過程中，拌和樓按照生產(chǎn)配合比中熱料倉比例，采用計算機進(jìn)行自動控制，并逐盤打印瀝青混合料的生產(chǎn)記錄。通過現(xiàn)場檢查，各熱料倉集料、瀝青及礦粉計量準(zhǔn)確，滿足基體瀝青混合料的生產(chǎn)要求。瀝青混合料出料溫度均值為171℃。每鍋料的總拌和時間約40s，其中干拌時間為5s左右，濕拌時間為35s左右。瀝青混合料中瀝青裹覆均勻，未出現(xiàn)花白料、結(jié)塊和離析等現(xiàn)象。

（2）瀝青混合料運輸?；w瀝青采用自卸汽車運輸?shù)綌備伒攸c。由于基體瀝青混合料細(xì)集料較少，使得基體混合料有一定的自由瀝青，因此為了防止自由瀝青與車廂板粘連，要求運料車車廂板上涂一層防止瀝青黏結(jié)的隔離劑。同時從拌和機向運料車上裝料時，能前—后—中移動運料車位置，以減少混合料離析?？紤]到基體瀝青混合料孔隙較大，容易散熱，在運輸過程中均采用油布覆蓋的方式進(jìn)行保溫，到場溫度均值為168℃。

（3）瀝青混合料攤鋪?；w瀝青混合料攤鋪與常規(guī)瀝青混合料基本一致。由于基體瀝青混合料屬于骨架-空隙型混合料，其粗集料占混合料比重80%以上，通過現(xiàn)場調(diào)試，基體瀝青混合料松鋪系數(shù)為1.10。

（4）瀝青混合料碾壓。根據(jù)施工前技術(shù)交底的要求，碾壓以靜壓為主，碾壓遍數(shù)控制在6～7遍?；w瀝青路面所有碾壓需在80℃前完成，防止溫度過低時雙鋼輪壓路機碾壓對基體結(jié)構(gòu)的破壞，影響路面質(zhì)量。壓路機驅(qū)動輪面對攤鋪機方向，且壓路機的起動、停止必須減速緩慢進(jìn)行，防止混合料產(chǎn)生推移。

壓實成型后的路面表面瀝青膜裹覆均勻，未出現(xiàn)石料裸露，鋪面整體均勻性較好，路面整體無離析現(xiàn)象。

4.3 灌漿材料的處理

（1）灌漿材料的生產(chǎn)。灌漿材料的灌入材料采用施工現(xiàn)場拌制，生產(chǎn)前需現(xiàn)場按照生產(chǎn)配合比中比例進(jìn)行試配，并進(jìn)行流動度試驗，試驗合格后再進(jìn)行灌漿劑的生產(chǎn)。現(xiàn)場采用攪拌機進(jìn)行灌漿的生產(chǎn)。

（2）灌漿材料的灌注。作為灌漿材料的灌漿拌制好后需馬上進(jìn)行灌注作業(yè)，灌注作業(yè)中采用人工灌注和小型機具聯(lián)合的施工工藝。

4.4 灌漿復(fù)合路面表面抗滑處理及養(yǎng)生

灌漿后，需要使用橡膠木耙或者半自動刮漿設(shè)備對表面多余的浮漿進(jìn)行處理，以暴露路表的構(gòu)造為宜，構(gòu)造深度不得低于0.8m。為確保灌漿復(fù)合路面的強度，完工后需進(jìn)行一定時間的養(yǎng)生，其中改性的水泥灌漿材料強度形成需要進(jìn)行3～5h的養(yǎng)生，才能有效保證灌漿復(fù)合路面的質(zhì)量，應(yīng)避免過早開放交通產(chǎn)生的破壞。

5 效益分析

從實際施工結(jié)果可知，相比普通制漿設(shè)備，砂漿攪拌車的施工效率綜合提升明顯。對兩種制漿設(shè)備的施工效率和所需人工及輔助設(shè)備進(jìn)行對比，結(jié)果見表3。砂漿攪拌車可完成400m2/h左右的施工，相當(dāng)于普通制漿設(shè)備的3倍左右，能滿足大規(guī)模施工需求。

表3 兩種制漿設(shè)備效益對比結(jié)果

6 結(jié)束語

文章對灌漿復(fù)合瀝青路面施工工藝進(jìn)行了研究分析，主要對制漿設(shè)備進(jìn)行了研發(fā)，采用砂漿攪拌車作為制漿設(shè)備，并將其應(yīng)用于施工現(xiàn)場，發(fā)現(xiàn)其具有運輸簡易、操作方便、計量精確以及施工效率高的優(yōu)勢與效益，經(jīng)該工藝施工的路面經(jīng)過檢測質(zhì)量合格。