摘要 為探索HET高性能抗滑表層取代常規(guī)GAC型瀝青混凝土抗滑磨耗層在新建高速公路施工中應(yīng)用的技術(shù)要點(diǎn)，文章以某公路段為例，首先對HET專用瀝青、粗細(xì)集料、填料及纖維穩(wěn)定劑等材料性能進(jìn)行了檢測，然后對HET高性能抗滑表層混合料合成級配進(jìn)行了設(shè)計(jì)，最后從混合料生產(chǎn)、攤鋪及碾壓等方面對HET高性能抗滑表層施工要點(diǎn)進(jìn)行了分析研究。結(jié)果表明，HET高性能抗滑表層能夠節(jié)省優(yōu)質(zhì)石料用量，厚度較薄，并能為高等級公路瀝青路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)預(yù)留空間；其抗高溫、抗水損、抗疲勞性能優(yōu)異，能較好地提升行車安全性和舒適性。

關(guān)鍵詞 高速公路；HET；高性能抗滑表層；施工

中圖分類號 U416 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）22-0090-03

0 引言

對于高溫多雨地區(qū)交通量較大的公路路面而言，路表磨耗層必須具備較好的抗滑、抗裂、抗車轍、耐久及降噪功能。當(dāng)前我國南方地區(qū)公路路面大多以改進(jìn)型級配瀝青混凝土為抗滑磨耗層，其厚度及優(yōu)質(zhì)石料使用量均較大，施工成本相對較高，對后續(xù)路面養(yǎng)護(hù)方案的選用造成很大制約。近年來出現(xiàn)的HET（Hign Performance and Economical Thin Layer Techonology）高性能抗滑表層的抗高溫、抗疲勞、抗車轍性能優(yōu)異，能較好地解決傳統(tǒng)抗滑磨耗層所面臨的問題，體現(xiàn)出較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益?；诖?，該文依托公路工程實(shí)際，對HET高性能抗滑表層在復(fù)合路面養(yǎng)護(hù)施工中應(yīng)用的要點(diǎn)展開分析研究，以期為此類養(yǎng)護(hù)處治技術(shù)的推廣應(yīng)用提供有益借鑒。

1 工程概況

某新建高速公路長6.57 km，全線按照雙向四車道建造。工程所在地高等級公路普遍采用4～5 cm厚的GAC型瀝青混凝土抗滑磨耗層，此類表層面臨諸多技術(shù)問題。為提升路面的抗滑性和耐久性，節(jié)省優(yōu)質(zhì)石料用量，改善路面平整度和舒適度，抑制反射裂縫出現(xiàn)，該公路決定鋪筑HET高性能抗滑表層，并以K36+250～K37+500為試驗(yàn)段展開施工，力圖確定出適用的參數(shù)取值及施工工藝。按照施工方案設(shè)計(jì)要求，路面結(jié)構(gòu)由上至下依次為3 cm厚的HET高性能抗滑表層、6 cm厚的AC-20C中面層、8 cm厚的AC-25C下面層、改性瀝青同步碎石封層、40 cm厚的5%水穩(wěn)層、20 cm厚的4%水穩(wěn)層。

2 原材料選用及配合比設(shè)計(jì)

2.1 原材料選用

（1）瀝青。工程所在地交通科技公司供應(yīng)的專用瀝青性能檢測結(jié)果見表1所示。由表1可以看出，專用瀝青黏韌性、彈性恢復(fù)、60℃動力黏度等指標(biāo)的取值均高出普通高黏彈性改性瀝青，表明此類瀝青性能優(yōu)異，能夠確保特重交通下HET抗滑表層的高溫穩(wěn)定性和抗疲勞性能[1]。

（2）集料。該公路試驗(yàn)段選用黏附性、抗磨耗性均優(yōu)異且經(jīng)過反擊破方式破碎而成的輝綠巖集料[2]，其性能檢測結(jié)果見表2所示。此外，該公路試驗(yàn)段HET高性能抗滑表層選用破碎加工而成的0～3 mm規(guī)格的機(jī)制砂，其表觀相對密度為2.752，堅(jiān)固性為4.3%，砂當(dāng)量取73.6%，棱角性為37 s，亞甲藍(lán)值為0.3 g/kg。粗細(xì)集料性能均滿足《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JTG 5142—2019）相關(guān)要求。

（3）填料。以石灰?guī)r研磨而成的礦粉為填料，其表觀密度為2.821 t/m3，含水量為0.2%，親水系數(shù)為0.7，塑性指數(shù)為1.0，外觀松散無團(tuán)結(jié)現(xiàn)象，性能滿足技術(shù)要求。

（4）纖維穩(wěn)定劑。選用工程所在地供應(yīng)的顆粒木質(zhì)素纖維，并按混合料質(zhì)量的0.3%～0.4%添加。此類纖維長度在3.0 mm以下，吸水率為3.9%，pH值為7.8，灰分含量為18.7%；經(jīng)過耐熱性試驗(yàn)后質(zhì)量損失3.5%，無可燃性，工程性能優(yōu)良。

2.2 配合比設(shè)計(jì)

按照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》（以下簡稱施工技術(shù)規(guī)范，JTG F40—2017）中的方法展開HET高性能抗滑表層混合料的配合比設(shè)計(jì)。按照確定的6.2%最佳油石比，以及瀝青混合料質(zhì)量的0.35%添加纖維穩(wěn)定劑。最終得到的HET高性能抗滑表層混合料的配合比見表3所示：

2.3 HET高性能抗滑表層混合料性能

基于以上得到的合成級配，展開HET高性能抗滑表層混合料的抗滑試驗(yàn)、低溫抗裂試驗(yàn)、車轍試驗(yàn)、浸水馬歇爾試驗(yàn)、飛散試驗(yàn)，以展開此類混合料的路用性能評估[3]。

2.3.1 高溫穩(wěn)定性

按照施工技術(shù)規(guī)范中的車轍試驗(yàn)，對HET高性能抗滑表層混合料進(jìn)行高溫穩(wěn)定性檢測與評價。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，HET高性能抗滑表層混合料在0.7 MPa的輪壓及60℃和70℃的試驗(yàn)溫度下，動穩(wěn)定度分別為8 589次/mm和5 062次/mm，滿足≥6 000次/mm和≥3 500次/mm的技術(shù)要求。

2.3.2 水穩(wěn)性及抗裂性

通過浸水馬歇爾飛散試驗(yàn)和半圓彎曲試驗(yàn)，檢測HET高性能抗滑表層混合料的抗水損性能和抗裂性。結(jié)果顯示，HET高性能抗滑表層混合料在14.5%試件孔隙率下的飛散損失不超出1.6%，強(qiáng)度和黏聚性能優(yōu)異。因混合料中高黏、高彈瀝青和粉料膠漿等的作用，裂縫擴(kuò)展更為緩慢，黏彈性、柔韌性及抗裂性能更優(yōu)。

根據(jù)以上試驗(yàn)結(jié)果，HET高性能抗滑表層混合料各項(xiàng)性能均滿足技術(shù)要求，其動穩(wěn)定度、殘留穩(wěn)定度、低溫彎曲破壞下的彎拉應(yīng)變峰值均達(dá)標(biāo)，表明此類混合料具有優(yōu)異的抗車轍、抗水損及低溫抗裂性能。

3 HET高性能抗滑表層施工工藝

3.1 HET高性能抗滑表層混合料制備

HET高性能抗滑表層混合料以專用瀝青為膠結(jié)料，為確保混合料生產(chǎn)質(zhì)量，必須將專用瀝青、集料分別加熱至165～175℃和190～200℃。在冷料倉頂面設(shè)置隔離鋼板，避免在上料期間發(fā)生串料。干拌和及濕拌和時間應(yīng)分別控制在15 s和45 s左右，總拌和時間不超出90s。為確保級配穩(wěn)定，應(yīng)將混合料出料溫度控制在180～190℃之間。

3.2 攤鋪

配備2臺SF1800-3L型履帶式攤鋪機(jī)進(jìn)行梯隊(duì)形式的攤鋪。根據(jù)拌和站生產(chǎn)能力及運(yùn)輸距離，攤鋪速度按6～8 m/min控制時，攤鋪過程可連續(xù)不間斷展開，此時攤鋪面的均勻性、集料搭接密實(shí)度等效果最佳。

3.3 碾壓

由2臺BOMAG 120A 13 t雙鋼輪壓路機(jī)展開碾壓，同時配備1臺BOMAG 3 t壓路機(jī)進(jìn)行邊緣處的補(bǔ)充碾壓。該公路試驗(yàn)段共設(shè)計(jì)了3種碾壓方案，見表4所示。根據(jù)碾壓效果，方案3按照前靜后振方式展開初壓，前靜過程對松散混合料起到重新排列和初步壓實(shí)的作用，而后振過程則加速了粗集料嵌擠及骨架結(jié)構(gòu)的形成[4]，其初壓階段的壓實(shí)度即達(dá)到90%以上，壓實(shí)效果良好，故推薦采用。

3.4 黏層油灑布

HET高性能抗滑表層以專用高黏改性乳化瀝青為黏層油，將乳化瀝青提前加熱至60～70℃后，按照0.9～

1.2 kg/m2的用量同步噴灑。噴灑后乳化瀝青應(yīng)能均勻覆蓋構(gòu)造深度內(nèi)的混凝土基面構(gòu)造，無流淌。黏層油灑布后乳化瀝青破乳速度相應(yīng)減緩，為兼顧黏結(jié)效果和破乳速度，應(yīng)按照0.9 kg/m2的最低限確定灑布量。

4 施工效果評價

4.1 平整度

施工后安排檢測人員使用手推式斷面儀，對試驗(yàn)段HET高性能抗滑表層進(jìn)行平整度檢測。所使用的手推式斷面儀主要將三軸加速度計(jì)安裝在滾動平臺處，進(jìn)行縱斷面的高程測量。試驗(yàn)段長1 250 m，按照50 m間隔設(shè)置測量斷面，共布設(shè)25個測量斷面。根據(jù)測值計(jì)算平整度指數(shù)，以反映待測路面的平整度。根據(jù)測試結(jié)果，試驗(yàn)段平整度指數(shù)位于0～1 m/km之間的測量斷面占比為85.4%，平整度指數(shù)位于1～2 m/km之間及2 m/km以上的測量斷面占比分別為10.1%和4.5%。由此可見，試驗(yàn)段HET高性能抗滑表層平整度較好。

4.2 表面構(gòu)造

通過手工鋪砂法檢測試驗(yàn)路面的構(gòu)造深度。根據(jù)檢測結(jié)果，試驗(yàn)段HET高性能抗滑表層構(gòu)造深度均值為1.23 mm，橫縱向構(gòu)造深度差不超出0.1 mm，表明HET高性能抗滑表層的表面均勻性和抗滑性能均得到了保證。此外，通過激光紋理儀和掃描激光器展開試驗(yàn)段HET高性能抗滑表層的構(gòu)造深度驗(yàn)證[5]。測試斷面設(shè)置情況與平整度檢測斷面完全一致。根據(jù)檢測結(jié)果，試驗(yàn)段構(gòu)造深度在1.05 mm以下、1.05～1.15 mm之間、1.15～1.25 mm之間及1.25 mm以上的路段依次占4.9%、4.8%、85.5%和4.8%，驗(yàn)證了試驗(yàn)段HET高性能抗滑表層具有較好的粗糙程度和抗滑穩(wěn)定性。

4.3 層間黏結(jié)性能

在各測試斷面鉆孔取芯，并通過拉拔儀展開試驗(yàn)段HET高性能抗滑表層與中面層間的黏結(jié)強(qiáng)度檢測。25個芯樣在施測期間的上下結(jié)構(gòu)層均被拉斷，但黏結(jié)層無明顯斷裂跡象，表明黏結(jié)層拉拔強(qiáng)度明顯高出HET高性能抗滑表層和中面層的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。此后，在現(xiàn)場對黏層油取樣并展開室內(nèi)拉拔試驗(yàn)，測出試驗(yàn)段黏層油在20℃下的拉拔強(qiáng)度達(dá)到了0.64 MPa，遠(yuǎn)高于HET高性能抗滑表層0.56 MPa及中面層0.54 MPa的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。

4.4 抗?jié)B及抗滑性能

經(jīng)檢測，試驗(yàn)段HET高性能抗滑表層中各測試斷面的滲水系數(shù)均值為28 mL/min，遠(yuǎn)小于80 mL/min的規(guī)范值，表明抗滑表層滲水性能優(yōu)異。在試驗(yàn)段竣工驗(yàn)收時及施工后不同時間，通過橫向力檢測車展開各測試斷面的抗滑性能檢測，結(jié)果見表5所示。試驗(yàn)段HET高性能抗滑表層的初始抗滑性能較好，并能長期維持。

結(jié)合以上檢測結(jié)果，HET高性能抗滑表層混合料在運(yùn)輸及攤鋪施工過程中均表現(xiàn)出較好的抗離析效果，使用中小型壓路機(jī)碾壓較少遍數(shù)即可得到均勻美觀的瀝青路面。壓實(shí)后的HET高性能抗滑表層平整密實(shí)、紋理粗糙。在環(huán)境溫度為30℃、路表溫度為45℃的情況下，此抗滑表層與下承層間的黏結(jié)強(qiáng)度可達(dá)到0.45 MPa及以上，能夠較好地避免早期層間病害的發(fā)生。

5 結(jié)論

綜上所述，該公路試驗(yàn)段用鋪筑3 cm厚的HET高性能抗滑表層代替常規(guī)上面層，石料用量減少、施工工藝簡化、施工成本得以節(jié)省，也為公路段運(yùn)營期間加鋪1～2 cm厚的預(yù)養(yǎng)護(hù)罩面提供了空間。試驗(yàn)段通車后展開為期12個月的持續(xù)檢測，車轍最大為2.1 mm，平整度指數(shù)為0.81 m/km，橫向力系數(shù)取56，表明試驗(yàn)段抗滑表層具有高溫穩(wěn)定性，抗滑性能優(yōu)異，平整度達(dá)到優(yōu)等級，行車安全性及舒適性得到了顯著提高，為公路全線HET高性能抗滑表層的推廣應(yīng)用積累了成功經(jīng)驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

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