作者簡(jiǎn)介：

李其斌（1988—），工程師，主要從事公路養(yǎng)護(hù)、養(yǎng)護(hù)工程建設(shè)管理等方面工作。

為研究公路排水降噪薄層罩面養(yǎng)護(hù)技術(shù)，文章通過室內(nèi)試驗(yàn)對(duì)排水降噪瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)進(jìn)行分析，并結(jié)合實(shí)際國道公路工程養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目試驗(yàn)段，對(duì)排水降噪薄層罩面實(shí)際應(yīng)用效果進(jìn)行檢驗(yàn)。結(jié)果表明：對(duì)于高溫重載環(huán)境可適當(dāng)提高排水降噪瀝青混合料中粗骨料的含量，對(duì)于寒冷環(huán)境可適當(dāng)提高排水降噪瀝青混合料中細(xì)集料的含量與2.36 mm通過率；試驗(yàn)段排水降噪薄層罩面能夠有效恢復(fù)舊路抗滑性能，同時(shí)開級(jí)配大空隙的特殊結(jié)構(gòu)使其能顯著改善舊路排水性能與降噪性能，從而改善舊路的行車舒適性與安全性。

排水降噪薄層罩面；公路養(yǎng)護(hù)；配合比設(shè)計(jì)；抗飛散性能；抗滑性能

U416.2A250903

0?引言

截至2022年底，我國公路養(yǎng)護(hù)里程已達(dá)535.03萬km，占公路總里程比重為99.9%，大量早期建設(shè)的公路亟須進(jìn)行養(yǎng)護(hù)和維修，我國逐步由早期的建設(shè)為主的階段轉(zhuǎn)入養(yǎng)護(hù)為主階段。排水降噪薄層罩面是一種以排水、降噪以及提高雨天行車安全性為導(dǎo)向的薄層罩面技術(shù)，一定程度上借鑒了排水瀝青路面的設(shè)計(jì)理念，通過其骨架空隙型結(jié)構(gòu)，使瀝青混合料具有較大的空隙率與構(gòu)造深度的特點(diǎn)，從而賦予瀝青混合料排水、降噪、提高抗滑性能、抑制水霧等優(yōu)點(diǎn)［1-2］。目前，我國排水性瀝青混合料主要用于新建排水路面中，針對(duì)養(yǎng)護(hù)性薄層罩面的相關(guān)研究較少，且工程實(shí)踐運(yùn)用較為缺乏［3］。因此本文結(jié)合室內(nèi)試驗(yàn)與試驗(yàn)路段檢驗(yàn)等手段，研究公路排水降噪薄層罩面養(yǎng)護(hù)技術(shù)，以期為排水降噪薄層技術(shù)在我國養(yǎng)護(hù)工作中的應(yīng)用提供參考和借鑒。

1?原材料

1.1?瀝青

本文采用高黏改性瀝青作為排水降噪薄層罩面瀝青膠結(jié)料，主要技術(shù)指標(biāo)如表1所示。

1.2?粗集料

本文采用干燥潔凈、顆粒均勻、高耐磨耗性、質(zhì)地堅(jiān)硬的輝綠巖作為排水降噪薄層罩面粗集料，其主要技術(shù)指標(biāo)如表2所示。

1.3?細(xì)集料

本文采用干燥潔凈、無風(fēng)化、無雜質(zhì)的輝綠巖作為排水降噪薄層罩面細(xì)集料，主要技術(shù)指標(biāo)如表3所示。

1.4?填料

本文采用由石灰?guī)r磨細(xì)得到的礦粉作為排水降噪薄層罩面填料，其主要技術(shù)指標(biāo)如表4所示。

2?排水降噪薄層罩面配合比設(shè)計(jì)

根據(jù)《排水瀝青路面設(shè)計(jì)與施工指導(dǎo)規(guī)范（JTG/T 3350-03-2020）》（以下簡(jiǎn)稱《規(guī)范》），排水降噪薄層罩面的級(jí)配類型選用細(xì)粒式開級(jí)配PA-10，目標(biāo)空隙率取20%，依據(jù)規(guī)范級(jí)配2.36 mm篩孔通過率中值與中值±3%范圍，得到三種初選級(jí)配，如表5與圖1所示。瀝青膜厚度取14 μm，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式（1）預(yù)估瀝青用量，計(jì)算得到三種初選級(jí)配的初拌瀝青用量為5.3%、4.9%、4.5%。

飛散、坑槽等病害是排水瀝青路面最容易發(fā)生的結(jié)構(gòu)性破壞形式，此病害將會(huì)嚴(yán)重影響排水瀝青路面的壽命、行車安全性與舒適性。因此，飛散損失是排水瀝青路面的重要性能指標(biāo)，需通過飛散損失值控制瀝青結(jié)合料用量的下限。本文以PA-10-1、PA-10-2、PA-10-3三種級(jí)配，分別以初擬瀝青用量5.3%、4.9%、4.5%為中值，按0.5%的變化瀝青用量分別成型5組試樣，分別進(jìn)行飛散試驗(yàn)與析漏試驗(yàn)，結(jié)果如表6與圖2及圖3所示。

由圖2、圖3可知：

（1）三種級(jí)配的排水降噪薄層罩面飛散損失值隨著瀝青用量的增加而減小。這是由于瀝青用量的增加使得結(jié)構(gòu)瀝青含量增大，從而提高骨料之間的粘結(jié)性能，宏觀表現(xiàn)為瀝青混合料抗飛散性能增強(qiáng)。而隨著瀝青用量的不斷增加，析漏損失值逐漸增大，且增幅也逐漸提高。這是由于當(dāng)瀝青用量較小時(shí)，提高瀝青用量能夠增加結(jié)構(gòu)瀝青含量。當(dāng)結(jié)構(gòu)瀝青含量飽和時(shí)，增加瀝青含量將提高自由瀝青含量，從而導(dǎo)致瀝青混合料內(nèi)自由流淌的瀝青含量增加［4］。因此，需要通過析漏損失值控制排水降噪薄層罩面的瀝青用量上限值，通過飛散損失值控制其瀝青用量下限值。

（2）對(duì)于PA-10-1級(jí)配，當(dāng)瀝青用量為6.3%時(shí)，析漏損失＞0.8%，不滿足《規(guī)范》要求。析漏損失曲線的拐點(diǎn)坐標(biāo)約為5.6%瀝青用量，飛散損失曲線的拐點(diǎn)坐標(biāo)約為5.0%瀝青用量。對(duì)于PA-10-2級(jí)配，3.9%～5.9%的瀝青用量均滿足《規(guī)范》中析漏損失與飛散損失的要求。析漏損失曲線的拐點(diǎn)坐標(biāo)約為5.2%瀝青用量，飛散損失曲線的拐點(diǎn)坐標(biāo)約為4.6%瀝青用量。對(duì)于PA-10-3級(jí)配，當(dāng)瀝青用量為3.5%時(shí)，飛散損失＞15%，不滿足《規(guī)范》要求。析漏損失曲線的拐點(diǎn)坐標(biāo)約為4.6%瀝青用量，飛散損失曲線的拐點(diǎn)坐標(biāo)約為4.3%瀝青用量。

綜上所述，分別選取4.8%、4.4%、4%作為三個(gè)級(jí)配的最小瀝青用量OAC1，分別選取5.8%、5.4%、5%作為三個(gè)級(jí)配的最大瀝青用量OAC2。在OAC1～OAC2范圍內(nèi)，進(jìn)一步開展馬歇爾試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果如表7所示。

由表7可知，對(duì)于PA-10-1級(jí)配，當(dāng)瀝青用量為4.8%時(shí)，試件空隙率與馬歇爾穩(wěn)定度均可滿足要求，確定其最佳瀝青用量為4.8%；對(duì)于PA-10-2級(jí)配，當(dāng)瀝青用量為4.4%與4.9%時(shí)，試件空隙率與馬歇爾穩(wěn)定度均可滿足要求，選用馬歇爾穩(wěn)定度測(cè)試值相對(duì)較高的4.4%瀝青用量作為其最佳瀝青用量；對(duì)于PA-10-3級(jí)配，當(dāng)瀝青用量為5.0%時(shí)，試件空隙率與馬歇爾穩(wěn)定度均可滿足要求，確定其最佳瀝青用量為5.0%。

3?排水降噪罩面路用性能

排水降噪罩面的多孔結(jié)構(gòu)使其具備良好的排水、降噪、抗滑特性，同時(shí)也使其內(nèi)部材料暴露在外界環(huán)境中，對(duì)其耐久性、水穩(wěn)定性、高溫穩(wěn)定性等路用性能提出了更高要求［5］。本文通過高溫車轍試驗(yàn)、低溫彎曲試驗(yàn)、浸水飛散試驗(yàn)、浸水馬歇爾試驗(yàn)及滲水試驗(yàn)，對(duì)PA-10-1、PA-10-2、PA-10-3三種排水降噪瀝青混合料的各項(xiàng)路用性能進(jìn)行分析，試驗(yàn)結(jié)果如表8所示。

由表8可知，三種排水降噪瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、抗飛散性能、水穩(wěn)定性能以及排水性能均滿足規(guī)范要求，其中PA-10-1型排水瀝青混合料動(dòng)穩(wěn)定度與滲水系數(shù)低于其他兩種混合料，而低溫彎曲破壞應(yīng)變、浸水飛散損失值與殘留穩(wěn)定度高于其他兩種混合料，這是由于PA-10-1型排水瀝青混合料細(xì)料含量較多、瀝青用量較大（4.8%），使其在低溫環(huán)境下具備良好的柔韌變形能力，同時(shí)能夠提高抗水損害與抗飛散性能，但在高溫與荷載作用下更容易發(fā)生車轍變形。綜上所述，應(yīng)結(jié)合具體使用需求與區(qū)域氣候環(huán)境特點(diǎn)調(diào)整排水降噪罩面級(jí)配組成。對(duì)于高溫重載環(huán)境，可適當(dāng)提高粗骨料含量；對(duì)于寒冷環(huán)境，可適當(dāng)提高細(xì)集料含量與2.36 mm通過率。

4?試驗(yàn)段應(yīng)用效果檢驗(yàn)

本試驗(yàn)段依托西部陸海新通道廣西普通國省干線公路路面服務(wù)能力提升工程。由于上思信良至公正K3503+000～K3511+822段國道公路在繁重的交通荷載作用下出現(xiàn)路面抗滑性能衰減的問題，同時(shí)由于所處地區(qū)雨水豐沛（年平均降雨量約為1 300 mm），導(dǎo)致近期頻繁出現(xiàn)雨天車輛打滑現(xiàn)象，相關(guān)管養(yǎng)單位研究決定，結(jié)合路面實(shí)際情況，采用加鋪3 cm排水降噪薄層罩面進(jìn)行處治。

考慮到該項(xiàng)目位于夏炎熱區(qū)且交通任務(wù)繁重，排水降噪瀝青混合料采用PA-10-3型級(jí)配，試驗(yàn)段鋪設(shè)完成后，對(duì)其滲水系數(shù)、構(gòu)造深度、擺值等相關(guān)指標(biāo)進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果如表9所示。

由表9可知，試驗(yàn)段現(xiàn)狀路面加鋪排水降噪薄層罩面后，其滲水系數(shù)、擺值與構(gòu)造深度指標(biāo)顯著提高，且車輛噪音指標(biāo)下降6.1 dB。PA-10-3型排水降噪薄層罩面能夠有效提高舊路抗滑性能，同時(shí)開級(jí)配大空隙的特殊結(jié)構(gòu)使其能顯著改善舊路的排水性能與降噪性能，從而提高舊路的行車舒適性與安全性。

5?結(jié)語

本文通過肯塔堡飛散試驗(yàn)、謝倫堡析漏試驗(yàn)、高溫車轍試驗(yàn)、低溫彎曲試驗(yàn)、浸水馬歇爾試驗(yàn)等室內(nèi)試驗(yàn)對(duì)排水降噪瀝青混合料配合比設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，并結(jié)合實(shí)際國道公路工程養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目試驗(yàn)段對(duì)排水降噪薄層罩面實(shí)際應(yīng)用效果進(jìn)行檢驗(yàn)，得出以下主要結(jié)論：

（1）應(yīng)結(jié)合具體使用需求與區(qū)域氣候環(huán)境特點(diǎn)調(diào)整排水降噪罩面級(jí)配組成，對(duì)于高溫重載環(huán)境可適當(dāng)提高粗骨料含量，對(duì)于寒冷環(huán)境可適當(dāng)提高細(xì)集料含量與2.36 mm通過率。

（2）排水降噪薄層罩面能夠有效恢復(fù)舊路的抗滑性能，同時(shí)開級(jí)配大空隙的特殊結(jié)構(gòu)使其能顯著改善舊路排水性能與降噪性能，從而改善舊路的行車舒適性與安全性。

參考文獻(xiàn)

［1］ 王燦升，鄒?杰，彩雷洲，等.功能型路面國內(nèi)外研究綜述［J］.公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2020，16（10）：53-59.

［2］張?杰.空隙率對(duì)PAC路面抗滑特性的影響研究［J］.西部交通科技，2021（5）：54-58，195.

［3］謝祥根，張懷宇.高速公路排水路面的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)研究［J］.中外公路，2021，41（1）：54-58.

［4］鄧娟華，鄒?杰，彩雷洲，等.多車道排水瀝青路面排水能力影響因素研究［J］.西部交通科技，2021（1）：57-60.

［5］包惠明，湛?瑋，馮?超，等.基于灰關(guān)聯(lián)理論的再生排水路面的性能分析［J］.武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào)，2022，44（1）：13-17.