邵 强 郑 煜 刘 艳
(重庆鹏方路面工程技术研究有限公司,重庆 400054)
透水性沥青路面结构层组合的基本特点是面层采用大空隙开级配沥青混合料,可以为一层或者两层,结构层内部有相互连通的空隙,具有透水功能,能够将渗入的雨水直接从路表面向底层渗透,保证路面表面和路面内部不积水,达到提高路面抗滑性及行车安全性的目的。彩色透水混凝土具有丰富的色彩,能够满足城市道路功能化建设的要求。
由于沥青混凝土直接承受路面荷载以及车辆行驶作用,面层传统的大空隙沥青混凝土由于具有较大的空隙率,这样会造成集料与集料之间的接触面积减少,降低材料表面的抗搓揉强度,当车辆在急停或者转向对路面材料产生较大水平力及扭力时,极易损伤路面,使这些路段出现松散、掉粒等病害,由于材料本身的特点,这种情况对彩色透水沥青混凝土而言尤为严重。所以说彩色透水沥青混凝土路面铺装技术关键点在于大空隙彩色透水沥青混合料设计。本文通过大孔隙彩色透水沥青混合料组成设计、施工工艺控制等方面,介绍彩色透水路面铺装实际应用情况,探讨彩色透水路面铺装技术在实际工程中的适应性,为其他工程提供经验。
粗集料为碎石5 mm~10 mm,3 mm~5 mm,细集料为机制砂0 mm~3 mm,填料为石灰石矿粉;混合料颜色为红色,选取铁红色色粉,掺加量为集料质量的2.5%;为提高透水沥青混凝土稳定性,在拌和过程中加入木质素纤维,掺量为混合料质量的0.2%。胶结料为脱色沥青,试验结果见表1。
表1 脱色沥青主要技术指标
根据集料颗粒的组成,试配出三个级配,粗集料骨架关键筛孔2.36 mm的通过率分别为11.2%,12.6%和13.9%,并通过公式计算出各级配的油石比用以制作马歇尔试件。初试级配结果见表2。
表2 OGFC-10初试级配及油石比计算参数
对选择的三个级配,根据JTG F40—2004公路沥青路面施工技术规范中关于OGFC设计方法,采用马歇尔方法设计(试件两面各击50次),按照计算油石比进行成型试件,实测混合料试件的空隙率以及稳定度和流值。试验结果见表3。
表3 马歇尔试验结果及体积计算参数
采用级配OGFC-10-2,选取油石比4.0%,4.5%,5.0%进行析漏试验,见表4。
表4 析漏试验结果
采用级配OGFC-10-2,选取油石比4.0%,4.5%,5.0%进行飞散试验,见表5。
表5 肯塔堡飞散试验结果
通过对三种级配成型试件空隙率测定、透水效果观察以及混合料性能检测后确定选取设计级配为OGFC-10-2,该级配对应的配合比为:矿粉∶0 mm~3 mm∶3 mm~5 mm∶5 mm~10 mm=1∶9∶48∶42。
综合考虑工程实际应用及参考已有工程经验,确定油石比4.5%作为级配OGFC-10-2的设计油石比。
彩色透水沥青混合料与常规沥青混合料拌和相比,主要区别在于外加两种外掺剂纤维、色粉,同时沥青为脱色沥青。
1)添加沥青。
方案1:清洗原有黑色沥青上料管线,并对接移动式拌和站对接设备。
方案2:采用专用彩色沥青存储罐存储。
2)外加剂添加。
混合料拌和过程需添加纤维、色粉,故应根据拌和楼拌和能力,提前将外加剂称量成小包装,在拌和过程中派专人在每锅料的拌和过程中进行添加,应保证不能漏加及多加。后场负责人需随时观察混合料出料情况,重点观察纤维分散情况。
在色粉添加过程中,必须要派专人关注各种外加剂的添加情况,避免出现漏加的情况。
3)成品出料。
成品无花料,温度达到出料要求,出料温度控制在160 ℃~170 ℃之间,并且即拌即用。
摊铺机械应选择能满足施工要求的面层摊铺机,摊铺机应清洗干净,特别是熨平板应使用溶剂清洗,保证摊铺后的彩色路面无污染。摊铺温度控制在140 ℃以上。摊铺需不间断一次性成型,以保持色泽一致,粒料均匀、美观。
连续稳定地摊铺,是提高路面平整度最主要措施。摊铺机的摊铺速度应根据拌和机的产量、施工机械配套情况及摊铺厚度、摊铺宽度,做到缓慢、均匀、不间断地摊铺,尽量减少施工接缝。
碾压前,压路机钢轮需要用水冲洗干净,防止污染路面。为保证压实温度,压路机需要及时碾压。初压温度不低于130 ℃。碾压期间,压路机不得在中途停留、转向或制动。压实次数可根据现场情况进行调整,在不把石料压花的前提下,尽量保证压实。
施工后的路面在通车前应注意防止泥土、杂物等污染,如有发生应立即清除。沥青混合料温度冷却至50 ℃以下才能开放交通。
随着我国公路建设事业的发展及养护管理的需要,城市道路功能化建设的要求也越来越高,透水效果优良、耐久性好、路面颜色多样化且能够应用于城市重载交通的彩色透水路面铺装结构对海绵城市的建设,修复和促进城市自然生态和谐共处具有重大的意义。
彩色透水路面铺装施工过程中应重点关注彩色透水沥青混合料组成设计、施工工艺控制。在混合料设计方面,应重点关注彩色胶结料性能、最佳级配及最佳油石比的确定,混合料性能验证三个方面;由于彩色透水路面本身的结构特点,在施工过程中应重点关注摊铺、碾压工艺。