旧路改造绿色施工综合养护技术研究

李升亮

摘要：目前我国面临着大量的道路加铺补强工程，各地普遍采用半刚性材料进行结构补强，虽然半刚性材料能提供较好的承载能力，但半刚性材料由于自身开裂会引起反射裂缝问题，造成路面结构质量恶化。沥青稳定碎石混合料（ATB）具有良好的路用性能和力学性能，在加铺补强工程中，可有效避免半刚性基层自身收缩所引起的反射裂缝。当前我国在对ATB材料的研究中，多数集中于新建柔性结构道路的应用研究，利用ATB材料对原半刚性沥青路面进行加铺补强的案例相对较少，对ATB材料加铺补强工程中的材料设计、路用性能、力学性能、施工工艺及补强后沥青路面的使用性能的研究还不完善，对利用ATB材料加铺补强的技术经济效益还存在误解。本研究就是在此基础上依托于项目实际，对将ATB材料应用于旧路改造工程中所采用的相关技术展开的相应研究，经由工程实践证明，采用该技术不仅具备较好的经济效益及社会效益，且具有较好的环境保护效果，经由改造后的旧路对比传统改造工艺，具有更长的使用寿命。

关键词：沥青稳定碎石混合料（ATB）;旧路改造;绿色施工;技术

引言：

在黑龙江省普通国省干线公路质量提升专项工程A1-6工区，全线采用柔性基层补强的方案。旧水泥混凝土路面损坏严重路段采用共振碎石化作为底基层使用，较好路段直接加铺补强的结构形式，补强结构为5cm中粒式（改性）沥青混凝土上面层+6cm中粒式（改性）沥青混凝土下面层+8cmATB-25密级配沥青稳定碎石柔性基层的方案。优点为柔性基层在温度变化，产生应力影响方面的情况要比半刚性基层相对较好，不易出现反射裂缝问题;柔性基层与沥青面层相比模量变异性不大，不易产生车辙，而且抗疲劳性能较好。

1.ATB材料优势分析

在旧路的加铺补强工程中，沥青稳定碎石混合料作为柔性基层补强材料具有技术和经济优势。柔性基层路面具有良好的使用效果和较长的使用寿命，可以用于交通量较大的道路上。对于半刚性基层经常出现的早期损坏等问题，沥青稳定碎石基层可以很好地解决。研究发现ATB材料有以下技术经济优势：

（1）半刚性材料作为基层时，会导致路面产生反射裂缝，而ATB混合料作为柔性基层时，路面不会出现反射裂缝，这是采用ATB基层最主要的优点。

（2）ATB材料与面层沥青混合料相似，层间的联结状态牢固，使路面结构形成一个整体，面层所受荷载、变形可以很协调地传递到基层，有利于对交通荷载的扩散，延缓病害的发生。

（3）采用ATB基层进行路面补强，结构设计更为灵活，能更好的反映工程实际情况。而采用半刚性基层时，对于某些路段，经过理论计算只需要较薄的补强厚度，但为了满足最小压实厚度和施工的要求，需要人为的将补强厚度提高到20厘米左右，增加了工程造价。

在本工程项目中，沥青碎石混合料主要采用ATB-25混合料，ATB-25沥青碎石混合料属于嵌挤骨架-密实型结构空隙率为3%～6%具有较高的抗剪强度、抗弯拉强度和耐疲劳特性;粗集料粒径及含量都比普通沥青混凝土要大，沥青含量较低，在不增加造价的情况下增加下面层厚度达到增强沥青路面的抗车辙能力及延缓反射裂缝发生的目的。

ATB混合料各项路用性能良好，特别是高温稳定性能和抗反射裂缝性能，对于减少车辙和反射裂缝这两种我国沥青路面主要病害形式具有明显优势;ATB混合料的动态模量和抗压回弹模量均大于AC-25混合料，最大可相差1.5倍以上，表明ATB混合料具有良好的力学性能，能有效的扩散交通荷载，减少路面病害;ATB基层施工工艺简单，对施工设备无需改进，在沥青路面加铺补强工程中有很好的适用性，为解决传统半刚性基层所引起的一系列问题提供了有效的途径，具有明显的技术经济效益。

2.沥青稳定碎石混合料（ATB）在旧路改造工程中的应用过程

2.1混合料配合比设计

对所用原材料进行检测，包括沥青的各项性能指标、集料的密度指标及筛分结果。然后对ATB-25混合料进行配合比设计，ATB-25采用常规马歇尔法设计，确定混合料的合成矿料级配、最佳沥青用量、体积指标等参数。

1）进行生产配合比设计时，矿料集配应尽量向目标配合比设计曲线靠拢，避免出现明显锯齿形交错在0.3～06mm范围内不出现“驼峰”现象调整冷料仓的进料比例达到供料平衡在各热料仓取样筛分确定各热料仓配料比

2）生产配合比设计时应取目标配合比设计的最佳油石比及+03%进行马歇尔试验和试拌通过室内试验及从拌和机取样试验综合确定生产配合比的最佳沥青用量：生产配合比设计所得最佳油石比不得超过目标配合比设计最佳油石比+0.2%。须采用大马歇尔试件以及10cm车辙板（分两层压实）验证其体积指标和高温稳定性。

2.2沥青稳定碎石混合料的应用

在确定出ATB-25混合料的生产配合比之后，还需要对其路用性能以及力学性能进行研究，并采用设计配合进行试验路段铺筑，以观测其应用性能。具体过程主要如下：

（1）对ATB-25混合料进行高温稳定性能、抗水损害性能、低温抗裂性能、渗水性能、抗反射裂缝性能、抗疲劳开裂性能试验，并分析评价不同粒径ATB混合料的路用性能指标。

（2）对ATB-25混合料进行动、静态力学参数试验，包括：动态模量试验、抗压回弹模量试验，并对其结果进行分析。通过力学参数试验结果，对JTGD50-2006、JTGD50-2017《公路沥青路面设计规范》中进行路面结构设计与计算时采用的设计参数进行比较。

（3）铺筑试验路段，进行ATB-25沥青碎石混合料的试拌、试铺和试压试验，根据试验段所得出的相关数据，提出生产用的矿料集配和沥青用量、松铺系数、压实控制方法、解封方法等。

3.结束语

经由试验段铺筑结束后，对试验段进行长期观测，并与传统的半刚性基层补强材料在性能、造价等方面进行分析比较后发现，ATB作为补强材料在技术经济方面具有更多优势，证明ATB材料在路面结构加铺补强中具有更强的适用性。工程实践证明，将ATB应用于旧路改造工程中，具有良好的经济效益及社会效益。

首先，混合料作为基层材料在加铺补强施工过程中，施工工艺简单，对施工、生产、摊铺设备无需改进，能够快速施工，降低工程成本，且施工质量可靠。其次，混合料试验路运行状况良好，路面平整，没有产生半刚性基层路面常见的早期损坏。最后，ATB混合料作为柔性基层时，路面不会出现反射裂缝;具有很好的高温稳定性，能有效延缓车辙的产生;具有良好的抗水损害性能;层间应力应变传递协调过渡;结构设计更为灵活，能更好的反映工程实际情况;节省资源和后期维修养护费用，有很好的环境保护效果;施工时间短;有较长的使用寿命。

随着经济的发展和对高速公路要求的提高，采用具有更好使用性能、更高寿命的较厚沥青层的ATB柔性基层在未来将成为主流路面结构形式。在沥青路面加铺补强工程中，使用ATB柔性基层，有助于丰富高速公路加铺补强过程中结构形式的选择，对于进一步提高高等级公路路面的使用效果，延长路面使用寿命，减轻路面养护的压力，具有较大的技术效益和经济效益。

参考文献：

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