昆明公路局 云南 昆明 650051
摘要：本文主要阐述在大孔隙基体沥青混合料中灌入水泥胶浆，形成一种新型的早强型半柔性复合型路面结构，这种复合型路面结构结合了水泥混凝土路面和沥青混凝土路面二者的特点，大大提高了路面的高温使用性能。本文对SFAC-16Ⅱ型水泥灌浆半柔性路面的高温抗车辙试验和马歇尔试验进行室内试验，验证了水泥灌浆半柔性路面具有较好的高温稳定性能。
关键词：早强型半柔性路面、高温稳定性能、车辙试验、马歇尔试验
1.引言
就目前而言，我国等级道路路面有水泥混凝土路面和沥青混凝土路面两种，这两种路面结构中主要以沥青混凝土路面居多。沥青混凝土路面的主要特点是没有接缝、平整度较好，而且机械化程度较高、养护维护简单可再生利用等，因此，在我国等级道路建设中沥青混凝土路面得到了广泛应用。然而，由于沥青材料高温稳定性差，特别是遇到高温天气时，沥青材料粘度的降低导致与矿质材料间的粘附力减弱，大大降低了路面结构的强度和抗变形的能力，当路面受到了车轮的反复荷载作用时，沥青混合料不可避免的会产生松软、位移和滑动等，导致沥青路面受剪切变形出现破坏，明显降低了沥青路面的使用性能。特别在超载车辆严重和渠化交通的等级沥青道路上，沥青路面较容易产生塑性变形而形成车辙。“车辙”现象是沥青混凝土路面最常见的一种病害之一，高温稳定性是沥青混合料的重要性能。
为全面提高沥青路面的使用性能，降低使用过程中的养护和维修费用，减少重载交通和渠化交通对沥青路面的影响，延长沥青路面的使用周期，探索在大孔隙基体沥青混合料中灌入一定的水泥胶浆，以提高沥青混合料的高温稳定性能。
法国是最早的研究和应用该方法的，被称为“Salviacim”施工法，1961年在日本以“半柔性路面和半柔性路面施工法”为名申请了专利。2006年重庆交通大学主持研究了交通西部交通科技项目“高性能半柔性路面与基层的开发应用研究”，该项目研究取得了一些重要技术成果，针对早强型半柔性路面，国内外研究甚少。
本文作者实际参与了国道213线会泽（钢厂）至寻甸（花箐哨）公路改建工程路面二合同段的施工，对其中重载交通K46+650～K55+450、 FK55+320～FK60+725路段上面层采用SFAC-16Ⅱ型水泥灌浆半柔性路面，该路段位于寻甸金所工业园区，路段陡坡急弯较多，附近有多个化工企业（南磷集团、先锋化工、云岭水泥厂、中华云龙等企业），过境车辆轴载较大，路面结构面临严峻挑战。本文主要在试验室内进行了一些初步的探索研究，以马歇尔试验和车辙试验来分析半柔性路面的高温稳定性能达到良好的效果，以便在具体施工中作为重要指导，具体研究过程及结论如下：
2.原材料的试验性能指标
2.1沥青
本次设计采用的改性沥青为云南省沥青油料储备保障中心生产的SBS（I-D）聚合物改性沥青，试验检测结果见表2-1。
表2-1 SBS聚合物改性沥青试验结果
图5.2 灌浆前后流值曲线图
从表5-1、表5-2及图5.1、5.2试验结果来看：（1）灌浆后的沥青混合料马歇尔稳定度呈上升趋势，且基体沥青混合料的空隙率越大，灌浆后马歇尔稳定度越大，沥青混合料的高温稳定性能显著增强。
（2）沥青混合料在灌浆后流值呈下降趋势，其中当设计孔隙率为25%时流值变化较小，设计孔隙率为30%时流值下降较大，可以得出马歇尔稳定度越大、流值越小，马歇尔模数较灌浆前明显增大，说明沥青混合料的高温稳定性越高。
（3）综合比较三种不同的设计孔隙率的沥青混合料在灌浆前后的试验结果可知，设计孔隙率为25%和30%的两组试件，在灌浆后稳定度随着设计孔隙率的增大而增大，流值、孔隙率随着设计孔隙率的增大而减小，由此可知，水泥胶浆填充孔隙率的程度是影响半柔性路面高温稳定性的主要因素。
6.车辙试验
评价沥青混合料高温稳定性最直接、最有效的方法是车辙试验，检验沥青路面抗车辙的能力，试验条件：在室内按最佳沥青用量成型车辙试件，贯入水泥浆后养护8小时，并在试验温度为60℃±1℃，试验轮压为0.7±0.05MPa的条件下对三种不同设计孔隙率的试件进行车辙试验，试验检测结果见表6-1。
表6-1 半柔性Ⅱ型沥青混合料车辙试验结果
由试验结果表6-1来看，各孔隙率下经平行试验，试件动稳定度变异系数均小于20%，半柔性路面混合料在规定的试验条件下的动稳定度远远大于10000次/mm以上，试验结果符合《半柔性路面应用技术指南》中相关技术规范要求，进一步证明了半柔性沥青路面混合料可以大大提高和改善路面抗高温变形能力，从而增强了高温稳定性。
7.结论
通过对早强型半柔性路面混合料室内马歇尔试验和车辙试验，得出以下结论：
（1）通过马歇尔稳定度试验结果表明，沥青混合料中灌入水泥胶浆后稳定度得到提高，水泥胶浆填充孔隙率越多，稳定度越大、流值越小，高温稳定性越好。
（3）灌浆后马歇尔模数较灌浆前明显增大，混合料抗高温变形较强。
（2）通过车辙试验结果表明，动稳定度远远大于10000次/mm的规范要求，从而证明了水泥灌浆半柔性路面大幅提高或改善了沥青路面抗高温变形能力，比普通沥青混凝土路面明显增强。
（4）从马歇尔、车辙试验的结果来看，早强型半柔性路面的高温稳定性较普通沥青混凝土路面明显增强，值得应用及推广。
参考文献：
[1]JTG E20-2011.公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].
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[4] GB 175-2007.通用硅酸盐水泥.
[5] 程磊 ，郝培文。研究混合水泥浆与半柔性路面。长安大学杂志学报（自然科学版） 。2002年7月.Vol.22编号 ：1-4
论文作者:刘伟
论文发表刊物:《防护工程》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/25
标签：路面论文; 沥青论文; 柔性论文; 车辙论文; 孔隙论文; 高温论文; 马歇尔论文; 《防护工程》2018年第32期论文;