刘传波 余利军 武 萍

（济南市公路管理局 济南 250014）

诸多早期修建的道路，由于车流量的大幅增加出现了不同程度的病害，对于部分病害较严重，结构强度不足的公路需进行补强结构层的大修施工。针对养护工程要求基本保持原路环境不变、施工工期较短、尽可能不中断交通、造价经济等特点，在养护大修时应用新型具有良好力学性能的、养护工期短的、加铺厚度薄、施工简便又较为经济的补强基层逐渐成为趋势。

1 常用补强材料的弊端

以往养护大修工程经常采用二灰稳定碎石、水泥稳定碎石等半刚性材料，其弊端主要表现为如下几方面。

（1）抗裂性较差。水泥稳定碎石基层与二灰稳定碎石基层都是半刚性基层，干缩系数较大，容易产生早期的收缩裂缝，导致沥青路面反射裂缝过早的出现，降低了路面的使用寿命。同时半刚性基层对重载变化的敏感性很强，在超、重载交通作用下极易产生不可修复的裂缝，进而导致路面破坏，养护加铺后的路面重新面临早期损害的可能，严重影响了路面的行车舒适性及使用年限，造成交通安全隐患。

（2）对养生要求较高、对原路交通影响较大。水泥稳定碎石基层、二灰稳定碎石基层施工过程中需封闭交通，要求在合适的温度及湿度下进行养生，养生不到位极易产生干缩裂缝、松散、强度不足等病害。水泥稳定碎石基层养生期一般为7d，二灰稳定碎石基层养生期一般为15d，养生时间较长，严重影响原路面车辆的通行。

（3）对原路环境影响大，不利于环保。水泥稳定碎石基层、二灰稳定碎石基层较柔性基层多用石料2倍以上，不利于能源节约，且补强高程增加过多，对原路环境影响较大。原路的标志、护栏、排水、路缘石、绿化、被交道等设施均不能再利用，重新修复将使用较多资金，沿线房屋地势相对较低，将存在雨后路面水向房屋倒灌的隐患，影响人民群众的正常生活。

综上所述，目前常用的半刚性补强层在养护大修中应用时存在一定弊端，亟须一种力学性能好、便施工、利养护、对原路环境影响小的新材料取代常用的补强材料。

2 SLSM材料的引入

最大公称粒径大于37.5mm的超大粒径沥青混合料（SLSM）这一新型补强材料属于密级配柔性基层，其力学性能好、便于施工养护、对原路环境影响小，适合的铺筑厚度12～18cm，满足一般养护大修工程的补强要求。

济南市公路管理局于2011年在国道220线平阴城区段大修工程的部分补强路段（K297＋400～K298＋900）应用了超大粒径沥青混合料（SLSM），取得良好效果。该段道路路面宽12m，二级路，作为济南市连接平阴城区的主干道，长年的超、重载交通使得路面出现大面积病害，按照《公路技术状况评定标准》（JTG H20－2007）中表2.0.2的规定，本路段路面破损状况评价为“差”等级，需作补强处理，设计的补强路面结构为：4cm 细粒式沥青混凝土（AC－13）＋16cm 超大粒径沥青混合料（SLSM－50HM）＋原路面。

3 SLSM的应用过程

3.1 SLSM配合比设计

通过试验室路用性能试验测试及同类型不同级配的超大粒径沥青混合料性能比较，选用SLSM－50各集料级配见表1。

表1 SLSM－50集料各筛孔的通过率

混合料沥青采用SK－70号沥青，石料采用当地普通水洗石灰岩、机制砂，经试验，最终确定配合比为（质量比）1号仓∶2号仓∶3号仓∶4号仓∶5号仓∶6号仓∶矿粉＝30∶26∶10∶6∶5∶18∶5，油石比采用3.2%。经马歇尔试验验证，动稳定度为28.0kN，孔隙率为4.5%，饱和度为54.8%，流值为3.79mm，密度为2.483g／cm3，满足公路大修补强的技术要求。

3.2 拌和

本工程超大粒径沥青混合料（SLSM－50HM）的拌和采用普通间歇式4000型沥青拌和机，因拌和时须严格控制温度，所以全程记录了沥青、矿料的加热温度，沥青混合料的出厂温度及运输到施工现场的温度。拌和过程中注意以下几点。

（1）拌和时严格按标准配合比上料，每锅混合料的拌和时间宜为35～45s，其中干拌时间不得小于5s，具体拌和时间根据开拌时的混合料拌和效果（所有骨料必须全部裹覆沥青，全部结合料搅拌均匀）来确定，拌和时的施工温度控制如下：SK－70沥青加热温度为150～170℃，矿料加热温度为170～185℃，混合料出厂温度为160～170℃，不得超过195℃，以防止老化。

（2）拌和楼配备专门的试验人员检查出厂沥青混合料质量，当发现有花白料、结团成块及严重的粗细集料离析现象时，该锅混合料立即废弃，不得使用，并查明原因及时调整。同时按规范规定频率从拌和楼取样进行各项技术指标的检测；同时进行抽提筛分试验，对油石比和矿料级配与标准配合比的油石比及矿料级配进行比较，看是否超出允许偏差范围。

3.3 装料、运输

装料过程中，运料车应前后移动，分前、后、中3次接料，以减少混合料的离析。在运输前，检查出料温度，满足要求后用篷布覆盖并扣牢后运输。为了使混合料的温度不迅速降低，应使用机械设备尽可能快地包裹沥青混合料。一旦遇到雨雾天气，卸载混合料的时候，要确保帆布上的雨水不流入沥青混合料中。

本工程运料车内沥青混合料到场温度为154～161℃，控制较好；车厢均盖有帆布，很好地控制了到场温度，减少了对周围环境的影响。

3.4 摊铺

本项目摊铺采用普通ABG423型沥青摊铺机，摊铺宽度为6.1m，由于摊铺厚度较厚，控制摊铺速度约1.5m／min。松铺系数预设为1.2，在摊铺碾压一段后再根据实测的松铺系数进行了调整。监控人员随机抽检了几组摊铺温度，见表2，从检测结果来看，摊铺温度满足要求。

表2 摊铺温度检测

超大粒径沥青混合料的摊铺温度应不低于145℃，不超过170℃。每天摊铺开工前，提前0.5～1h预热熨平板到100℃以上，运料车到场后即将摊铺时再揭帆布，温度检测合格后再卸料。

3.5 碾压

本工程碾压采用DD130型双钢轮压路机2台，30t胶轮压路机2台组合碾压。碾压工艺按初压、复压、终压3个阶段进行，初压采用1台双钢轮碾压1遍，前静后振，速度2～3km／h，振动频率为35～50Hz，振幅为0.3～0.8mm。初压后检查平整度和路拱，必要时应予以修整；错开轮后，紧接着进行复压，复压采用1台振动压路机和1台胶轮压路机组合碾压，组合顺序为先用1台振动压路机各压1遍，然后用1台胶轮压路机压1遍，碾压速度为3.0～4.5km／h，轮胎充气压力不小于0.5MPa，最后进行终压，采用1台钢轮压路机碾压2遍，碾压至无轮迹，在不低于90℃前碾压完毕。除压实设备吨位有所提高外，其摊铺、压实与普通沥青混凝土相比亦无特殊要求。

3.6 养生

超大粒径沥青混合料（SLSM－50HM）由于摊铺厚度较厚，降温较慢，在户外气温20℃的情况下，需封闭交通7～8h进行自然降温。

3.7 验收

验收方法与普通沥青混凝土相同。此试验段按要求取样进行了室内马歇尔试验，试验结果见表3。项目组按要求对该路段进行取样抽提试验，相关数据见图1。

表3 马歇尔试验结果

图1 抽提试验

验收结论：该沥青混合料油石比、稳定度、流值、空隙率、指标均满足设计要求，油石比略小，矿料级配满足要求。

3.8 跟踪观测

此路段在2011年7月修建完成至2013年底，经路况调查未出现裂缝、网裂等病害，且路况明显优于采用水泥稳定碎石补强路段。

4 结语

超大粒径沥青混合料（SLSM）的材料要求及施工工艺无特殊要求，与透水式大粒径沥青碎石（LSPM）相比费用较低，在施工期方面较半刚性基层大大压缩。能够满足养护工程基本保持原路环境不变、工期较短、尽可能不中断交通、造价经济等要求。因此，超大粒径沥青混合料（SLSM）是较为理想的新型大修补强材料，值得在养护大修工程中推广应用。