灌入式抗车辙路面的试验研究及应用

陈 斌，屠云亮，朱杭燕，温 威

（杭州余杭瑞达交通工程有限公司，浙江 杭州 311115）

摘 要：灌入式抗车辙路面是在开级配大空隙基体沥青混合料中灌注特种灌浆料而形成的刚柔并济复合路面，兼具柔性沥青路面和刚性混凝土路面两者的优点，通过灌浆料的加入，提高了灌入式路面的抗车辙性能、抗滑性能和耐久性能，通过试验段的铺筑，进一步改善了灌入式抗车辙路面的施工工艺，试验段检测结果表明灌入式抗车辙路面的路用性能明显优于沥青路面。关键词：灌入式抗车辙路面；施工工艺；路用性能中图分类号：U414         文献标志码：B         文章编号：1006-2890（2019）10-0007-03

Experimental Study and Application of Irrigated 

Anti-rutting Pavement

Chen Bin， Tu Yunliang， Zhu Hangyan， Wenwei

（Hangzhou Yuhang Ruida Traffic Engineering Co.， Ltd.， Hangzhou， Zhejiang 311115）

Abstract： Irrigated anti-rutting pavement is a rigid-flexible composite pavement formed by pouring special grouting material into open-graded large-void base asphalt mixture. It has the advantages of both flexible asphalt pavement and rigid concrete pavement. By adding

grouting material， the anti-rutting performance， sliding resistance and durability of irrigated pavement are improved. Through the paving of the test section， the construction technology of the irrigated pavement is further improved. The test results show that the pavement performance of the irrigated anti-rutting pavement is obviously better than that of the asphalt pavement.Key words： Irrigated anti-rutting pavement； Construction technology； Road performance

灌入式抗车辙路面是在20%~30%的大空隙沥青路面中灌注特种灌浆材料而形成的一种新型复合路面［1-2］。该种复合路面通过沥青集料之间的嵌挤作用和灌浆材料的硬化共同形成强度［3］，因此其刚度超过了柔性沥青路面，具有更好的抵抗荷载变形的能力。

国外对灌入式抗车辙路面的研究应用早，大量的工程应用表明抗车辙路面具有明显优于普通沥青路面的高温稳定性、抗水损害性能和低温抗裂性。国内对灌入式抗车辙路面也进行了一定程度的应用，但普遍存在早期强度低、影响交通通行、灌注效率差、开裂风险高等问题，严重影响了灌入式抗车辙路面的推广应用。基于此，本文根据研究了早强型灌入式抗车辙路面，具有早期强度高，开放交通时间快、抗车辙性能优异等特点。通过对杭州市余杭区灌入式抗车辙路面试验段的铺筑，研究灌入式抗车辙路面施工工艺和施工质量控制，为促进灌入式抗车辙路面的推广应用提供技术指导。1 灌入式抗车辙路面试验设计

试验段位于余杭区S207省道，行车道为单侧三车道，12m宽，该路段交通流量大，超载、重载车辆比例高，沥青路面产生严重的车辙病害，车辙深度高达70mm，尽管该路段每年多次进行养护处理，但车辙病害问题一直未能得到有效解决，严重影响行车安全性能。

作者简介：陈斌（1982-），男，浙江杭州人，本科，工程师，主要从事道路工程方向的研究。基于此，考虑在试验段采用灌入式抗车辙路面养护技术，设计方案为铣刨原路面10cm沥青面层，重铺10cm灌入式抗车辙路面。

1.1 原材料要求

（1）集料。集料的类型和性能影响着灌入式复合路面材料的性能［4］。玄武岩的强度高、耐磨性能好。因此，选择玄武岩作为大空隙沥青混合料的集料。

（2）沥青。大空隙沥青混合料主要依靠沥青的粘结性而形成强度，本次试验段采用SBS改性沥青。

（3）灌浆料。采用特种灌浆材料的性能如下：初始流动度13.1s；3h的抗压强度10.3MPa，抗折强度不小于3.7MPa。1.2 大空隙沥青混合料配合比设计

采用体积法设计大空隙沥青混合料，对拌和楼进行目标和生产配比调试结果如表1所示。1.3 大空隙沥青混合料最佳油石比

初拟2.7%、3.0%、3.3%三种油石比，按照设计级配制备马歇尔试件，然后进行马歇尔试验、析漏试验、飞散试验，试验结果显示油石比为3.0%时的试件析漏损失为0.27%，飞散损失为22.3%，稳定度为3.6kN，流值为31.7mm，空隙率为28.8%。大空隙沥青混合料的各项物理力学指标均满足要求，综合考虑，选取3.0%为最佳油石比。2  灌入式抗车辙路面的施工工艺2.1 原路面处理

对原路面铣刨10cm，铣刨干净至不留边角，横向接缝采

·7·

2019年10月江西建材表1 生产配合比矿料级配组合设计

研究与应用级配生产配比级配目标配比级配级配上限级配下限

下列筛孔的通过率（%）（方孔筛）

16.0100 100 100100

13.287.7 87.9 9582

9.540.1 39.2 6514

4.7515.2 15.3 255

2.3612.8 12.3 155

1.188.98.3 104

0.66.35.983

0.34.7 4.1 62

0.153.9 3.7 42

0.0753.5 3.3 41

用垂直平接缝；铣刨结束后，对路面进行清扫处理，有裂缝处

采用抗裂贴处理；基层处理结束后，喷洒乳化沥青粘层油。2.2 大空隙沥青混合料施工

（1）大空隙沥青混合料生产。大空隙沥青混合料的拌合过程与普通沥青混合料一致，鉴于大空隙沥青混合料的空隙率大，散热快，故本次试验段沥青加热温度为165℃，矿料的加热温度为195℃，混合料出料温度为180℃，且混合料运输过程要做好保温措施。

（2）大空隙沥青混合料的摊铺。大空隙沥青混合料的摊铺工艺与普通沥青混合料类似，考虑大空隙沥青混合料摊铺过程中温度高，强度形成慢，严禁施工人员在沥青混合料上行走带出沥青混合料。

（3）大空隙沥青混合料的碾压。为保证大空隙沥青混合料空隙率在20%～30%，选择合适的压实机械和碾压次数至关重要，碾压分为初压、复压和终压，本试验段采用钢轮压路机，初压温度在140℃，碾压2遍；复压温度为120℃左右，碾压2遍；终压温度为90℃，碾压1遍。2.3 灌浆料灌注施工

（1）封边处理。灌浆前做好封边工作，防止灌浆材料漏出造成材料损失和污染相邻车道。采用长木条封边，并使用钢钉固定，再用泡沫填缝剂填满木条与路面的缝隙。

（2）灌浆材料制备及灌注。灌浆材料生产前按照灌浆材料生产配合比进行试配，并进行流动度试验等性能指标试验，试验合格后再进行灌浆材料的拌制，将制备好的灌浆材料装入成品料斗中，使用水泵将灌浆材料喷洒在沥青路面上，直至灌浆材料不再渗透后进行表面处理工作。

（3）表面处理及养生。灌注完毕后，将残余在表面的灌浆材料清除干净，以露出大空隙沥青混合料表面凹凸不平为宜。灌浆施工结束后，养护3h后开放交通。

3 灌入式抗车辙路面试验路施工质量及效果评价3.1 试验段施工质量检测

（1）级配检测。对拌合楼拌合的混合料随机取样三组进行抽提筛分试验，三组的筛分试验结果见表2。由表2可知，大空隙沥青混合料的抽提筛分级配均满足设计要求。

表2 大空隙混合料抽提试验结果

编号123级配上限级配下限

通过筛孔（方孔筛，mm）百分率（%）

16.0100 100 100 100100

13.289.689.8 89.79582

9.542.5 42.1 43.56514

4.7515.715.9 14.4255

2.3613.4 13.7 13.4155

1.189.8 9.2 9.3104

0.67.6 7.36.7 83

0.35.5 5.0 5.3 62

0.153.1 3.5 3.2 42

0.0752.52.7 2.4 41

（2）油石比检测。对大空隙沥青混合料进行三组油石比检测，混合料油石比检测结果平均值为3.07%，可知大空隙沥青混合料油石比满足设计要求。

（3）大空隙沥青混合料性能验证。对大空隙沥青混合料进行一整套性能验证，验证结果如表3所示。由表3可知，大空隙沥青混合料的各项性能指标均满足规范技术要求。

表3 大空隙沥青混合料性能检测结果

试验项目空隙率马歇尔稳定度

流值析漏损失肯塔堡飞散损失动稳定度·8·

单位%kNmm%%次/mm

检测结果28.53.8731.40.3123.21798

技术要求20~30≧3.030~60<0.4<30≥1500

（4）灌入式抗车辙路面室内性能验证。为了评价抗车辙路面的整体强度和灌浆料灌注的效果，在大空隙沥青混合料中灌注灌浆料3h后取芯检测进行混合料的性能验证，所取三个芯样的平均厚度为9.93cm，平均灌注率为96.5%，平均稳定度为30kN，平均流值为27.7mm。检测结果表明，试验段灌入式抗车辙路面的各项指标均满足要求。3.2 试验段效果评价

试验段在铺筑完成通车七个月后，路面整体外观质量良好，为评价灌入式抗车辙路面是否达到路面设计使用要求，对试验段铺筑的抗车辙路面进行性能检测，所检测平均弯沉值为12.3（0.01mm），平整度平均值为0.36（mm），摆值平均值为55.4（BPN），平均构造深度为0.71（mm）。由检测结果可知，路面的弯沉、平整度、摩擦值、构造深度均满足设计的要求。4 结论

结合实体工程，研究灌入式抗车辙路面的施工工艺和施工质量，主要结论如下：

（下转第10页）

2019年10月江西建材研究与应用天然集料：天山汽车厂地坪用天然级配砂砾，库尔勒地区天然沙砾，甘肃地区天然沙砾，对三种天然级配砂砾进行筛分试验，试验结果显示天汽集料含泥量0.79%，细集料含量38.4%，级配比较均匀。甘肃集料含泥量0.61%，细集料含量34.5%。两种集料含泥量略有差别，但含泥量对混凝土强度有重大影响，需考虑在内。甘肃集料中粗集料较多，对混凝土强度有益。2 试验方案

为验证超级水泥的使用性能，采取对比试验的方式，用两种不同的天然砂砾做集料，不进行筛分，直接制备混凝土。为保证试验的有效性，采用控制变量法，水泥种类为变量，水灰比都为0.67，室内制备150mm*150mm*150mm的试件，并对其进行标准养护，养护龄期为7天和28天。对于水稳试验，因2%-8%预测含水量的击实结果显示不出最佳含水量-最大干密度曲线无下降趋势，所以实验人员按计划对不同水泥按含水2%、4%、6%、8%、10%、12%展开击实试验工作，得到最佳含水量后，制作水稳试件，根据基层施工要求98%的密实度，采用静压法制作φ150mm*150mm试件，按照规范要求进行标准养护6d，浸水1d，进行无侧限抗压强度检测。3 试验结果及分析

3.1 混凝土试验结果及分析

试验结果中，天汽集料普通混凝土7天和28天抗压强度为5.7 MPa和10.7MPa，超级水泥混凝土7天和28天抗压强度为7.9 MPa和16.7 MPa。甘肃普通集料混凝土7天和28天抗压强度为8.1 MPa和10.2 MPa，超级水泥混凝土抗压强度为14.9 MPa和19.8 MPa。由上述数据得出，普通水泥混凝土28天强度是7天强度的1.8倍，且强度较低，而超级水泥混凝土28天强度是7天强度的2.2倍，且强度较高，普通水泥混凝土28天强度为10.7，而超级水泥混凝土强度时其1.7倍。超级水泥混凝土的强度涨幅比普通水泥混凝土大，且7天强度更高，分析原因是超级水泥［5］的优势在于其对于集料中微粉成分的超强黏合力，通过超级水泥与集料微粉的水化、分散、聚合等一系列物理化学反应，即使是级配较差，也能得到相当强度的混凝土。甘肃集料的含泥量比天汽低，且高性能水泥可激发部分土中活性物质，生成胶凝材料，使微分与其他集料紧密结合在一起，提高强度。

3.2 水稳试验结果及分析

击实试验结果显示，库尔勒地区天然沙砾选用超级水泥设计水泥稳定基层，最大干密度2.16 g/cm3，最佳含水量6.6%，由于在制件过程中普通水泥+天然沙砾试件脱模过程中损失量较大，集料总量不足所以28d试件无法制件。

试验结果为：普通硅酸盐水稳试件和超级水泥水稳试件7天无侧限抗压强度分别为4.8MPa和6.4MPa，可以得出，固力强水泥试件强度比普通水泥试件高33%，因为超级水泥颗粒较细，与水发生水化反应更充分，生成更多的胶凝材料，可以与集料更好的固化在一起。超级水泥中含减水剂成分［6］，使用水量减少，原理在于其可以使微粉表面水颗粒中的电荷与微粉颗粒表面的电荷发生交换，化学离子互相反应，最终微粉表面的“亲水基”变为“憎水基”，减小颗粒表面张力对水的吸附作用，从而减少水的需求。所以固力强超级水泥制作的试件强度更高。4 应用

经过实际工程应用验证，体现了固力强超级水泥在市政道路、高速公路、乡村公路等基础设施建设所做的贡献［7］。其中在内蒙古磴口县7公里园区道路、36000平方堆场的建设中取得了优异的成果，节省5000多立方砂，3000多立方砾石，对保护当地环境起了有效积极的作用。2017年在新疆交建市政公司的天山汽车厂场平硬化工程中，利用厂区弃方土就地现场拌合固力强水泥生产地坪混凝土，不仅为施工方节约了巨大的原材料成本，也解决了厂区内弃方土外运处理的问题，且现场拌制的混凝土强度高，性能优，经过一个冬天的冻融循环没有出现开裂、起皮等普通混凝土的常见问题。5 结论

固力强超级水泥具有适应性能不良的集料的特点，特别是含泥量偏高的天然砂砾，通过混凝土和水稳试件的一系列试验，得出的结果表明加入超级水泥制备的试件强度符合国建规范要求，具有较好的前景。参考文献

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中的试验研究及应用［J］.灾害学，2018，33（S1）：173-176.［7］王宇.就地取材 变废为宝 超级水泥让绿色筑路成为现实［J］.交

通建设与管理，2018（02）：40-41.

（上接第8页）

（1）大空隙沥青混合料的马歇尔试验、析漏试验、飞散试

验结果显示，油石比为3.0%时，沥青混合料的各项性能满足技术指标要求。

（2）由施工现场抽样筛分结果可知，生产过程中的沥青混合料级配、油石比及各项物理性能指标均满足设计要求。现场检测结果表明，该施工工艺铺筑试验段的灌注率、平整度、构造深度、抗滑性能等指标均能满足路用性能要求。

（3）总体而言，灌入式抗车辙路面试验段经过7个月的运行取得了预期的效果，相较普通沥青路面，其抗车辙性能大幅·10·

提升，有效解决了重载交通带来的车辙病害难题。参考文献

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