瀝青路面養(yǎng)護(hù)中連續(xù)級(jí)配超薄磨耗層技術(shù)的應(yīng)用成

高立+潘夢(mèng)+唐禮泉+周新鋒

摘要：為了提高高等級(jí)公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)——超薄磨耗層的使用性能，依托實(shí)體工程，分析了超薄磨耗層連續(xù)級(jí)配結(jié)構(gòu)混合料的配合比設(shè)計(jì)、瀝青用量、抗水損害性能、高溫抗車轍性能與抗滑性能等，以及其施工技術(shù)要點(diǎn)。結(jié)果表明：設(shè)計(jì)的連續(xù)級(jí)配超薄磨耗層混合料析漏損失值、殘留穩(wěn)定度、凍融劈裂強(qiáng)度、構(gòu)造深度指標(biāo)均滿足相關(guān)規(guī)范要求，連續(xù)級(jí)配超薄磨耗層技術(shù)具有較好的推廣價(jià)值。

關(guān)鍵詞：超薄磨耗層；配合比設(shè)計(jì)；性能檢測；施工控制

中圖分類號(hào)：U418.6文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

Application of Technology of Continuously Graded Ultrathin Wearing Course in Asphalt Pavement Maintenance

CHENG Gaoli1， PAN Meng1， TANG Liquan1， ZHOU Xinfeng2

（1. Shaanxi Expressway Engineering Mechanization Co.， Ltd.， Xian 710038， Shaanxi， China；

2. Xian Highway Institute， Xian 710054， Shaanxi， China）

Abstract： In order to improve the applicability of ultrathin wearing course， a technology for highgraded highways maintenance， the design of mix proportion， content of asphalt， water damage resistance， antirutting performance at high temperature and antiskid performance of the continuously graded mixture for ultrathin wearing course and key points of the construction technology were analyzed based on practical projects and the raw materials. The results show that the value of leakage loss， residual stability， freezethaw splitting strength and tectonic depth of the designed ultrathin wearing course meet the requirements of specifications. It can be seen that the technology of continuously graded ultrathin wearing course is of great promotion value.

Key words： ultrathin wearing course； mix proportion design； performance test； construction control

0引言

超薄磨耗層作為一種路面維修養(yǎng)護(hù)技術(shù)，可以有效恢復(fù)路面功能，改善道路使用性能，提高行車安全和增加路面強(qiáng)度，主要適用于交通荷載重、路面使用性能要求高的高速公路和一級(jí)公路[17]。近年來，隨著國內(nèi)道路養(yǎng)護(hù)任務(wù)的加重，超薄磨耗層應(yīng)用的規(guī)模和里程逐漸增加。為確保施工質(zhì)量及路用性能指標(biāo)滿足規(guī)范，要求超薄磨耗層現(xiàn)場施工時(shí)采用專用的攤鋪機(jī)同步完成改性乳化瀝青灑布和熱拌瀝青混合料攤鋪工藝，并以鋼輪壓路機(jī)碾壓，待路面溫度降低到一定程度后開放交通。目前超薄磨耗層技術(shù)主要采用的是間斷級(jí)配混合料，對(duì)連續(xù)級(jí)配結(jié)構(gòu)混合料少有研究和嘗試，為驗(yàn)證連續(xù)級(jí)配的推廣可行性，本文以銅延高速公路養(yǎng)護(hù)工程為依托，結(jié)合工程所處環(huán)境類型和交通荷載狀況，提出連續(xù)級(jí)配超薄磨耗層技術(shù)的概念，分析其材料的構(gòu)成、原材料選取的標(biāo)準(zhǔn)和質(zhì)量控制要求，通過相應(yīng)配合比設(shè)計(jì)流程和各項(xiàng)路用性能的驗(yàn)證，定量說明其使用性能；同時(shí)結(jié)合具體施工攤鋪效果，總結(jié)超薄磨耗層現(xiàn)場施工的質(zhì)量控制要點(diǎn)，為連續(xù)級(jí)配結(jié)構(gòu)超薄磨耗層技術(shù)的推廣提供技術(shù)參考和借鑒。

1工程背景

銅川—延安高速公路中黃陵至延安段全長為145559 km，設(shè)計(jì)速度為80 km·h-1，雙向四車道，路基寬度為245 m，于2006年9月建成通車。隨著重載車輛的增多，路面出現(xiàn)了不同程度的滲水、光滑等病害。根據(jù)現(xiàn)場檢測資料發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)生病害的部位主要集中在表面層，原路面的強(qiáng)度和剛度滿足不了要求。為了保證該公路安全、快捷的運(yùn)營環(huán)境，公路養(yǎng)護(hù)部門從2013年開始對(duì)部分路段實(shí)施超薄磨耗層罩面。其中，在2014年銅延高速公路的路面養(yǎng)護(hù)工程中，選取黃延段K564+000～K577+150（往西安方向）作為試驗(yàn)段，鋪筑了連續(xù)級(jí)配超薄磨耗層罩面。該路段內(nèi)的路面病害形式主要為瀝青層脫落、滲水、抗滑性能不足及路面裂縫等。

2原材料及配合比設(shè)計(jì)

2.1原材料

（1）瀝青。

超薄磨耗層鋪筑在瀝青路面表層，直接與自然環(huán)境和車輛荷載接觸，易受陽光、空氣、水及輪胎磨耗的影響，采用的瀝青結(jié)合料應(yīng)具有黏附性大、耐候性強(qiáng)、抗剝離性好的特性?；阡佒游慌c相關(guān)使用要求的考慮，本文采用自主開發(fā)的SBS高黏改性瀝青拌制超薄磨耗層混合料，其技術(shù)指標(biāo)如表1所示。

石比為51%；相應(yīng)于飽和度范圍中值（60%～75%）的油石比為53%；最佳油石比的初始值為53%。對(duì)比表6所列各項(xiàng)技術(shù)要求，確定連續(xù)級(jí)配超薄磨耗層混合料油石比范圍為49%～54%，最佳油石比為52%；考慮到項(xiàng)目所在地區(qū)的氣候，油石比取51%。endprint

3路用性能驗(yàn)證

（1）析漏試驗(yàn)。

超薄磨耗層位于路面的最頂層，若混合料采用的油石比過大，將引起路面泛油現(xiàn)象，危及行車安全，借助析漏試驗(yàn)檢驗(yàn)連續(xù)級(jí)配結(jié)構(gòu)超薄磨耗層混合料的最大瀝青用量。按照最佳油石比5.1%和確定的礦料級(jí)配拌制混合料并進(jìn)行析漏試驗(yàn)，結(jié)果如表7所示。由表7可知，混合料的析漏損失值滿足相關(guān)規(guī)范的技術(shù)指標(biāo)要求。

（4）構(gòu)造深度檢驗(yàn)。超薄磨耗層技術(shù)的作用之一即為改善原有路面的抗滑性能，提高路面的行駛質(zhì)量。礦料級(jí)配的變化會(huì)使混合料中粗集料含量下降，進(jìn)而影響該技術(shù)的抗滑性能。為了定量說明連續(xù)級(jí)配超薄磨耗層混合料的抗滑性能，成型車轍板試件，在室內(nèi)進(jìn)行表面構(gòu)造深度試驗(yàn)。結(jié)果顯示，按選取的礦料級(jí)配和最佳油石比51%成型的試件，其構(gòu)造深度指標(biāo)為101%，滿足設(shè)計(jì)要求（不小于10%）。

4施工技術(shù)要點(diǎn)

4.1施工準(zhǔn)備

超薄磨耗層技術(shù)主要用于瀝青路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)和輕微、中等病害的矯正性養(yǎng)護(hù)，并不能作為結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)層。當(dāng)路面出現(xiàn)嚴(yán)重病害時(shí)，應(yīng)在鋪筑磨耗層之前對(duì)路面進(jìn)行銑刨。對(duì)于一般的坑槽、沉陷、車轍、裂縫等病害，應(yīng)根據(jù)損壞程度采用不同的處治措施[1114]，見表10。

4.2混合料生產(chǎn)

超薄磨耗層混合料的生產(chǎn)與一般瀝青混合料大致相同，由于超薄磨耗層鋪筑厚度較薄，散熱較快，

應(yīng)嚴(yán)格控制石料與瀝青的加熱溫度與拌和時(shí)間：石料加熱溫度為180 ℃～190 ℃，瀝青加熱溫度為165 ℃～175 ℃，拌和溫度為170 ℃～180 ℃，拌和時(shí)間為30～45 s。生產(chǎn)過程中應(yīng)及時(shí)檢查混合料的配合比和油石比，抽檢次數(shù)應(yīng)滿足設(shè)計(jì)和規(guī)范要求。拌和后應(yīng)檢查混合料是否有花白料、離析等情況。

4.3混合料運(yùn)輸

超薄磨耗層施工應(yīng)選擇晴天，以提高運(yùn)輸速度，縮短運(yùn)輸時(shí)間，力爭在當(dāng)天中午1點(diǎn)左右到工地，嚴(yán)格進(jìn)行車廂覆蓋，減少混合料溫度下降。為防止混合料發(fā)生變化，車廂應(yīng)整潔，車廂底板和側(cè)板應(yīng)噴灑一薄層油水混合物作為隔離劑（油水比為1∶3）；從成品料倉到運(yùn)料車，應(yīng)通過前后移動(dòng)來消除粗集料的離析現(xiàn)象，裝載次數(shù)應(yīng)不少于3次。混合料運(yùn)量要比攤鋪量有所富余，以保證攤鋪機(jī)均勻、連續(xù)施工，施工現(xiàn)場等候卸料的運(yùn)料車應(yīng)為3輛以上?；旌狭线\(yùn)到現(xiàn)場后，根據(jù)施工進(jìn)展用2套棉蓋布覆蓋在混合料上進(jìn)行保溫，并設(shè)置測溫檢查孔檢測混合料的溫度。

4.4混合料攤鋪

攤鋪和碾壓機(jī)械與工藝如表11所示，相應(yīng)的施工方式和參數(shù)可確?；旌狭系臄備伜湍雺嘿|(zhì)量。為了盡可能減少混合料的熱量損失，保證壓實(shí)質(zhì)量，攤鋪機(jī)攤鋪前應(yīng)預(yù)熱熨平板，溫度達(dá)到100 ℃以上。

4.5混合料碾壓

連續(xù)級(jí)配超薄磨耗層的碾壓工藝基本與普通瀝青路面相同，遵循緊跟、少水、勻速、慢壓的原則。采用10～13 t雙鋼輪壓路機(jī)靜壓作業(yè)2～3遍，對(duì)于縱向施工縫位置應(yīng)增加壓實(shí)遍數(shù)。超薄磨耗層的攤鋪厚度決定了混合料散熱速度，若碾壓不及時(shí)，將導(dǎo)致混合料松散，碾壓質(zhì)量得不到保證，因此碾壓施工應(yīng)在路面溫度不低于90 ℃時(shí)完成；當(dāng)路面溫度降至50 ℃以下，即可開放交通。由于攤鋪機(jī)攤鋪寬度和作業(yè)效率的限制，不可避免地產(chǎn)生縱向接縫和橫向接縫，為保證接縫處相接平順、連貫，建議采用表12中的施工方式。

5技術(shù)優(yōu)勢

超薄磨耗層技術(shù)比其他類型薄層罩面具有顯著的優(yōu)勢，具體如下。

（1）超薄磨耗層技術(shù)采用的結(jié)合料為改性乳化瀝青，隨著水分的蒸發(fā)，瀝青破乳強(qiáng)度快速形成，在新舊瀝青層之間形成一層強(qiáng)度較高的黏結(jié)層，有力黏連集料，避免跑料。

（2）施工過程采用碾壓工藝，使路面具有充足抗滑性和良好的平整度。

（3）超薄磨耗層技術(shù)可同步實(shí)現(xiàn)瀝青混合料和乳化瀝青施工，施工效率高，對(duì)交通的影響小。

（4）相比其他薄層罩面，超薄磨耗層具有使用壽命長、全壽命周期成本低的優(yōu)勢[1516]。

6結(jié)語

通過超薄磨耗層混合料室內(nèi)研究及相應(yīng)實(shí)體工程的嘗試，取得以下成果，定量地說明了采用連續(xù)級(jí)配結(jié)構(gòu)的可行性，為其推廣應(yīng)用提供了技術(shù)保證。

（1）采用高黏改性瀝青和連續(xù)礦料級(jí)配拌制而成的超薄磨耗層混合料，具有良好的抗滑性能、高溫抗車轍性能和水穩(wěn)定性，且試驗(yàn)指標(biāo)均滿足相關(guān)規(guī)范的要求，定量地驗(yàn)證了其使用性能。

（2）提出連續(xù)級(jí)配結(jié)構(gòu)超薄磨耗層技術(shù)施工質(zhì)量控制要點(diǎn)和施工工藝參數(shù)，有效地保證了攤鋪質(zhì)量和使用性能。

（3）超薄磨耗層技術(shù)施工速度性、乳化瀝青快裂快凝，有效縮短了開放交通時(shí)間，減少施工對(duì)交通的影響。

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[責(zé)任編輯：高甜]endprint