易密實(shí)瀝青混凝土薄層罩面技術(shù)在養(yǎng)護(hù)維修工程中的應(yīng)用

熊 亮，馬 翔，黃 勇

（1.安徽省交通投資集團(tuán)道路養(yǎng)護(hù)管理有限公司，安徽 合肥，230088;2.東南大學(xué)，江蘇 南京，210096）

0 前言

隨著高速公路瀝青路面使用年限的不斷增長，瀝青路面養(yǎng)護(hù)維修技術(shù)也在不斷發(fā)展和創(chuàng)新。在公路養(yǎng)護(hù)中采用科學(xué)合理的路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)，不僅能延長路面的使用壽命，同時(shí)又能減少養(yǎng)護(hù)的工作時(shí)間、節(jié)約養(yǎng)護(hù)成本。養(yǎng)護(hù)維修技術(shù)依據(jù)養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)的不同可分為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)和矯正性養(yǎng)護(hù)[1]，其中預(yù)防性養(yǎng)護(hù)被認(rèn)為是科學(xué)性養(yǎng)護(hù)的具體體現(xiàn)，可以有效地節(jié)約瀝青路面周期壽命成本。

目前，各類封層、表處技術(shù)是預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)中的典型技術(shù)[2]。這類技術(shù)雖然造價(jià)低，但使用效果、耐久性并不理想。易密實(shí)瀝青混凝土是東南大學(xué)倪富健教授課題組提出的一種新型的瀝青路面材料，這種材料攤鋪厚度可以薄至2.5 cm，在養(yǎng)護(hù)維修工程中應(yīng)用易密實(shí)瀝青混凝土薄層罩面技術(shù)是技術(shù)可靠性與經(jīng)濟(jì)可行性較好的協(xié)調(diào)。本文以安徽界阜蚌高速公路蒙蚌段2012年度養(yǎng)護(hù)維修工程為依托，對易密實(shí)瀝青混凝土薄層罩面技術(shù)在養(yǎng)護(hù)維修工程中的應(yīng)用進(jìn)行研究，為這項(xiàng)技術(shù)的推廣應(yīng)用提供實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。

1 養(yǎng)護(hù)維修方案設(shè)計(jì)

1.1 項(xiàng)目背景

安徽省界阜蚌高速公路是G36（寧洛高速）中的一段，其蒙蚌段是2004年10月建成通車的瀝青路面，截至2009年底路面使用狀況良好，路面基本處于“零維修”狀態(tài)。從2010年開始路面逐步出現(xiàn)了橫、縱向裂縫。為了防止病害的進(jìn)一步惡化，2012年度對部分路段進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修。

1.2 路況調(diào)查

為了制定合理的養(yǎng)護(hù)維修方案，2011年10月，對蒙蚌段全線的雙向道路進(jìn)行了詳細(xì)的路況調(diào)查，包括彎沉、車轍、平整度和破損，其中彎沉采用路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度指數(shù)（PSSI）、車轍采用車轍深度（RD）、平整度采用國際平整度指數(shù)（IRI）來表征，具體檢測結(jié)果如表1所列。

表1 路況檢測結(jié)果一覽表

從表1中的檢測結(jié)果可知，該路段強(qiáng)度、車轍和平整度均較好。這條路較嚴(yán)重的是破損病害，其調(diào)查結(jié)果如表2所列。

表2 破損病害統(tǒng)計(jì)結(jié)果一覽表

從表2中的調(diào)查結(jié)果可知，這條路最主要的是裂縫病害。為了進(jìn)一步弄清裂縫的主要形式，對裂縫處進(jìn)行了跨縫取芯，通過現(xiàn)場的取芯發(fā)現(xiàn)：橫縫基本為半剛性基層特有的反射裂縫，縱向裂縫既有反射裂縫，也有表面層輪跡帶附近出現(xiàn)的由上至下的裂縫。

1.3 養(yǎng)護(hù)維修方案設(shè)計(jì)

基于路況調(diào)查的結(jié)果和預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的總體思路，制定了如圖1所示的養(yǎng)護(hù)維修方案。

圖1 養(yǎng)護(hù)維修方案示意圖

該項(xiàng)養(yǎng)護(hù)維修工程包括兩大分項(xiàng)工程：裂縫病害處治和2.5 cmECA-10易密實(shí)薄層罩面。裂縫采用挖補(bǔ)措施進(jìn)行處治，對原有路面裂縫進(jìn)行挖補(bǔ)后，再對路面整幅進(jìn)行拉毛處治，拉毛深度約為8 mm，拉毛處治不僅可以提高新舊結(jié)構(gòu)物間的粘結(jié)性能，而且可以有效地消除舊路面車轍對罩面層橫向平整度的影響。

2 易密實(shí)瀝青混凝土的組成設(shè)計(jì)

薄層易密實(shí)瀝青混合料是一種新型的瀝青混合料，相對常用的熱拌瀝青混合料而言，其組成設(shè)計(jì)在材料和級配方面都有明顯的不同。易密實(shí)瀝青混凝土中使用易密實(shí)添加劑延長薄層瀝青混合料的可碾壓時(shí)間，提高其壓實(shí)度。目前應(yīng)用的易密實(shí)瀝青混凝土有ECA-6.7和ECA-10兩種級配[3]，該項(xiàng)工程采用ECA-10作為薄層罩面的材料。易密實(shí)瀝青混合料ECA-10的組成材料包括：集料、礦粉、PG76-22SBS改性瀝青、聚酯纖維、易密實(shí)添加劑。聚酯纖維增強(qiáng)混合料的柔韌性[4]，易密實(shí)添加劑提高薄層混凝土的壓實(shí)度。其級配組成如表3所列。

在易密實(shí)瀝青混凝土ECA-10組成設(shè)計(jì)時(shí)，首先按照相關(guān)技術(shù)規(guī)范的要求，對原材料進(jìn)行了檢測，在原材料檢測的基礎(chǔ)上，采用馬歇爾試驗(yàn)方法（雙面擊實(shí)75次）確定了易密實(shí)瀝青混凝土的最佳油石比，各指標(biāo)檢測結(jié)果如表4所列。

易密實(shí)瀝青混凝土粒徑小，應(yīng)用實(shí)例少，能否滿足我國高速公路表面層的技術(shù)要求需要通過室內(nèi)性能試驗(yàn)論證。為此，研究過程中對易密實(shí)瀝青混凝土ECA-10進(jìn)行了詳細(xì)的路用性能試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果如表5所列，試驗(yàn)方法均依據(jù)《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程》（JTG E20-2011）。

從表5中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出，易密實(shí)瀝青混凝土ECA-10各項(xiàng)路用性能指標(biāo)均能很好滿足其技術(shù)要求。尤其是60℃動穩(wěn)定度達(dá)到5231次/mm，可見，這種瀝青混合料均有很好的高溫穩(wěn)定性，可以有效地防治新鋪瀝青混凝土在高溫條件下產(chǎn)生較大永久變形。此外，由于采用了合理的級配組成，細(xì)粒式的易密實(shí)瀝青混凝土表面構(gòu)造深度和抗滑性能均能很好地滿足技術(shù)規(guī)范的要求。

3 薄層罩面施工工藝

在室內(nèi)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上，依據(jù)設(shè)計(jì)的養(yǎng)護(hù)維修方案，在界阜蚌高速公路養(yǎng)護(hù)維修工程中實(shí)施了易密實(shí)瀝青混凝土薄層罩面技術(shù)，具體施工流程及工藝如下所述。

3.1 裂縫處治

該項(xiàng)工程裂縫病害處治采用挖補(bǔ)的技術(shù)措施，具體方案是沿裂縫走向分層開挖面層結(jié)構(gòu)后回填瀝青混凝土，其中橫縫一般銑刨2 m寬、5 cm深的槽，熱瀝青封縫后鋪設(shè)沿裂縫走向1.91的聚酯玻纖布，再回填5 cm溫拌AC-13改性瀝青混凝土；縱縫一般銑刨3.9 m寬、5 cm深的槽后，鋪設(shè)3.81 m的聚酯玻纖布，回填5 cm溫拌AC-13改性瀝青混凝土。鋪設(shè)聚酯玻纖布前對下層結(jié)構(gòu)的裂縫進(jìn)行灌縫處治，若銑刨上面層結(jié)構(gòu)后發(fā)現(xiàn)下層結(jié)構(gòu)裂縫病害嚴(yán)重需要繼續(xù)銑刨下層結(jié)構(gòu)，必要時(shí)對基層進(jìn)行銑刨重鋪，如圖2、圖3所示。

3.2 路面拉毛

在原路面裂縫處治徹底處治后，對擬罩面的整幅路面采用精銑刨機(jī)進(jìn)行拉毛處理，拉毛深度按8 mm控制，如圖4所示。

3.3 黏層油灑布

路面拉毛后，對舊路面進(jìn)行徹底的清掃，然后灑布高粘度乳化瀝青，用量按照0.4～0.6 mL/m2（乳化瀝青用量）控制，如圖5所示。

施工過程中必須有技術(shù)人員全程負(fù)責(zé)粘層油的灑布，包括灑布前路面的檢查，灑布過程中粘層油的用量和均勻性檢查，灑布后必須破乳后方能允許施工車輛通行，且應(yīng)該盡量減少人和車輛通行。

表3 ECA-10的級配組成一覽表

表4 ECA-10馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果一覽表

表5 易密實(shí)瀝青混凝土路用性能試驗(yàn)結(jié)果一覽表

圖2 開槽后熱瀝青封縫實(shí)景

圖3 貼聚酯玻纖布后回填瀝青混合料實(shí)景

圖4 舊路面拉毛處治實(shí)景

圖5 黏層油灑布實(shí)景

3.4 ECA-10罩面

ECA-10罩面的施工工藝與常規(guī)的瀝青混合料罩面類似，主要區(qū)別在于易密實(shí)添加劑的應(yīng)用，易密實(shí)添加劑作為一種添加材料需要與瀝青同時(shí)噴入拌合缸中，因此，易密實(shí)瀝青混合料施工前需要對拌合樓進(jìn)行適當(dāng)?shù)母难b，安裝易密實(shí)添加劑輸送設(shè)備。此外，易密實(shí)瀝青混合料施工過程溫度控制宜參考表6所列的技術(shù)要求。

表6 易密實(shí)瀝青混合料施工溫度控制要求一覽表

3.5 現(xiàn)場檢測

在試驗(yàn)段施工結(jié)束后，對易密實(shí)瀝青混凝土ECA-10的現(xiàn)場施工質(zhì)量進(jìn)行檢測，其檢測結(jié)果如表7所列。

表7 現(xiàn)場檢測結(jié)果一覽表

從表7中的檢查結(jié)果可知：2.5 cm易密實(shí)瀝青混凝土ECA-10薄層罩面各項(xiàng)性能指標(biāo)均能很好地滿足我國技術(shù)規(guī)范的要求，特別是構(gòu)造深度、擺值等表面功能特性指標(biāo)較常規(guī)的AC-13瀝青混合料還要好，是一種性能優(yōu)良、造價(jià)經(jīng)濟(jì)的罩面層材料。

4 結(jié)語

易密實(shí)瀝青混凝土作為一種新型的瀝青混凝土，公稱最大粒徑為10 mm，滿足薄層的厚度要求；易密實(shí)添加劑的應(yīng)用，提高了薄層瀝青混凝土的碾壓效果；特有的級配組成滿足表面層的抗滑性能要求，這種瀝青混凝土從設(shè)計(jì)、施工和使用方面均能很好地滿足薄層罩面的要求。從界阜蚌高速公路蒙蚌段實(shí)施效果來看，易密實(shí)瀝青混凝土薄層罩面技術(shù)是一項(xiàng)經(jīng)濟(jì)可靠的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，值得在全國高速公路養(yǎng)護(hù)維修工程中推廣應(yīng)用。

[1]王朝輝，王麗君，白軍華，等.基于時(shí)段的瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)與對策一體優(yōu)化研究[J].中國公路學(xué)報(bào)，2010，23（5）：27-34.

[2]李寧，張兵，俞先江.瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)霧封層在沿江高速公路上的應(yīng)用研究[J].中外公路，2009,29（2）：90-93.

[3]丁林江，邵虎.易密實(shí)瀝青混凝土在車轍處治中的應(yīng)用研究[J].公路交通科技（應(yīng)用技術(shù)版），2009，（9）：31-34.

[4]馬翔，倪富健，顧興宇，等.聚酯纖維瀝青混合料錄用性能研究分析[J].公路交通科技，2006.