超薄磨耗層在高速公路水泥混凝土路面養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用

李 保

（山西交通控股集團(tuán)有限公司 大同北高速公路分公司，山西 大同 037005）

超薄磨耗層是近年來(lái)較為常用的一種罩面技術(shù)，其充分發(fā)揮超薄罩面和碎石封層的優(yōu)勢(shì)，具有抗滑、抗車轍、抗水霧、抗磨耗、降噪的優(yōu)良性能，同時(shí)其施工速度快，開(kāi)放交通早，對(duì)現(xiàn)有交通影響??；尤其是其高溫穩(wěn)定性、重載交通下的使用壽命均在國(guó)內(nèi)多個(gè)項(xiàng)目上得到了較好的驗(yàn)證[1]。該罩面養(yǎng)護(hù)方案在山西省的瀝青路面養(yǎng)護(hù)上也得到了廣泛的應(yīng)用和推廣，但在水泥混凝土路面的應(yīng)用尚無(wú)先例，本文結(jié)合山西省得勝口至大同高速公路K446+400—K451+600段上行方向路面抗滑不足的現(xiàn)狀對(duì)超薄磨耗層罩面技術(shù)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。

1 工程概況

山西省得勝口至大同高速公路現(xiàn)已通車十余年，未進(jìn)行過(guò)路面大修，原有路面為水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)，隨著通車時(shí)間的增長(zhǎng)，路面抗滑不足現(xiàn)象明顯，尤其是K446+400—K451+600段上行方向位于長(zhǎng)大縱坡路段，且期間未進(jìn)行過(guò)路面大修改造，在持續(xù)十余年交通荷載和水泥路面自身特性的綜合作用下，路面的微觀紋理逐漸喪失導(dǎo)致出現(xiàn)“鏡面”現(xiàn)象。根據(jù)山西高速公路工程檢測(cè)有限公司、公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)國(guó)家工程研究中心和中公高科養(yǎng)護(hù)科技股份有限公司聯(lián)合出具的《2016年山西省高速（大同公司）路面構(gòu)造深度檢測(cè)評(píng)定報(bào)告》，得大高速公路亮馬臺(tái)隧道路面的總體構(gòu)造深度為0.19～0.58 mm，平均值為0.32 mm，其中上行構(gòu)造深度為0.19～0.46 mm，平均值為0.27 mm，抗滑性能指數(shù)SRI評(píng)價(jià)以中和次為主，由此引發(fā)的交通事故逐年增加。為徹底解決現(xiàn)有道路抗滑性能不足的現(xiàn)狀，同時(shí)為減小施工封閉交通的影響，采用了銑刨1 cm舊水泥面板后鋪裝2 cm厚超薄罩面的方案。

2 Novachip超薄磨耗層混合料設(shè)計(jì)

2.1 改性瀝青

超薄磨耗層所用混合料的黏結(jié)料，必須采用改性瀝青，改性后的SBS改性瀝青技術(shù)指標(biāo)應(yīng)滿足表 1 要求[2]。

表1 SBS改性瀝青技術(shù)要求

作為黏結(jié)層的NovaBond需采用改性乳化瀝青乳液，其灑布量0.8～1.0 kg/m2，其技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)如表2所列。

表2 NovaBond用SBS改性乳化瀝青技術(shù)要求

2.2 粗集料

粗集料應(yīng)選用三級(jí)以上的石料扎制而成的碎石，必須符合耐磨耗對(duì)粗集科的要求。同時(shí)，同步施工型超薄磨耗層對(duì)粗集料的抗壓碎要求高，粗集料必須使用堅(jiān)韌、粗糙、有棱角的優(yōu)質(zhì)石料，必須嚴(yán)格限制粗集料的扁平細(xì)長(zhǎng)顆粒含量。粗集料技術(shù)指標(biāo)滿足表3的要求。

表3 瀝青混合料用粗集料質(zhì)量技術(shù)要求 %

2.3 細(xì)集料

細(xì)集料應(yīng)潔凈、干燥、無(wú)風(fēng)化、無(wú)雜質(zhì)，并有適當(dāng)?shù)念w粒級(jí)配，其質(zhì)量應(yīng)符合表4的規(guī)定。

表4 瀝青混合料用細(xì)集料質(zhì)量技術(shù)要求

2.4 礦粉

瀝青混合料的填料必須采用石灰?guī)r或巖漿巖中的強(qiáng)基性巖石等憎水性石料經(jīng)磨細(xì)得到的礦粉，原石料中的泥土雜質(zhì)應(yīng)除凈。

2.5 混合料設(shè)計(jì)

超薄磨耗層混合料采用間斷開(kāi)級(jí)配，本工程通過(guò)級(jí)配對(duì)比與選擇，決定按照超薄磨耗層Type C級(jí)配要求實(shí)施混合料的級(jí)配設(shè)計(jì)，如表5所示。

表5 超薄瀝青磨耗層混合料礦料級(jí)配范圍

3 超薄磨耗層施工

盡管超薄磨耗層的施工十分方便且快速，同時(shí)混合料的拌制、攤鋪都和普通混合料大致相同，碾壓也較為容易，但仍需充分注意下列環(huán)節(jié)和內(nèi)容。

3.1 原路面的處理

施工前應(yīng)徹底處理舊路面的質(zhì)量缺陷，消除質(zhì)量隱患，對(duì)路面裂縫進(jìn)行清理和灌縫，確保路面結(jié)構(gòu)完整，承載力滿足使用要求。施工前，對(duì)待施工路段采用人工仔細(xì)處理清掃，采用高壓風(fēng)機(jī)清掃路面及縫隙內(nèi)的灰塵和雜物，使路面保持干凈，并開(kāi)始進(jìn)入下一道工序[3]。

3.2 混合料拌和時(shí)間和溫度

正式施工前需對(duì)拌和機(jī)的計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)，保證計(jì)量的準(zhǔn)確，對(duì)機(jī)械傳動(dòng)和傳送部分進(jìn)行檢修和潤(rùn)滑，保證生產(chǎn)的穩(wěn)定和連續(xù)，對(duì)除塵設(shè)備進(jìn)行檢修及對(duì)需要更換的耗件進(jìn)行更換。施工溫度控制為：

a）石料加熱溫度180℃～190℃；b）瀝青加熱溫度165℃～175℃；c）拌和溫度170℃～180℃；d）有效拌和時(shí)間30～45 s。

3.3 攤鋪碾壓

采用專用的攤鋪設(shè)備進(jìn)行攤鋪，采用20 m/min左右的攤鋪速度進(jìn)行一次性完成噴灑和混合料的攤鋪，噴灑和混合料的攤鋪間隔時(shí)間不大于5 s。在60℃～80℃的溫度下噴灑，最終通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)確定。瀝青混合料攤鋪溫度約為150℃～170℃，在噴灑后攤鋪，熱瀝青混合料攤鋪在所有噴灑表面上，并由電加熱的振動(dòng)熨平板進(jìn)行熨平。碾壓的目的不是保證壓實(shí)度，而是實(shí)現(xiàn)嵌擠穩(wěn)定的狀態(tài)，采用12 t的雙鋼輪壓路機(jī)緊跟著進(jìn)行靜壓，壓實(shí)次數(shù)不少于3次，以保證混合料達(dá)到嵌擠穩(wěn)定。等到路面降低至50℃以下后開(kāi)放交通。

4 超薄磨耗層質(zhì)量控制及驗(yàn)收

為了獲得高質(zhì)量的路面，超薄罩面施工的各個(gè)環(huán)節(jié)都必須進(jìn)行嚴(yán)格的質(zhì)量控制，混合料必須按規(guī)定的頻率和要求檢驗(yàn)瀝青含量、級(jí)配和體積特性。要求表面平整密實(shí)，不得有明顯輪跡、裂縫、擁擠、油包等缺陷，且無(wú)明顯離析；路面緊密平整、順直、無(wú)跳車。超薄罩面混合料是間斷級(jí)配，孔隙率較大，能迅速排水，因此普通的滲水試驗(yàn)不適用于超薄罩面，對(duì)超薄罩面防水性的質(zhì)量控制應(yīng)重點(diǎn)控制改性乳化瀝青的質(zhì)量、灑布量以及施工過(guò)程。不需要進(jìn)行普通滲水實(shí)驗(yàn)[4]。

由于超薄罩面厚度較薄，壓實(shí)容易，壓實(shí)度指標(biāo)控制意義不大，施工過(guò)程中控制乳化瀝青和混合料的溫度對(duì)施工質(zhì)量更為重要。

根據(jù)系統(tǒng)特殊的路面使用性能，結(jié)合我國(guó)熱瀝青混凝土路面的國(guó)家驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，工程驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)如表6。

5 結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合得大高速公路水泥混凝土路面抗滑處治工程，對(duì)超薄磨耗層相關(guān)參數(shù)、施工工藝和質(zhì)量控制進(jìn)行了探討和分析，同時(shí)本項(xiàng)目實(shí)施后路面抗滑性能顯著提高，罩面后各項(xiàng)性能指標(biāo)完全符合高速公路路面性能的要求，為超薄磨耗層罩面技術(shù)在山西省水泥混凝土路面“白加黑”工程中的應(yīng)用提供了參考。

表6 工程驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)