超薄罩面技術(shù)在高速養(yǎng)護(hù)工程中的應(yīng)用

徐志華

(福建省高速公路養(yǎng)護(hù)工程有限公司，福州 350018)

0 引言

超薄罩面技術(shù)作為一種經(jīng)濟(jì)、快捷、有效的路面預(yù)防性技術(shù)，大量應(yīng)用到我省高速養(yǎng)護(hù)工程。由我司承接超薄罩面工程總量近50 萬m2， 主要為隧道水泥路面上的罩面。 多年超薄罩面施工成效顯著， 最具代表性的工程為2013 年5 月實(shí)施的沈海高速公路福寧段路面超薄罩面工程。 經(jīng)過5 年多時(shí)間的觀察與檢測(cè)，路面表觀質(zhì)量?jī)?yōu)，路用性能顯著改善。

超薄罩面是一種一體化超薄磨耗層， 采用一臺(tái)噴灑攤鋪同步一體機(jī)將間斷級(jí)配熱拌改性瀝青混合料直接鋪筑在同步噴灑改性乳化瀝青的粘結(jié)層上， 厚度一般為15～25mm。超薄罩面混合料通常有3 種類型，包括A 型級(jí)配(厚度：1.0～1.5cm)、B 型級(jí)配(厚度1.6～2.0cm)和C 型級(jí)配(厚度2.1～2.5cm)，近幾年來在我省高速公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)及隧道白改黑工程應(yīng)用中的超薄罩面均為C 型級(jí)配。

1 工程概況

本工程位于沈海高速公路福寧段， 于2003 年6 月29 日建成通車。 該段工程分為隧道和路基部分。 其中隧道部分為26cm 水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)， 路基部分由5cmAC-16C 上面層、5cmAC-20I 中面層、7cmATB-25I 下面層、20cm 的5%水泥穩(wěn)定碎石基層與36cm 的3%水泥穩(wěn)定碎石底基層組成，經(jīng)過近10 年的使用，行車舒適性差、隧道內(nèi)噪音大、粉層多，輪跡帶磨損大，汽車尾氣中的微小油污積碳顆粒沉積易形成油膜，路用抗滑性能低，特別是雨天，輪胎所帶來的水在隧道內(nèi)易形成水膜，極大的增加了行車安全隱患。

2 超薄罩面材料和配合比設(shè)計(jì)

2.1 原材料

(1)集料

混合料礦料所占比例占95%以上， 因此礦料質(zhì)量極其重要。 所選石料宜采用玄武巖或輝綠巖等質(zhì)地堅(jiān)硬的巖石。本工程選用閩清鐘山0～3mm，5～10mm 和10～15mm玄武巖石料。

(2)填料

超薄罩面所用填料必須采用石灰?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，礦粉應(yīng)干燥、潔凈。 本工程選用三明尤溪礦粉。

(3)改性瀝青和改性乳化瀝青

本工程采用殼牌瀝青有限公司鄂州庫(kù)生產(chǎn)的NovaBinderTM 改性瀝青和NovabondTM 改性乳化瀝青，兩者質(zhì)量均符合 《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTGF40-2004)和《Novachip 超薄磨耗層設(shè)計(jì)要求》。 檢測(cè)結(jié)果見表1、表2。

2.2 配合比設(shè)計(jì)

2013 年3 月我司送樣至殼牌瀝青中國(guó)技術(shù)服務(wù)中心進(jìn)行項(xiàng)目目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)，并將氣候條件、應(yīng)用場(chǎng)合、使用要求、材料供應(yīng)情況反饋給設(shè)計(jì)方。根據(jù)殼牌技術(shù)服務(wù)中心出具的目標(biāo)配合比報(bào)告， 我司送樣至福建省公路工程試驗(yàn)檢測(cè)中心站進(jìn)行配合比復(fù)核工作。 各階段試驗(yàn)結(jié)果均滿足技術(shù)要求，試驗(yàn)結(jié)果見表3 和表4。

超薄混合料級(jí)配關(guān)鍵在于4.75mm，2.36mm 和0.075mm；從表3 可以看出，對(duì)照密級(jí)配AC-16C 級(jí)配，超薄罩面2.36～4.75mm 較少， 超薄罩面級(jí)配設(shè)計(jì)是采用間斷級(jí)配設(shè)計(jì)，對(duì)粗集料嵌擠能力要求高，級(jí)配在規(guī)定允許范圍內(nèi)應(yīng)寧粗勿細(xì)，級(jí)配越粗，空隙率越高，越有利于改性乳化瀝青的破乳速率。

超薄罩面最佳瀝青用量是通過綜合混合料體積性能及最小油膜厚度要求來確定的。從表3 和表4 可以看出，目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)階段與復(fù)核相比，復(fù)核階段級(jí)配更細(xì)，瀝青膜厚度更大?；谏a(chǎn)配合比級(jí)配比復(fù)核較細(xì)，因此在拌合樓生產(chǎn)時(shí)應(yīng)加強(qiáng)除塵，適當(dāng)使用潔凈的礦粉。

表1 改性瀝青檢測(cè)結(jié)果

表2 改性乳化瀝青檢測(cè)結(jié)果

表3 礦料配合比和合成級(jí)配

表4 混合料配合比試驗(yàn)數(shù)據(jù)比較

3 原路面處治和施工前準(zhǔn)備

3.1 原路面處治

超薄罩面厚度僅有2.5cm，受車輛輪胎直接作用，它與路面粘結(jié)強(qiáng)度和路面承載力成為影響其使用壽命的關(guān)鍵因素，為此，超薄罩面施工前應(yīng)徹底處理舊路面的質(zhì)量缺陷，消除質(zhì)量隱患。 對(duì)于裂縫、坑槽、塊裂、松散以及擁包等病害應(yīng)提前進(jìn)行處理，確保路面結(jié)構(gòu)完整，承載力滿足使用要求。

3.2 原材料的質(zhì)量控制

原材料的生產(chǎn)質(zhì)量控制主要是對(duì)石料生產(chǎn)的質(zhì)量控制。 石料的生產(chǎn)控制主要是控制進(jìn)入破碎機(jī)石料的含泥量、軟石含量以及破碎后的針片狀含量，只要以上幾項(xiàng)指標(biāo)控制好就能保證石料的生產(chǎn)質(zhì)量。

3.3 設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)

設(shè)備的完好和正常運(yùn)行直接關(guān)系到瀝青路面的施工質(zhì)量，在使用過程及使用后要加強(qiáng)對(duì)設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)。

超薄罩面采用專用設(shè)備進(jìn)行施工。 攤鋪機(jī)必須包含接料斗、傳送帶、改性乳化瀝青儲(chǔ)罐、改性乳化瀝青噴灑和計(jì)量系統(tǒng)、寬度可調(diào)節(jié)的振動(dòng)熨平板等部分。設(shè)備能夠一次性完成改性乳化瀝青噴灑、 熱瀝青混合料攤鋪及熨平?？稍诟男匀榛癁r青噴灑后5s 內(nèi)進(jìn)行熱瀝青混合料攤鋪。因此，攤鋪機(jī)設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)成為決定施工質(zhì)量成敗關(guān)鍵。

此外，正式施工前需對(duì)拌和樓的計(jì)量系統(tǒng)進(jìn)行校準(zhǔn)，對(duì)機(jī)械傳動(dòng)和傳送部分進(jìn)行檢修和潤(rùn)滑， 以保證計(jì)量的準(zhǔn)確； 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，以保證生產(chǎn)的穩(wěn)定和連續(xù)。

4 超薄罩面施工質(zhì)量控制

4.1 攤鋪過程控制

攤鋪施工過程各工序銜接是超薄罩面施工質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 操作手和施工工人操作的熟練程度直接影響路表美觀和路面質(zhì)量。

(1)改性乳化瀝青噴灑量約為1.00L/m2，改性乳化瀝青在60～80℃的溫度下噴灑，噴灑量必須精確計(jì)量，以保證路面攤鋪均勻。

(2)超薄罩面正常攤鋪速度是每分鐘12～18m，與熱瀝青的攤鋪速度每分鐘2～4m 有較大的區(qū)別。 在攤鋪施工時(shí)，要特別注意起步的控制和起步、接頭的攤鋪速度，乳化瀝青的噴灑量不宜過多，宜緩慢起步，控制好攤鋪厚度。

(3)重視厚度、平整度、寬度及順直度的控制。 攤鋪厚度控制一般是使用攤鋪機(jī)的等厚控制系統(tǒng)， 在攤鋪過程中檢查松鋪厚度， 如出現(xiàn)偏差則采用調(diào)整厚度的方法進(jìn)行調(diào)控； 平整度靠攤鋪機(jī)的自身系統(tǒng)進(jìn)行控制是完全可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求的。當(dāng)然，在攤鋪施工的過程中要盡量避免變換攤鋪速度、停機(jī)等影響平整度的現(xiàn)象發(fā)生；寬度的控制是靠施工前的放樣來進(jìn)行的， 施工過程中的攤鋪寬度變化可以通過攤鋪機(jī)的液壓活動(dòng)板來調(diào)整； 攤鋪過程應(yīng)密切關(guān)注對(duì)順直度控制。

4.2 碾壓、養(yǎng)生及開放交通

碾壓必須在路面溫度降至90℃之前進(jìn)行。 用9～12t的雙鋼輪壓路機(jī)碾壓三次。 壓路機(jī)不能靜止停留在剛剛攤鋪好熱瀝青混合料表面上。 必須在NovaChip 攤鋪后立刻進(jìn)行壓實(shí)。 壓路機(jī)必須維護(hù)良好， 具備可靠操作穩(wěn)定性，裝備有皂液水添加系統(tǒng)和刮板，防止新鋪熱瀝青混合料粘輪。 碾壓通常以靜態(tài)方式進(jìn)行。

新鋪的瀝青路面碾壓后要做好交通維護(hù)工作， 防止行人和車輛進(jìn)入，在溫度冷卻到50℃以下后開放交通，正常情況下1h 后可以開放交通。

5 超薄罩面使用效果評(píng)價(jià)

超薄罩面工程完工后， 選擇不用時(shí)間對(duì)其路用性能進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果示于表5。

表5 超薄罩面工后檢查結(jié)果

從表5 可以看出，超薄罩面在剛通車后，構(gòu)造深度為1.70mm，擺值59BPN，顯著改善了路面的抗滑性能。 超薄罩面通車1 年和5 年后構(gòu)造深度和摩擦系數(shù)檢測(cè)數(shù)據(jù)較通車后檢測(cè)數(shù)據(jù)有所降低，但仍然維持較高抗滑性能。目前路面表觀整體良好，部分反射裂縫及時(shí)通過封縫處理。這說明超薄罩面在相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)維持很好的抗滑性能。

6 結(jié)語

通過沈海高速公路福寧段路面超薄罩面技術(shù)的應(yīng)用實(shí)踐，得出以下結(jié)論：

(1)超薄磨耗層施工時(shí)間短，攤鋪速度快，開放交通快，對(duì)交通影響較小。超薄磨耗層具有良好的抗滑性能和減少水霧的作用，噪音低，具有較高的構(gòu)造深度，提高行車安全。

(2)改性乳化瀝青噴灑及攤鋪混合料同步施工，一方面防止了傳統(tǒng)粘層作為一道單獨(dú)的工序先施工， 然后再在其上開展下一步工序施工收到的交叉污染或破壞，使粘層能形成一層致密的防水層及完整無缺粘結(jié)層； 另一方面，改性乳化瀝青的預(yù)熱溫度為60～80℃，當(dāng)改性乳化瀝青灑布后， 熱拌瀝青混合料在剛灑完的改性乳化瀝青的工作面上攤鋪， 這樣使得改性乳化瀝青能在混合料的熱力作用下迅速破乳，發(fā)泡膨脹并上升，填充超薄磨耗層下部約5mm 范圍內(nèi)的空隙，并裹覆在混合料周圍，使得超薄磨耗層能與原路面牢固地粘結(jié)在一起， 同時(shí)起著防水層保護(hù)原路面免受水損害的破壞。

(3)超薄磨耗層可以延緩路面的大中修時(shí)間，節(jié)省路面養(yǎng)護(hù)和維修費(fèi)用。

(4)對(duì)于超薄罩面的原材料、混合料配合比以及施工工藝技術(shù)指標(biāo)要求有別于普通熱拌瀝青混合料， 在工程應(yīng)用時(shí)必須進(jìn)行嚴(yán)格控制，以保證施工質(zhì)量。