公路施工中超薄磨耗層技術(shù)的應(yīng)用

上官云芳

（河南縱凡建設(shè)工程有限公司，河南 三門峽 472400）

1 超薄磨耗層技術(shù)特點

1）綜合性能良好。超薄磨耗層擁有良好的路用性能，試驗結(jié)果表明，高速公路養(yǎng)護(hù)施工中，通過超薄磨耗層的應(yīng)用，能將原路面構(gòu)造深度增加57%，摩擦系數(shù)增大33%，滲水系數(shù)減小52%。養(yǎng)護(hù)施工中應(yīng)用超薄磨耗層技術(shù)，還能在短時間內(nèi)提高路面摩擦系數(shù)，提升路面防水與抗滑性能。該技術(shù)還可以對路面發(fā)揮保養(yǎng)作用，提升路面整體性能，有利于預(yù)防安全事故發(fā)生，保障車輛安全順利通行。

2）施工迅速便捷。由于超薄磨耗層的材料制作工藝簡單，耗費的人力與物力較少。并且所有材料能一次鋪筑成型，整個施工過程迅速便捷，能節(jié)約施工時間，縮短工期。因而高速公路養(yǎng)護(hù)施工中，使用該技術(shù)可以快速開放交通，減少對車輛通行的負(fù)面影響，同時也更好滿足車輛通行需要。

3）造價低，綜合效益明顯。就成本分析，超薄磨耗層的造價低，施工工期較短，所耗費的人工費和機(jī)械費較少，有利于節(jié)約高速公路養(yǎng)護(hù)施工成本。超薄磨耗層技術(shù)還能提高路面綜合性能，有利于預(yù)防質(zhì)量問題發(fā)生，延遲工程使用壽命，降低養(yǎng)護(hù)維修費用。與銑刨攤鋪技術(shù)相比，超薄磨耗層技術(shù)的綜合效益更加明顯。

4）能夠保護(hù)路基，預(yù)防質(zhì)量問題發(fā)生。超薄磨耗層的瀝青能吸附于礦粉上，進(jìn)而形成材料層。該技術(shù)還能有效提高材料層的吸水性，防止水分下滲，讓瀝青路面保持良好性能，有利于預(yù)防路基下沉，避免路基出現(xiàn)疏松現(xiàn)象，最終提升路基結(jié)構(gòu)整體性能。

2 工程概況

某公路工程為雙向四車道瀝青混凝土路面。自建成通車，運(yùn)營時間已達(dá)8年之久。在日益增長的交通荷載和氣候環(huán)境作用下，路面出現(xiàn)了橫向和縱向裂縫、龜裂、修補(bǔ)、車轍等病害，部分路面抗滑和平整度均不能滿足路面使用功能。鑒于此，選取1000m試驗段實施超薄磨耗層施工，總體方案為對舊瀝青路面病害處治后，用公稱最大粒徑為9.5mm的2cm厚超薄磨耗層進(jìn)行薄層罩面。

3 超薄磨耗層瀝青混合料配合比設(shè)計

3.1 原材料

粗集料采用輝綠巖碎石，規(guī)格為4.75～9.5mm，具有良好的抗磨耗性能；細(xì)集料采用石灰?guī)r機(jī)制砂，規(guī)格為0～2.36mm。填料采用石灰?guī)r礦粉和P.O42.5水泥。集料和填料的各項指標(biāo)經(jīng)檢測均滿足現(xiàn)行規(guī)范的要求。

改性瀝青采用超薄磨耗層專用改性瀝青，性能指標(biāo)滿足規(guī)范要求。該改性瀝青具有高黏高彈特性，其60℃的動力黏度達(dá)15萬Pa·s，25℃的彈性恢復(fù)為99%，能確保大孔隙薄層瀝青混合料的耐久性。

3.2 目標(biāo)配合比設(shè)計

考慮到超薄磨耗層的排水、降噪和抗滑功能，混合料采用骨架空隙結(jié)構(gòu)，設(shè)計空隙率大于10%。該結(jié)構(gòu)級配在2.36mm篩孔以上的通過百分率與SMA-10的比較接近，是一種間斷級配，但2.36mm以下篩孔的通過率相比SMA-10要小，以便形成較大的空隙。

目標(biāo)配合比設(shè)計采用旋轉(zhuǎn)壓實成型方法，體積性能指標(biāo)的計算方法與Superpave瀝青混合料設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)相同?；旌狭显O(shè)計采用Superpave瀝青混合料設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，旋轉(zhuǎn)壓力為600kPa、旋轉(zhuǎn)次數(shù)為100次，采用馬歇爾對設(shè)計的混合料進(jìn)行性能驗證。混合料室內(nèi)試驗的拌和溫度為165～175℃，成型壓實溫度為160℃，空隙率要求大于10%，混合料理論最大相對密度采用計算法。

超薄磨耗層配合比設(shè)計要求：空隙率≥10%，礦料間隙率≥20%，瀝青飽和度25%～50%，瀝青膜有效厚度＞9μm，析漏損失<0.1%，各項指標(biāo)符合技術(shù)要求的油石比范圍OACmin～OACmax為4.75%～4.90%，因此，OAC=(OACmin+OACmax）/2=4.82%，由上述計算確定最佳油石比OAC為4.8%。

3.3 生產(chǎn)配合比設(shè)計

以目標(biāo)配合比設(shè)計的結(jié)論為基礎(chǔ)，對冷集料的級配和熱料倉集料的級配進(jìn)行調(diào)試，確保在熱料倉集料均衡生產(chǎn)（無嚴(yán)重等料和溢料現(xiàn)象）的基礎(chǔ)上將合成級配盡可能擬合到目標(biāo)配合比的設(shè)計級配曲線上，確定拌和樓冷料倉轉(zhuǎn)速比、拌和樓熱料倉篩分、密度試驗，根據(jù)熱料倉篩分結(jié)果及目標(biāo)配合比設(shè)計結(jié)果確定各熱料倉比例以及混合料的最佳油石比。通過將合成級配盡可能擬合到目標(biāo)配合比的設(shè)計級配曲線上，確定熱料倉合成比例為6～11mm∶3～6mm∶0～3mm∶水泥∶礦粉=79∶0∶15.5∶2.0∶3.5。

根據(jù)生產(chǎn)配合比設(shè)計常規(guī)過程，在確定目標(biāo)配合比油石比為4.8%的基礎(chǔ)上分別配置了4.5%、4.8%、5.1%三組油石比的混合料進(jìn)行旋轉(zhuǎn)壓實試驗，最終確定生產(chǎn)配合比最佳油石比為4.8%。

在生產(chǎn)配合比設(shè)計的基礎(chǔ)上進(jìn)行超薄磨耗層瀝青混合料的試拌。綜合試拌試驗結(jié)果，得到采用生產(chǎn)配合比的熱料倉摻配比例，最佳油石比為4.8%，拌制的混合料能夠滿足各項體積指標(biāo)要求。

4 超薄磨耗層路面養(yǎng)護(hù)施工工藝

4.1 拌和施工

拌和施工前，需安裝、調(diào)試好拌和設(shè)備，確保其正常運(yùn)轉(zhuǎn)。按照實際溫度調(diào)整出料溫度，當(dāng)環(huán)境溫度在15℃以上時，設(shè)備為ECA10，瀝青加熱溫度可控制在165℃—175℃，瀝青混合料出廠溫度控制在140℃—150℃，運(yùn)輸溫度控制在130℃—140℃。根據(jù)設(shè)計要求，同時按比例將溫拌添加劑、瀝青向攪拌缸內(nèi)噴入，需在10s內(nèi)控制噴入時間。單盤料拌和周期可控制在60s以上，其中干拌3s，瀝青與溫拌添加劑噴入時間可控制在13s以下，隨后進(jìn)行6s濕拌與礦粉添加，最后進(jìn)行30s濕拌，確保瀝青混合料拌和均勻。相比生產(chǎn)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)級配，礦料級配允許差值可控制-2%到+2%之間。

4.2 攤鋪施工

攤鋪溫拌瀝青混合料前，必須清理干凈表面，并均勻噴灑粘層。攤鋪機(jī)熨平板需前提30—60min進(jìn)行預(yù)熱，溫度控制在100℃以上。同時調(diào)整好熨平板壓實裝置的振動頻率、振幅等，保證路面初始壓實度滿足設(shè)計要求。

攤鋪過程中，不得中斷，應(yīng)具有連續(xù)性，且均勻攤鋪，嚴(yán)禁該過程任意調(diào)頭、急轉(zhuǎn)彎等。同時每分鐘攤鋪速度可控制在2到2.5m之間。并選取非接觸式平衡梁控制攤鋪厚度，因攤鋪厚度較低，混合料顆粒較小，瀝青粘度大，出料口極易被混合料堵住，造成出料難度增大，此時需及時做好清理工作，通過人工方式對較薄攤鋪位置進(jìn)行補(bǔ)料。

4.3 碾壓施工

碾壓施工中壓路機(jī)的速度應(yīng)以緩慢、勻速為主。朝著攤鋪機(jī)方向設(shè)置驅(qū)動輪，可避免混合料碾壓過程中出現(xiàn)推擠、擁包現(xiàn)象。但不得任意轉(zhuǎn)變碾壓路線、方向。啟動、停止碾壓設(shè)備時都應(yīng)遵循緩慢、勻速的原則，禁止剎車制動，需減速慢行。易密實瀝青混凝土層面當(dāng)天碾壓后如未徹底冷卻，嚴(yán)禁車輛停放該路面，且禁止雜物灑落該路面。

4.4 粘層油灑布

選取高粘度改性乳化瀝青用于粘層油施工，瀝青具有較高粘度，施工過程中為避免粘輪問題產(chǎn)生，需徹底清理干凈銑刨后的路面，也可選取高壓水槍進(jìn)行清理，只有將表面雜物、浮灰清理干凈，才能確保粘層油直接接觸瀝青混合料。

粘層油灑布前應(yīng)保證路面表層具有干燥性，可在每平方0.2—0.4L之間控制粘層油灑布量，如用量不足，則會降低粘結(jié)效果；如用量過多，則會產(chǎn)生粘輪問題。

5 結(jié)束語

綜上所述，隨著交通運(yùn)輸需求量的逐漸增大，瀝青路面早期病害問題愈加顯著，如車轍、裂縫等。將超薄磨耗層技術(shù)用于路面養(yǎng)護(hù)施工，可有效提供工程質(zhì)量。為此，應(yīng)根據(jù)工程實際情況制定科學(xué)施工方案，嚴(yán)格規(guī)范施工人員操作行為，提高公路工程安全性及耐久性。