黏結(jié)性超薄磨耗層在瀝青混凝土路面病害處置中的應用

袁建軍

摘 要：本文簡述了超薄磨耗層的優(yōu)勢，并以江蘇省瀝青混凝土路面為例對其常見病害進行了深入分析，從主材性能要求、施工工藝兩個角度闡述了黏結(jié)性超薄膜厚層在病害處置過程中的具體應用，希望能夠為同行業(yè)工作者提供一些幫助。

關(guān)鍵詞：黏結(jié)性超薄磨耗層;瀝青混凝土路面;病害處置;分析與應用

中圖分類號：U418.6 文獻標識碼：A

0 引言

從實際情況來看，現(xiàn)階段的瀝青混凝土路面在建設(shè)過程中黏結(jié)性超薄磨耗層的應用范圍極廣，尤其是在病害的前期處理與后期養(yǎng)護實踐過程中更是凸顯了明顯的預養(yǎng)護優(yōu)勢。因此，對黏結(jié)性超薄磨耗層的相關(guān)技術(shù)進行深入分析具有極為重要的現(xiàn)實應用意義。

1 超薄磨耗層的主要優(yōu)勢

傳統(tǒng)的瀝青混凝土路面病害處置技術(shù)隨著時間的推移逐漸凸顯出了諸多的應用問題，為滿足道路交通運輸事業(yè)的持續(xù)發(fā)展需求，急需一類新的路面病害處置技術(shù)以達到延長路面使用壽命、提升路面應用安全性的病害處置技術(shù)。超薄磨耗層處置技術(shù)的出現(xiàn)時間并不長，但由于其在實際應用過程中出現(xiàn)出的較高經(jīng)濟性與預養(yǎng)護優(yōu)勢，使得其在路面養(yǎng)護領(lǐng)域獲得了廣泛推廣的重要機遇。相較傳統(tǒng)路面病害處置技術(shù)其優(yōu)勢主要表現(xiàn)在以下幾個方面：

從路用性能角度來看，受傳統(tǒng)處置技術(shù)的水平限制使得路面的黏結(jié)性極差，無論是路面的抗?jié)B還是抗滑移性能均受到了極大的影響。而超薄磨耗層處置技術(shù)卻表現(xiàn)出了較為突出的耐久性優(yōu)勢，且無論是填充性還是層間黏結(jié)性均符合預期養(yǎng)護目標，尤其是在正面抗滑與抗?jié)B方面更是表現(xiàn)出了良好的應用價值;從施工角度看，傳統(tǒng)病害處置過程中需要將混合料攤鋪與乳化瀝青灑布量過程分開進行，這就導致過程中極易出現(xiàn)瀝青黏輪的現(xiàn)象，攤鋪機器也會頻繁打滑，整體施工周期較長[1]。而超薄磨耗層處置技術(shù)由于其技術(shù)應用的特殊性能夠保證瀝青混合料層與乳化瀝青黏層之間的施工同步性，只需簡單壓實即可完成一次成型任務并對乳化瀝青的破乳進程進行持續(xù)加速;從成本角度來看，傳統(tǒng)處置技術(shù)由于需要較長的施工時間使得費用消耗量極高，整體性價比較低。而超薄磨耗層處置技術(shù)由于能夠保證兩個過程的施工同步性，耗費時間較短時使得其整體性價比極高。

2 江蘇省內(nèi)瀝青混凝土路面常見病害分析

2.1 開裂病害

無論是何種等級公路均有可能出現(xiàn)路面開裂病害，且其分布狀態(tài)受周圍環(huán)境因素影響并不大。橫縱裂縫以及網(wǎng)狀裂縫是瀝青混凝土路面的常見病害類型，多數(shù)路面開裂病害以兩種或兩種以上的病害組合形式較為常見。

以江蘇省的混凝土路面開裂病害為例，導致出現(xiàn)開裂病害的主要原因是其不均勻沉陷與反射。反射開裂現(xiàn)象與路基層的缺陷有著緊密聯(lián)系，需要注意的是路面的基層無論是平整度還是高度的下降均會導致對應路面位置出現(xiàn)較為明顯的應力集中效應，在該種因素的影響下路面的薄弱部位極容易出現(xiàn)開裂現(xiàn)象，且橫向裂縫的發(fā)生風險較大，并會隨著時間的推移而逐漸蔓延至整個路面基層結(jié)構(gòu)。

2.2 車轍病害

以江蘇省的綜合工況為例，導致出現(xiàn)車轍病害的主要原因是重載疊加與長大縱坡。兩大縱坡路段部分重載車輛為提升車速的控制能力需要加大制動，這就使得路面的受沖擊時間增加，長此以往必然會增大車轍病害的發(fā)生風險[2]。再加上車轍病害較為嚴重的路段同樣會出現(xiàn)混合料離析問題，而導致出現(xiàn)此種現(xiàn)象的原因與混合料的拌和不充分之間有著緊密聯(lián)系，從這一角度來看施工質(zhì)量同樣也是增大車轍病害發(fā)生風險的關(guān)鍵因素。

3 病害處置過程中黏結(jié)性超薄磨耗層的具體應用

3.1 主材性能要求

一般情況下車輛荷載與不良環(huán)境的直接作用面稱之為罩面層，這就需要施工人員提升黏結(jié)性磨耗層的應用質(zhì)量以確保對超薄磨耗層主材的控制效果。強調(diào)超薄磨耗層黏結(jié)性的主要目的是由于其材料組成與老化特性較為特殊，再加上罩面的厚度較低使得未滿足實際的承載需求必須要對初級料的添加比例進行提高，這也是將初級料的骨架承載優(yōu)勢充分發(fā)揮的前提條件。需要注意的是細集料的缺失使得粗集料的骨架空隙無法保證填充密實效果，在粗集料的邊界處想要保證約束效果較為困難，此種情況下由于荷載的原因必將會增大變形或車轍等病害的發(fā)生風險。為解決此類問題應提高對高黏結(jié)性瀝青材料的應用重視，無論是瀝青的磨耗層薄膜厚度還是強度均將會有不同程度的增強，這使得瀝青的老化時限相較以往將會被明顯延長。對黏結(jié)性超薄磨耗層瀝青材料的具體特性要求如表1所示。

為滿足黏性與瀝青超薄磨耗層彈性的雙重指標要求，在這一條件下產(chǎn)生了具有高黏高彈特性的瀝青混合料。現(xiàn)階段應用較為廣泛的改性技術(shù)是橡膠改性，不僅能夠?qū)|(zhì)的彈性進行持續(xù)優(yōu)化，其也是提高廢舊橡膠材料利用效率的重要基礎(chǔ)，貫徹了節(jié)能環(huán)保理念。

通過相關(guān)試驗發(fā)現(xiàn)黏結(jié)性瀝青基質(zhì)材料在經(jīng)過彈性改性處理后彈性特性相較以往有了明顯增強，實現(xiàn)了預期的應用目標。為保證橡膠材料添加比例的科學性與有效性，需要對彈性指標進行對比分析才能獲得匹配的添加比例。結(jié)果是在添加橡膠粉改性劑的比例達到17%時能夠獲得最佳的磨耗層材料彈性指標。

3.2 施工工藝分析

凝結(jié)性超薄磨耗層施工工序與普通的瀝青混合路面施工工序之間存在著諸多相似之處，從工序的應用角度可以將其分為混合料拌和、運輸、攤鋪以及壓實4個基礎(chǔ)的應用環(huán)節(jié)。

3.2.1 混合料拌和

濕法拌和是當下公路養(yǎng)護行業(yè)廣泛使用的材料拌和方式，該種方法與普通的瀝青混合料的應用工藝有著諸多的類似之處，實際應用過程中凸顯出了良好的過渡優(yōu)勢，這也是其應用范圍較廣的主要原因。該種方法的應用關(guān)鍵在于拌和溫度的控制，因此需要將瀝青拌和倉與黏結(jié)劑之間的距離最大限度的縮短，以保證黏結(jié)劑熱損失的控制有效性。實際的拌和過程中其溫度應保持在175℃至195℃之間，一般情況下混合料黏度與溫度之間應存在聯(lián)動關(guān)系，一旦其整體的拌和黏度大于2.5 Pa·s，那么就需要混合料將其基礎(chǔ)溫度提高5℃至10℃。若發(fā)現(xiàn)在實際的作業(yè)區(qū)域中拌和倉的初始溫度或是施工作業(yè)環(huán)境的溫度較低，針對此類問題應對所需要使用的瀝青集料進行提前加熱，以保證混合料的應用效果。

3.2.2 混合料運輸

攤鋪作業(yè)的基本要求就是應與運輸環(huán)節(jié)相匹配，其運載量應能夠確保滿足攤鋪環(huán)節(jié)的連續(xù)作業(yè)要求，并應在運輸車內(nèi)噴灑隔離劑且需要保證噴灑的均勻性，以避免出現(xiàn)混合料與運載車輛出現(xiàn)過多粘結(jié)的現(xiàn)象。需要注意的是為降低混合料離析現(xiàn)象的發(fā)生風險，有條件的情況下應在灘鋪與運輸過程中增設(shè)二次拌和，這也是提升混合料整體均勻性的關(guān)鍵因素。一旦完成單次運輸任務運輸材料的車輛應做徹底清潔，避免出現(xiàn)殘余料黏結(jié)在料斗中影響后續(xù)材料的應用效果。

3.2.3 罩面層攤鋪

由于超薄磨耗層所需要的罩面厚度較小，進而導致在實際的攤鋪階段使得混合料的熱量散失速度較快，而對攤鋪溫度進行全面把控是提升整體攤鋪質(zhì)量的重要基礎(chǔ)，這就需要對攤鋪機做提前預熱處理。高彈磨耗層的攤鋪作業(yè)溫度應在15℃以上，磨耗層厚度、攤鋪溫度以及處理層溫度之間整體應呈現(xiàn)負相關(guān)關(guān)系，如圖1所示。

超薄罩面層攤鋪松鋪系數(shù)時應依據(jù)現(xiàn)場的實驗條件與所獲得的試驗段數(shù)據(jù)共同確定，且需要對黏結(jié)性高彈磨耗層材料的壓實空間因素進行充分考慮，由于所需的壓實空間較小且整體的壓實難度較高，因此在確定集中度系數(shù)時應保證其低于普通的瀝青混合料。實際的攤鋪作業(yè)環(huán)節(jié)應保證推進的連續(xù)性與穩(wěn)定性，推進速率一般為每小時60米至180米。

3.2.4 罩面層壓實

對于罩面層來說其最為突出的特性就是其具有較高的彈性，這也是對施工質(zhì)量造成影響的主要原因，因此為其所設(shè)定的施工標準應略高于普通料。在壓實高彈磨耗層時選擇應用的機械主要為鋼輪壓路機，以避免出現(xiàn)混合料粘輪現(xiàn)象影響壓實效果。壓實作業(yè)的初壓實溫度應確保不低于155℃，在復壓時應不低于90℃。

4 結(jié)束語

綜上所述，黏結(jié)性超薄磨耗層是現(xiàn)階段瀝青混凝土路面病害處置的主要方法，也是降低病害發(fā)生風險的關(guān)鍵技術(shù)類型。因此作為施工人員應提高對這一技術(shù)應用環(huán)節(jié)的重視，分析其施工工藝以完善技術(shù)應用流程，為我國公路事業(yè)的未來可持續(xù)性發(fā)展奠定堅實的基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1]王曉霞.細粒式瀝青混凝土路面病害防治[J].建材與裝飾，2019（23）：275-276.

[2]熊江飛.瀝青混凝土路面病害成因及預防措施[J].交通世界，2019（30）：52-53.