詳識路面超薄罩面預養(yǎng)護技術(shù)

文

目前，我國預防性養(yǎng)護措施主要包括霧封層、碎石封層、稀漿封層、微表處、超薄及薄層罩面等，其中，超薄罩面以平整、舒適和耐用等特點，成為我國應(yīng)用最廣的路面預防性養(yǎng)護措施。然而，國外超薄罩面產(chǎn)品及技術(shù)進入我國道路養(yǎng)護市場較早，形成了先入為主的優(yōu)勢，造成“凡提及超薄罩面就只有幾個固定品牌”的認知，公路行業(yè)的從業(yè)人員對超薄罩面技術(shù)的概念、功能和適用條件并不十分清楚。因此，筆者系統(tǒng)分析了超薄罩面技術(shù)的功能特點、混合料類型、路用性能、施工工藝、質(zhì)控指標和適用條件等，以期為公路養(yǎng)護行業(yè)從業(yè)人員提供一定的借鑒與幫助。

超薄罩面在我國的應(yīng)用

早在1988年，我國就在吉林省白城地區(qū)日交通量為500輛至2000輛的輕交通道路上鋪筑了長39.45公里、厚30毫米的超薄面層結(jié)構(gòu)試驗路段。由于我國重載和超載現(xiàn)象嚴重，高等級公路的表面層功能損壞比較普遍，為了恢復高等級公路的表面功能，在中國工程院院士沙慶林的指導下，交通部公路科學研究所于2000年在濟青高速公路首次采用超薄層作為高速公路的抗滑表層，鋪筑了全長2.4公里、厚度為25毫米的試驗路段。同年10月，交通部公路科學研究院在京滬高速公路河北段鋪筑超薄瀝青混凝土面層試驗段，分別為SAC10、SAC6、OGFC10三種級配，長度2.3公里，鋪筑厚度25毫米。2003年，在石安高速公路嚴重泛油的行車道上共使用了4種SAC10結(jié)構(gòu)的超薄瀝青面層，修筑長度2公里、鋪筑厚度為25毫米?？捎糜诔”砻鎸拥牧硪环N混合料是SMA級配，1997年北京長安街上使用了全長7.5公里的SMA10，攤鋪厚度為30毫米。

超薄罩面預防性養(yǎng)護技術(shù)的功能優(yōu)勢

超薄罩面譯自英文“Ultra-Thin Overlay”，是一種薄層的路面加鋪技術(shù)，作為路面的表面層，既可以用于路面新建也可用于路面維修。因其作為表面層應(yīng)用，需要滿足路面結(jié)構(gòu)功能和表面功能的要求，結(jié)構(gòu)功能是承載能力在車輛荷載作用下具有足夠的結(jié)構(gòu)強度和穩(wěn)定性；表面功能則是為車輛提供安全、舒適的行車體驗，即抗滑、平整、降噪等功能。

結(jié)構(gòu)承載功能

路面結(jié)構(gòu)是一種多層彈性或黏彈塑性體系，各結(jié)構(gòu)層的厚度關(guān)系到路面性能、材料選擇、施工工藝和檢測標準等，因此路面結(jié)構(gòu)設(shè)計，實際上是結(jié)構(gòu)層厚度的設(shè)計。由于超薄罩面鋪裝厚度較薄，對路面整體承載力提高較小，在路面結(jié)構(gòu)計算時均未參與力學計算。但由于表面層在剎車、轉(zhuǎn)彎及慢速交通環(huán)境下存在較大的剪切應(yīng)力，故超薄罩面瀝青混合料必須滿足一定的強度要求，需使用高黏改性瀝青或橡膠瀝青膠結(jié)料，從而將行車荷載有效傳導至下一結(jié)構(gòu)層。

對于超薄罩面瀝青混合料，為防止攤鋪時大粒徑形成劃痕，并有利于壓實，通常的鋪裝厚度為公稱最大粒徑（NMAS）的2倍至2.5倍；當與單層處置或黏層結(jié)合使用時鋪裝厚度可降為1.5倍，且不宜大于NMAS的4倍。路面厚度為20毫米至30毫米的超薄罩面一般采用NMAS為9.5毫米，路面厚度20毫米以下的一般采用NMAS為4.75毫米。

表面使用功能

表面功能主要指路面具有足夠的構(gòu)造深度、平整度和降噪性等使用性能，從而保證車輛的安全行駛、平穩(wěn)行駛和良好的用戶體驗，對于超薄罩面瀝青混合料而言，優(yōu)異的抗滑性能需具有豐富的宏觀紋理和微觀紋理，宏觀紋理由級配決定，而微觀紋理由集料決定。

優(yōu)異的平整度與超薄罩面的攤鋪施工質(zhì)量和下承層平整度有較大關(guān)系。而降噪性能與混合料類型和級配有關(guān)系。從表面功能的角度來講，超薄罩面材料更適合使用開級配、斷級配的混合料級配形式，如OGFC-10、SMA-10等，同時考慮到舒適性和降噪性，油膜較厚的橡膠瀝青混合料ARAC-10是常用的類型。

超薄罩面混合料的類型及級配差異

超薄磨耗層瀝青混合料實際上是NMAS較小的瀝青混合料，適合鋪筑較薄的瀝青路面，就我國而言，一般是指NMAS在13.2毫米以下的混合料，也就是NMAS為9.5毫米和NMAS為4.75毫米瀝青混合料，簡稱為XX-10和XX-5。這兩個型號的瀝青混合料具有不同的級配類型和性能特點。

超薄罩面混合料的類型

超薄罩面混合料類型的選擇，需要考慮不同道路等級、路段功能等因素確定，其中，連續(xù)密級配的AC類具有密實防水特點，間斷密級配的SMA/ARAC/SAC類具有密實抗滑特點，間斷開級配的OGFC類具有排水降噪的特點。

超薄罩面混合料的級配差異

將相同公稱最大粒徑的AC-10、SMA-10、ARAC-10、ECA-10、NovachipⅡ和OGFC-10的超薄罩面混合料級配差異值繪制成圖，可以看到各自篩孔的通過率差異。

目前，我國規(guī)范規(guī)定公稱最大粒徑9.5毫米的混合料關(guān)鍵篩孔為2.36毫米，從超薄罩面混合料級配差異對比圖可知，AC-10為連續(xù)密級配瀝青混合料，OGFC-10為間斷開級配瀝青混合料，SMA-10的級配曲線在0.3毫米至2.36毫米篩孔，介于AC和OGFC之間，而Novachip、ARAC和ECA級配曲線均在SMA附近，但Novachip更靠近OGFC。AC-10、SMA-10、ARAC-10、ECA-10、NovachipⅡ和OGFC-10也就是從連續(xù)密級配向間斷密級配、再向間斷開級配的變化過程。

超薄罩面混合料級配差異

超薄罩面混合料在各尺寸篩孔的通過率（注：在1.18毫米和0.6毫米篩孔處，AC和OGFC在上下兩側(cè)，Novachip、SMA、ARAC和ECA在中間。）

超薄罩面預養(yǎng)護技術(shù)的適用范圍及施工工藝

超薄罩面平整度高、行車安全性和舒適性高，是一種針對交通負載大、路面性能要求高的高等級道路的路面解決方案。該種養(yǎng)護技術(shù)主要應(yīng)用于高等級瀝青或水泥路面的預防性養(yǎng)護和輕微病害的矯正性養(yǎng)護，也可以作為新建道路表面磨耗層，是一種超長耐久的表面層，具有抗滑、抗車轍、抗磨耗的優(yōu)良性能。

預防性養(yǎng)護是一種周期性的強制保養(yǎng)措施，它并不考慮路面是否已經(jīng)有了某種損壞，而是通過采用先進的檢測技術(shù)努力拓寬人們對于道路早期病害的認識空間，提前發(fā)現(xiàn)道路隱藏的隱形病害，并施以正確的預防性養(yǎng)護措施。（供圖：廈門市公路事業(yè)發(fā)展中心）

超薄罩面預養(yǎng)護技術(shù)的適用場合

作為一種預防性養(yǎng)護技術(shù)，超薄罩面基本不增加道路承載能力，對于路面結(jié)構(gòu)性能改進作用較小，所以超薄磨耗層只能在結(jié)構(gòu)性能良好的路面上進行。根據(jù)現(xiàn)行《公路瀝青路面養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》中路面強度的評價標準，高等級公路強度等級為良時，SSI不小于0.83，按照現(xiàn)行《高速公路養(yǎng)護質(zhì)量檢評方法》中路面結(jié)構(gòu)強度指數(shù)計算公式得到PSSI不小于83。同時這種預防性養(yǎng)護需在路面狀況等級良好時進行，PCI不小于70。國內(nèi)外工程經(jīng)驗表明，橡膠瀝青超薄磨耗層需在結(jié)構(gòu)強度良好的情況下鋪筑，因此結(jié)構(gòu)強度指數(shù)首先要滿足SSI不小于0.83，這是必須的條件，路面狀況等級也是一個重要因素，一般要求PCI不小于70，但可視情況決定，如果該段路面結(jié)構(gòu)性破損相對較少，主要是功能性破損，可以適當放寬該指標到60以上。

超薄罩面的施工工藝

由于這個“薄”字，超薄罩面含量的施工比普通瀝青混合料的拌和、攤鋪和碾壓等要求更多、更細致。由于比較薄，攤鋪時對原路面基面的平整度要求高，否則將造成平整度損失較大，達不到提升路面狀況指數(shù)PCI的目的；層間剪切作用顯著，層間黏結(jié)要求較高；對粗集料的力學性能要求高，如壓碎值、磨耗值、針片狀含量；對瀝青膠結(jié)料的技術(shù)指標要求高。施工工藝根據(jù)“一薄四高”的特點進行優(yōu)化和強化。

首先，要對原路面的病害要處理到位；其次，進行銑刨拉毛或精銑刨，整理出一個密實、平整、粗糙的基面；再次，噴灑高黏度的黏層油，同時要盡量減少污染、減少運料車破壞黏層；之后，進行攤鋪，盡量放慢速度，以保證初始壓實度；最后進行碾壓，由于比較薄，一般情況不需要振動碾壓，碾壓3遍至5遍即可。

為解決黏層油被運料車污染、破壞，目前有兩種做法，一種是采用不黏輪乳化瀝青，這種材料破乳快、強度高，運料車輪胎不會對其造成破壞。另外一種是采用噴灑攤鋪一體機，將黏層油噴灑和混合料攤鋪集成在一個攤鋪機上，噴灑與攤鋪同步進行施工。超薄罩面的黏層油應(yīng)選擇固含量較高的產(chǎn)品。

超薄罩面預養(yǎng)護技術(shù)推廣應(yīng)用的建議

超薄罩面預養(yǎng)護技術(shù)對于推進全壽命周期費用成本最低理念，解決養(yǎng)護費用長期不足等問題具有重要意義。應(yīng)用過程中，選擇應(yīng)用時機是關(guān)鍵，不同路面壽命階段采用不同的技術(shù)措施，可有效延長路面的使用壽命，實現(xiàn)成本效益最大目標。

首先，應(yīng)根據(jù)路面性能檢測數(shù)據(jù)和現(xiàn)場取芯等情況，確定超薄罩面使用時間和路段，避免在承載能力不佳的路段使用超薄罩面。

其次，超薄罩面混合料的選擇，應(yīng)根據(jù)實際的使用環(huán)境確定，降噪抗滑要求高的路段可以優(yōu)先選用OGFC混合料，但對材料要求較高的路段，應(yīng)采用高黏改性瀝青、玄武巖粗集料、高性能的乳化瀝青黏層油等。沒有降噪要求的路段，采用SMA也是很好的選擇，抗滑密實、平整度和耐久性高。

最后，施工工藝方面，應(yīng)盡量使用同步施工設(shè)備，在保證質(zhì)量、加快進度方面，具有一定優(yōu)勢，但若采用不黏輪乳化瀝青黏層油后或施工時間充裕的條件下，異步施工也是不錯的選擇，可根據(jù)具體情況確定。