GT TECH高韌超薄瀝青磨耗層在高速公路養(yǎng)護(hù)工程中的應(yīng)用

謝海光

摘 要：薄層瀝青混凝土加鋪層可以改善高速公路的整體質(zhì)量，例如平整度和舒適度，節(jié)省資源，還可以提高經(jīng)濟(jì)效益，因此在高速公路施工過(guò)程中得到廣泛的應(yīng)用。本文以G78汕昆高速公路外砂至庵埠段路面薄層罩面處治工程為例，根據(jù)本人自身實(shí)踐，首先對(duì)原路面及存在的病害采取相應(yīng)的處理措施，包括拋丸、換板處治和灌縫等，最后對(duì)薄層罩面施工技術(shù)進(jìn)行探討，可供類似工程施工參考與借鑒。

關(guān)鍵詞：高速公路;瀝青混凝土;薄層罩面;施工技術(shù)

1 工程概況

項(xiàng)目為汕昆高速公路外砂至庵埠段（K0+402～K9+844），設(shè)計(jì)時(shí)速為100 km/h，其中K0+402～K5+350段為雙向六車道，K5+350～K9+844段為雙向四車道。施工方向包括梅州方向和汕頭方向，梅州方向施工長(zhǎng)度為9.625 km，汕頭方向施工長(zhǎng)度為9.577 km，總長(zhǎng)度為19.202 km。罩面寬度控制在標(biāo)線外側(cè)10 cm處，其中金洲至月浦單向三車道路段罩面寬度按 13.13 m 控制，月浦至 K8+270單向二車道路段罩面寬度按 11.88 m 控制。K8+270～K9+600 單向雙車道路段罩面寬度按11.5 m 控制，立交加減速車道及漸變段一并罩面，以兩側(cè)新澤西護(hù)欄控制寬度，以分合流鼻端控制罩面范圍。罩面面積為260 242.19 m2，路段加鋪厚度為1.2 cm。

2 GT TECH高韌超薄瀝青磨耗層罩面施工技術(shù)

2.1 GT TECH高韌超薄瀝青磨耗層技術(shù)特點(diǎn)

2.1.1 結(jié)構(gòu)層薄

結(jié)構(gòu)實(shí)施厚度為0.8 cm～2.0 cm，極大程度地減小了瀝青膠結(jié)料、優(yōu)質(zhì)石材的用量及原路面銑刨作業(yè)量，不僅可以降低生產(chǎn)、加工和運(yùn)輸過(guò)程中的資源消耗，還可最大限度地減小加鋪層自重對(duì)橋梁受力狀況產(chǎn)生的影響。

2.1.2 密實(shí)封水

GT TECH高韌超薄瀝青磨耗層經(jīng)碾壓成型后，封水性能優(yōu)越，可以隔絕雨水下滲，最大限度地保護(hù)路面、橋隧結(jié)構(gòu)內(nèi)部避免受水的侵蝕。

2.1.3 施工效率高

GT TECH高韌超薄瀝青磨耗層的實(shí)施采用同步攤鋪技術(shù)，粘層油和混合料同步噴灑、攤鋪，可減少施工作業(yè)環(huán)節(jié)，大幅高作業(yè)效率。施工完成后半小時(shí)即可開(kāi)放交通，減小養(yǎng)護(hù)工作時(shí)封閉交通對(duì)交通狀況的影響。

2.2 生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)

生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)中所用3種熱料倉(cāng)的集料規(guī)格為7～12 mm、4～7 mm、0～4 mm。經(jīng)集料篩分和試配后，確定高韌瀝青混合料生產(chǎn)配合比礦料組成為7～12 mm ： 4～7 mm ： 0～4 mm ：礦粉=13：43：37：7，如表1所示。

通過(guò)馬歇爾試驗(yàn)確定該級(jí)配下的最佳油石比為7.8%，根據(jù)設(shè)計(jì)要求對(duì)混合料各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)驗(yàn)證，具體測(cè)試結(jié)果詳見(jiàn)下表2。

采用以上材料配合比為7～12 mm ： 4～7 mm ： 0～4 mm ：礦粉=13：43：37：7，油石比7.8%時(shí)，高韌超薄瀝青磨耗層的車轍動(dòng)穩(wěn)定度、四點(diǎn)彎曲疲勞、肯塔堡飛散試驗(yàn)損失、孔隙率試驗(yàn)結(jié)果均符合指標(biāo)要求。因?qū)嶋H材料與路況存在一定的變異性，高韌超薄磨耗層施工工藝、最終瀝青用量應(yīng)經(jīng)試驗(yàn)段最終確定，并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際工況及時(shí)適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。

2.3 原路面病害處治

薄層加鋪工程實(shí)施前對(duì)水泥路面前面存在的破碎板、板角斷裂、邊角剝落等病害進(jìn)行了處理;同時(shí)對(duì)伸縮縫進(jìn)行了灌縫處理。為保證超薄磨耗層與原路面的緊密粘結(jié)效果，對(duì)原有路面標(biāo)線進(jìn)行了銑刨處理。針對(duì)原路面粗糙度不足的情況，對(duì)處治路段水泥面進(jìn)行了拋丸處理。

2.4 混合料拌制

本次混合料生產(chǎn)過(guò)程中，礦料加熱溫度控制在215℃，瀝青加熱溫度控制在190℃?；旌狭系陌柚祈樞虬醇蛹稀訛r青→加礦粉的次序進(jìn)行，其中，控制干拌時(shí)間不小于10 s，濕拌時(shí)間不小于45 s，總拌和時(shí)間控制在55 s以上。瀝青混合料出廠溫度為196℃。通過(guò)目測(cè)檢查混合料的均勻性，均未發(fā)現(xiàn)拌制完成的混合料出現(xiàn)花白、冒青煙和離析、析漏等現(xiàn)象，說(shuō)明本次生產(chǎn)的高韌瀝青混合料生產(chǎn)質(zhì)量良好。

2.5 改性乳化瀝青噴灑與熱瀝青混合料攤鋪

GT TECH高韌超薄瀝青磨耗層采用專門的同步攤鋪設(shè)備super1800-3，設(shè)備包含受料斗、螺旋輸送器、乳化瀝青儲(chǔ)罐、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。該設(shè)備能夠一次性實(shí)現(xiàn)改性乳化瀝青噴灑和攤鋪瀝青混合料攤鋪及熨平，減少運(yùn)輸車輛和攤鋪機(jī)履帶對(duì)粘層的污染與破壞，同時(shí)提高施工作業(yè)效率，節(jié)約施工時(shí)間。改性乳化瀝青在80℃左右的溫度下噴灑，設(shè)計(jì)噴灑量為0.8 kg/m2～1.0 kg/m2。攤鋪前對(duì)乳化瀝青噴灑量進(jìn)行了標(biāo)定，攤鋪后結(jié)束后對(duì)乳化瀝青使用總量進(jìn)行核算。

本路段使用乳化瀝青噴灑量為0.806 kg/m2。熱瀝青混合料攤鋪在改性乳化瀝青噴灑后3 s內(nèi)進(jìn)行。攤鋪熱瀝青混合料前預(yù)熱熨平板，預(yù)熱溫度高于規(guī)定的120℃;瀝青混合料的攤鋪溫度不低于170℃，攤鋪機(jī)料斗受料前涂刷少量油、水混合液，防止混合料與料斗粘結(jié)。自卸車緩慢向料斗卸料，攤鋪機(jī)推動(dòng)自卸車前進(jìn)，開(kāi)始攤鋪;設(shè)定攤鋪機(jī)行走速度保持在3 m/min～6 m/min，保證混合料均勻、連續(xù)不間斷地?cái)備?。攤鋪過(guò)程中，攤鋪機(jī)螺旋送料器應(yīng)不停地轉(zhuǎn)動(dòng)，保證混合料高度不少于送料器高度的2/3，以使攤鋪出的混合料表面不發(fā)生離析。

2.6 熱瀝青混合料碾壓

整個(gè)碾壓過(guò)程均遵循緊跟、慢壓的原則進(jìn)行。混合料攤鋪后緊跟著在高溫狀態(tài)下開(kāi)始碾壓，以防止低溫狀態(tài)下磨掉石料棱角、壓碎石料，破壞石料嵌擠。攤鋪溫度控制良好，基本不低于180℃，滿足不低于170℃的技術(shù)要求。高韌瀝青混合料依靠攤鋪機(jī)熨平板基本可達(dá)到90%以上的密實(shí)度，故采用鋼輪靜壓的方式進(jìn)行。本路段實(shí)施過(guò)程中采用13 t的雙鋼輪壓路機(jī)靜壓2～3遍和收光整平即可達(dá)到最終壓實(shí)效果，并嚴(yán)格控制碾壓次數(shù)不超過(guò)4遍，防止集料被磨光。靜載壓路機(jī)碾壓過(guò)程中，控制壓路機(jī)的輪跡重疊1/3～1/4碾壓寬度，且減少壓路機(jī)輪表面噴涂油類或油水混合液?？刂茋娝到y(tǒng)不得處于常開(kāi)狀態(tài)，需要時(shí)噴涂清水或含有隔離劑的水溶液，噴灑呈霧狀，以不粘輪為度。施工過(guò)程中各環(huán)節(jié)溫度進(jìn)行了檢測(cè)記錄，詳細(xì)結(jié)果見(jiàn)下表3。

2.7 松鋪系數(shù)確定

按照以往高韌超薄罩面施工經(jīng)驗(yàn)，松鋪系數(shù)按照經(jīng)驗(yàn)預(yù)估加攤鋪驗(yàn)證的方法進(jìn)行確定攤鋪松鋪系數(shù)。具體操作方法：預(yù)先通過(guò)經(jīng)驗(yàn)確定一個(gè)攤鋪松鋪系數(shù)1.1，虛鋪厚度則控制在1.3 cm～1.4 cm，攤鋪機(jī)攤鋪過(guò)程中采用在攤鋪機(jī)后每隔5 m左右選取三點(diǎn)進(jìn)行定點(diǎn)插入針進(jìn)行測(cè)量虛鋪厚度是否準(zhǔn)確，在壓路機(jī)初壓后再進(jìn)行插入測(cè)量厚度看是否為1.2 cm來(lái)控制攤鋪機(jī)攤鋪厚度。按照實(shí)體檢測(cè)抽芯數(shù)據(jù)顯示，最終采用松鋪系數(shù)為1.18，壓實(shí)后厚度基本能達(dá)到要求。最后按照本次施工面積及瀝青混合料使用數(shù)量確定攤鋪厚度作為校核指標(biāo)，基本符合要求。

3 實(shí)施質(zhì)量評(píng)價(jià)

（1）現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果表明：GT TECH高韌超薄瀝青磨耗層具有良好的構(gòu)造深度（0.98 mm）和摩擦系數(shù)（71.41 BPN），抗滑性能良好。

（2）整個(gè)路段壓實(shí)狀態(tài)良好，具有較好的封水效果，可以對(duì)下部橋梁結(jié)構(gòu)進(jìn)行充分的保護(hù)。

（3）此次GT TECH高韌超薄瀝青磨耗層實(shí)施效果良好，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到甚至大幅超越設(shè)計(jì)要求，有效改善了原有路面的行駛性能和外觀。實(shí)施結(jié)果表明，GT TECH高韌超薄瀝青磨耗層已經(jīng)具備在高速公路養(yǎng)護(hù)工程施工的成熟條件。

4 工后驗(yàn)收檢測(cè)指標(biāo)

施工完成后，對(duì)路面分別進(jìn)行了厚度、滲水系數(shù)、橫向力系數(shù)、平整度、構(gòu)造深度、車轍等項(xiàng)目檢測(cè)，結(jié)果如下：

4.1 厚度

采用鉆芯法測(cè)定，共取18個(gè)點(diǎn)，平均值為17.1 mm，合格率100%，滿足設(shè)計(jì)要求（≥設(shè)計(jì)厚度-5%）。

4.2 滲水系數(shù)

采用滲水系數(shù)儀檢測(cè)，共測(cè)18個(gè)點(diǎn)，合格點(diǎn)數(shù)18個(gè)點(diǎn)，合格率100%，滲水平均值為60 mL/min，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于設(shè)計(jì)上限值80 mL/min，表明GT TECH高韌超薄瀝青磨耗層具有良好的封水能力，可以有效阻隔雨水下滲，保護(hù)路面下部結(jié)構(gòu)。

4.3 橫向力系數(shù)

采用橫向力系數(shù)測(cè)試車（SCRIM）進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)車道為主車道。橫向力測(cè)試車每10 m統(tǒng)計(jì)一個(gè)檢測(cè)數(shù)據(jù)，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試溫度為 20℃～30℃，速度按50 km/h±4 km/h 控制，共測(cè)試3 684點(diǎn)，合格點(diǎn)數(shù)共3 682點(diǎn)，合格率為 99.9%，表明GT TECH高韌超薄瀝青磨耗層路面具有良好的抗滑性能較好。

4.4 平整度

采用ZOYON-RTM 智能道路檢測(cè)車所配備的激光平整度儀進(jìn)行連續(xù)檢測(cè)，檢測(cè)車道為主、超車道，共測(cè)試378點(diǎn)，合格點(diǎn)數(shù)共350點(diǎn)，合格率為 92.6%，國(guó)際平整度指數(shù)IRI均值為1.57 m/km，滿足設(shè)計(jì)要求，表明GT TECH高韌超薄瀝青磨耗層可以有效提升原路面平整度，行車舒適度高。

4.5 構(gòu)造深度

采用鋪砂法進(jìn)行檢測(cè)，共測(cè)18個(gè)點(diǎn)，合格點(diǎn)數(shù)18個(gè)點(diǎn)，合格率100%，滿足設(shè)計(jì)要求（≥0.80 mm），平均值為0.85 mm，表明GT TECH高韌超薄瀝青磨耗層路面具有良好的表面構(gòu)造，抗滑性能較好。

4.6 車轍

采用ZOYON-RTM 智能道路檢測(cè)車進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)車道為主、超車道，共測(cè)試3 773點(diǎn)，合格點(diǎn)數(shù)為3 773點(diǎn)，合格率為100%，車轍深度平均值為2.3 mm，符合規(guī)范≦10要求。

5 結(jié)論

本次GT TECH高韌超薄瀝青磨耗層的施工組織較為完善，項(xiàng)目實(shí)施前原路面病害得到了有效處治;實(shí)施過(guò)程中各類施工設(shè)備和人員配合作業(yè)緊湊，實(shí)施效果良好，經(jīng)采用GT TECH高韌超薄瀝青磨耗層進(jìn)行罩面加鋪后，大幅提升了路面的平整度，可顯著提高行車舒適度，并改善路面的抗滑性能，提高了結(jié)構(gòu)耐久性和道路服務(wù)水平。

經(jīng)過(guò)建設(shè)單位、設(shè)計(jì)單位、監(jiān)理單位和施工單位的科學(xué)組織、嚴(yán)格管理、精心施工、艱苦努力，整個(gè)項(xiàng)目按期順利完成;在項(xiàng)目實(shí)施和后評(píng)價(jià)過(guò)程中得到了上級(jí)領(lǐng)導(dǎo)、主管部門的大力支持和幫助。本工程采用的GT TECH高韌超薄瀝青磨耗層技術(shù)已獲得交通運(yùn)輸部2019年科技成果推廣項(xiàng)目證書(shū)，是新技術(shù)新材料在本項(xiàng)目的推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)：

[1]JTGF40-2004，公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].

[2]JTGD50-2017，公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3]JTGE20-2011，公路工程瀝青與瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程[S].