UTAC-8超薄罩面在公路隧道養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用

歐陽丁沛，關(guān)鈺麟

(廣東羅陽高速公路有限公司，廣東 陽江 511500)

1 工程概況

肇陽高速公路陽陽段主線采用雙向四車道，路線全長55.178km，設(shè)計(jì)時(shí)速為120km/h，其中水泥路面51.131km，瀝青路面4.047km。全線包括鵝步嶺隧道和沙洋寨2座隧道，單洞長5 395m，洞內(nèi)為水泥混凝土路面。肇陽高速公路陽陽段于2010年底通車，由于行車荷載等外在因素作用下，近年來鵝步嶺隧道4.3km和沙洋寨隧道0.2km的水泥路面抗滑性能衰減較快，嚴(yán)重影響了隧道的行車安全?？紤]隧道路面凈空等因素[1]，采用2cm熱拌超薄磨耗層進(jìn)行罩面加鋪處治。

UTAC-8瀝青混合料是一種斷級(jí)配混合料，具有以下特點(diǎn)：(1)粗料比例用量達(dá)70%～75%，可提供良好的、耐久的抗滑構(gòu)造；(2)粉料多，可達(dá)7%～8%；(3)改性瀝青用量相對(duì)較多，達(dá)6%左右，這樣可以獲得豐富的瀝青油膜保護(hù)，使混合料具有優(yōu)良的耐久性[2]。此外，UTAC-8瀝青混合料是在UTAC-10基礎(chǔ)上進(jìn)行的改良，將粗集料最大粒徑由10mm減小為8mm，能更好地保證罩面的均勻性。

2 UTAC-8型混合料設(shè)計(jì)

2.1 集料

(1)粗集料的品質(zhì)較大程度上決定著瀝青路面磨耗層路用性能的耐久性[3]，為保證路面磨耗層抗滑耐久性，粗集料應(yīng)具備堅(jiān)硬、強(qiáng)度高、耐磨等特性，同時(shí)為保證施工均勻性，集料應(yīng)具有較好的顆粒形狀。為此，粗集料采用廣西貴港市木梓鎮(zhèn)石牛嶺石場生產(chǎn)的5～8mm碎石，巖性為輝綠巖，其各項(xiàng)性能指標(biāo)見表1。

表1 粗集料性能試驗(yàn)結(jié)果

(2)細(xì)集料以采用100%破碎加工成的機(jī)制砂為宜，要求機(jī)制砂干燥、潔凈、無雜質(zhì)且顆粒的棱角性好。為保證超薄罩面層的抗滑耐久，細(xì)集料的選擇盡量與粗集料同源。為此，細(xì)集料采用石牛嶺石場輝綠巖材質(zhì)的0～3mm機(jī)制砂，其各項(xiàng)性能指標(biāo)見表2。

表2 細(xì)集料性能試驗(yàn)結(jié)果

(3)礦粉的選擇。礦粉采用化州市粵能化工實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)的石灰?guī)r礦粉，其各項(xiàng)性能指標(biāo)見表3。

表3 礦粉性能試驗(yàn)結(jié)果

2.2 瀝青

改性瀝青作為超薄罩面瀝青混合料的關(guān)鍵因素，對(duì)瀝青路面質(zhì)量的耐久性起決定性作用，必須保證實(shí)現(xiàn)超薄磨耗層系統(tǒng)的整體功能。經(jīng)對(duì)比，采用殼牌SBS改性瀝青(PG82)，其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)見表4。

表4 殼牌SBS(PG82)改性瀝青主要指標(biāo)檢測結(jié)果

2.3 配合比設(shè)計(jì)

2.3.1 目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)

原材料檢測結(jié)果顯示所用集料相關(guān)指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，最終確定的UTAC-8目標(biāo)配合比為：5～8mm：0～3mm：礦粉：水泥=75：17：6.5：1.5，其瀝青用量(油石比)范圍為5.7%～6.0%，最佳油石比為6.0%。

2.3.2 生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)

根據(jù)目標(biāo)配合比確定的最佳油石比進(jìn)行生產(chǎn)配合比的調(diào)試。結(jié)合UTAC-8瀝青混合料級(jí)配和瀝青混合料性能指標(biāo)的要求，確定最終的生產(chǎn)配比為：1#熱料倉(0～3mm)：2#熱料倉(3～6mm)：3#熱料倉(6～9mm)：礦粉：水泥=15.5%：5%：70%：8%：1.5%，確定最佳油石比為6.0%。生產(chǎn)配合比的具體結(jié)果見表5。

表5 生產(chǎn)配合比合成級(jí)配

考慮到UTAC-8瀝青混合料是斷級(jí)配富油型混合料，級(jí)配調(diào)試過程中嚴(yán)格控制關(guān)鍵篩孔的通過率，尤其是4.75mm和0.075mm兩個(gè)篩孔的通過率，分別控制在31%、9%左右。

3 UTAC-8型超薄罩面施工

3.1 原路面的處理

由于超薄罩面層僅為功能層，所以在施工前要對(duì)原路面的裂縫、坑槽等病害進(jìn)行處治，清掃路面雜物，確保與原路面的粘結(jié)性。實(shí)施交通分流前，采取封閉單車道的交通組織，用高壓水槍對(duì)路面進(jìn)行徹底的清洗清理。同時(shí)根據(jù)刻畫好的銑刨面積和銑刨深度沿行車方向逐道進(jìn)行銑刨。速度控制在合理的范圍內(nèi)，銑刨后邊線順直，路槽應(yīng)及時(shí)清理干凈，避免影響層間的粘結(jié)效果。

3.2 瀝青混合料的拌和與運(yùn)輸

UTAC-8型超薄瀝青混合料采用瑪連尼MAC320型瀝青拌和樓生產(chǎn)，產(chǎn)量按2 000kg/鍋控制拌和，拌和時(shí)間按60s控制，其中干、濕拌時(shí)間分別按10s、50s控制?？紤]到隧道內(nèi)溫度較低、PG82改性瀝青UTAC-8混合料的特性以及僅有2cm的厚度，出廠溫度嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)要求進(jìn)行控制。

瀝青混合料的運(yùn)輸采用自卸汽車，并用篷布覆蓋嚴(yán)實(shí)，用以保溫和防止污染。自卸車車廂內(nèi)應(yīng)平整、潔凈，并涂刷1:3的植物油水混合液。

3.3 瀝青混合料溫度控制

溫度控制是超薄磨耗層施工質(zhì)量控制中的重要環(huán)節(jié)[4]，UTAC-8型瀝青混合料施工過程中的溫度控制要求和檢測結(jié)果見表6。

表6 瀝青混合料溫度檢測結(jié)果 (單位：℃)

3.4 瀝青混合料的攤鋪與碾壓

混合料進(jìn)行攤鋪前，應(yīng)預(yù)先實(shí)施SBS改性瀝青碎石封層。改性熱瀝青灑布量按照1.2～1.6 kg/m2控制，集料采用(5～8 mm)的碎石、灑布量按照5～8kg/m2控制，同時(shí)集料應(yīng)經(jīng)瀝青拌和樓除塵處理。灑布時(shí)應(yīng)注意，碎石應(yīng)不完全覆蓋，均勻覆蓋面積以60%為宜，露黑、不粘輪，局部撒布過多的石料時(shí)應(yīng)人工清除。

混合料進(jìn)行攤鋪時(shí)，采用2臺(tái)沃爾沃?jǐn)備仚C(jī)聯(lián)機(jī)攤鋪。攤鋪機(jī)前后間距按5～10m控制，并使用平衡梁自動(dòng)找平的方式。由于隧道內(nèi)水泥板平整度較差，故降低攤鋪速度，保持較高的初始?jí)簩?shí)度，攤鋪速度按2m/min控制。混合料攤鋪后，混合料溫度快速下降，應(yīng)及時(shí)跟進(jìn)碾壓。復(fù)壓中振動(dòng)壓路機(jī)采用弱振，并要求膠輪壓路機(jī)緊跟碾壓。碾壓方案見表7。

表7 瀝青混合料試驗(yàn)路碾壓機(jī)具組合方案

4 質(zhì)量檢測與評(píng)價(jià)

通過以上各環(huán)節(jié)施工質(zhì)量的有效控制，隧道水泥路面的2cm UTAC-8超薄罩面層的加鋪取得了良好效果。工后罩面外觀質(zhì)量均勻、美觀，國際平整度指數(shù)IRI平均值由原來的2.65m/km下降至1.21m/km，路面橫向力系數(shù)SFC平均值由罩面前的36增加至54，路面平整度和抗滑性能明顯改善。滲水系數(shù)、構(gòu)造深度和壓實(shí)度三項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到UTAC-8超薄罩面的技術(shù)要求，合格率為100%。UTAC-8型超薄罩面技術(shù)對(duì)隧道原水泥混凝土路面的使用性能起到良好的改善作用。

5 結(jié)語

施工實(shí)踐表明，幾個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)值得重視:一是原材料的選擇，高質(zhì)量的原材料才能生產(chǎn)高質(zhì)量的混合料;二是嚴(yán)格的級(jí)配控制，拌和樓應(yīng)嚴(yán)格把控4.75mm和0.075mm兩個(gè)篩孔的通過率;三是原路面的處治應(yīng)徹底，不能殘留病害及各種異物。

通過UTAC-8超薄罩面的加鋪，隧道路面抗滑性能得到有效恢復(fù)及提高，保證了路面行車安全。隧道路面平整度得到較大改善，顯著提升了路面的行車舒適性。UTAC-8超薄罩面加鋪是一種可有效處治高速公路隧道路面抗滑不足等病害的技術(shù)，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。