超薄磨耗層施工技術(shù)在高速公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用分析

翟江虹

（山西省公路局晉中分局昔陽(yáng)公路管理段，山西 晉中 045300）

0 引言

近年來(lái)，我國(guó)高速公路建設(shè)取得較大成就，公路交通網(wǎng)絡(luò)不斷完善，為經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展起到推動(dòng)作用，但隨著高速公路總里程的增長(zhǎng)，為保障其正常、高效運(yùn)行，應(yīng)充分重視養(yǎng)護(hù)工作的開(kāi)展。結(jié)合現(xiàn)代交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，高速公路通行量逐年提升，相關(guān)養(yǎng)護(hù)任務(wù)越來(lái)越繁重，對(duì)養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)和管理提出了較高的要求。為實(shí)現(xiàn)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)目標(biāo)，針對(duì)高等級(jí)瀝青路面可采用超薄磨耗層施工工藝，其具有造價(jià)低、工期短、對(duì)交通影響小等優(yōu)勢(shì)，有利于對(duì)路面輕微病害進(jìn)行矯正性養(yǎng)護(hù)，形成耐久性能優(yōu)越的表面層，延長(zhǎng)高速公路服務(wù)壽命。為保障高速公路養(yǎng)護(hù)的整體質(zhì)量，相關(guān)單位及人員應(yīng)加強(qiáng)對(duì)各項(xiàng)技術(shù)要點(diǎn)的把握，制定實(shí)施科學(xué)合理的質(zhì)量控制措施，進(jìn)而改善路面品質(zhì)。

1 工程概況

以某高速公路為案例，全長(zhǎng)70.09km，在2001年建成通車(chē)，經(jīng)過(guò)二十余年的運(yùn)營(yíng)，歷經(jīng)多次改擴(kuò)建、養(yǎng)護(hù)改造等，已經(jīng)成為當(dāng)?shù)刂匾母咚俟犯删€。但在最近幾年，由于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)社會(huì)高速發(fā)展，交通流量劇增，且存在超載現(xiàn)象，導(dǎo)致瀝青路面功能衰減，經(jīng)檢測(cè)評(píng)估路用性能大幅度下降。因此，相關(guān)部門(mén)對(duì)該高速公路實(shí)施調(diào)查、勘察，根據(jù)結(jié)果顯示，路面整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度完善，但部分路段出現(xiàn)車(chē)轍、裂縫、沉陷等病害，對(duì)路面承載能力、抗滑性能均產(chǎn)生不利影響，總體服務(wù)性能較差，阻礙當(dāng)?shù)亟煌ㄟ\(yùn)輸效益的增長(zhǎng)。為此，相關(guān)部門(mén)聯(lián)合施工單位，對(duì)現(xiàn)有病害開(kāi)展評(píng)估后，決定采用超薄磨耗層施工技術(shù)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修，流程如圖1所示。

圖1 超薄磨耗層施工技術(shù)工序

2 超薄磨耗層施工技術(shù)在高速公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用要點(diǎn)

2.1 做好施工準(zhǔn)備

結(jié)合此次工程具體情況，為保障超薄磨耗層施工技術(shù)的順利實(shí)施，做好施工準(zhǔn)備工作，如完善和掌握施工組織設(shè)計(jì)、組織材料進(jìn)場(chǎng)、檢查拌和站運(yùn)行情況、安排機(jī)械設(shè)備進(jìn)場(chǎng)等，再針對(duì)原路面進(jìn)行合理處置，即施工人員結(jié)合調(diào)查資料和現(xiàn)場(chǎng)勘察，在正式開(kāi)展超薄磨耗層施工前處理舊路面病害。首先，對(duì)養(yǎng)護(hù)路段進(jìn)行精銑刨，控制銑刨厚度在2cm 左右，按照標(biāo)準(zhǔn)化流程對(duì)設(shè)計(jì)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施整合，明確病害范圍；其次，有序開(kāi)展施工放線，并清理路面雜物、灰塵、松散和不穩(wěn)定顆粒等；最后，開(kāi)展施工試驗(yàn)，選取長(zhǎng)度500m 路段作為試驗(yàn)段，檢驗(yàn)混合料配合比、施工技術(shù)方案可行性等，為正常施工提供依據(jù)和保障[1]。

2.2 混合料生產(chǎn)及運(yùn)輸

在正式開(kāi)展施工時(shí)，應(yīng)先科學(xué)開(kāi)展混合料生產(chǎn)作業(yè)。首先，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)具體條件集中標(biāo)定拌和機(jī)，完善相關(guān)設(shè)備的調(diào)整機(jī)制。例如在實(shí)踐中，應(yīng)詳細(xì)分析拌和機(jī)的具體參數(shù)和工序管理，綜合考慮交通等要素，合理設(shè)置拌和站。為避免拌和過(guò)程出現(xiàn)揚(yáng)塵等污染問(wèn)題，在綠色文明施工要求下，可在拌和站外部設(shè)置專(zhuān)門(mén)的除塵設(shè)備。同時(shí)，相關(guān)施工人員要針對(duì)拌和機(jī)的計(jì)量系統(tǒng)開(kāi)展深度管理，做好校準(zhǔn)工作，保證各項(xiàng)計(jì)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。定期開(kāi)展檢修和潤(rùn)滑維護(hù)，保障設(shè)備在生產(chǎn)期間的安全性和穩(wěn)定性。其次，施工人員需結(jié)合試驗(yàn)段施工，確定最優(yōu)的混合料配合比，實(shí)施集中管理，保證混合料生產(chǎn)質(zhì)量良好。按照此次工程養(yǎng)護(hù)施工的目標(biāo)，應(yīng)用超薄磨耗層施工技術(shù)恢復(fù)路面表面功能并改善平整度，因此要求混合料的空隙率在13%～18%，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)后比較和優(yōu)化，確定該工程超薄磨耗層的混合料礦料級(jí)配如表1所示，生產(chǎn)配合比符合目標(biāo)配合比。最后，施工人員對(duì)混合料生產(chǎn)環(huán)境參數(shù)優(yōu)化，保證石料加熱溫度在180～190℃，瀝青加熱溫度不低于165℃，不超過(guò)175℃，控制瀝青拌和溫度范圍在170～180℃，拌和時(shí)間為45s。

表1 此次工程超薄磨耗層混合料礦料級(jí)配設(shè)計(jì)

當(dāng)完成混合料生產(chǎn)制備后，可有序組織運(yùn)輸活動(dòng)。該工程嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)化操作流程和要求，采用25t 自卸汽車(chē)依據(jù)施工安排制定完善的運(yùn)輸計(jì)劃，同時(shí)加強(qiáng)運(yùn)輸操作行為管控，如在裝料時(shí)按照前、后、中順序裝料，保證平衡性，減少混合料離析，盡可能提高鋪面均勻性，完成裝料后要覆蓋帆布進(jìn)行保溫。卸料時(shí)避免汽車(chē)輪胎黏有泥土等雜物，由專(zhuān)人指揮協(xié)調(diào)卸料，如保證運(yùn)料車(chē)與攤鋪機(jī)的間距在0.1～0.2m，以防與攤鋪機(jī)發(fā)生碰撞，卸料過(guò)程中注重檢查混合料的完整程度，一旦發(fā)現(xiàn)物料硬結(jié)，則不予投入施工[2]。

2.3 乳化噴灑及混合料攤鋪

當(dāng)混合料到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后，可進(jìn)行乳化噴灑施工，操作人員要對(duì)攤鋪機(jī)熨平板進(jìn)行預(yù)熱，避免因攤鋪面過(guò)薄而導(dǎo)致裂紋，并提前30min 加入改性乳化瀝青，保證其在管道內(nèi)部進(jìn)行有效的循環(huán)預(yù)熱。正式攤鋪之前，施工人員還要注重檢查噴嘴的工作情況，開(kāi)展試噴，排除異常問(wèn)題。實(shí)施乳化噴灑時(shí)控制改性乳化瀝青的溫度在60～80℃，精確計(jì)量噴灑量，保證路面攤鋪均勻。在該工程中，由專(zhuān)業(yè)工程師按照路面情況，將改性乳化瀝青的噴灑量控制在800～900mL/m2，對(duì)撒布溫度應(yīng)限定在80℃以下，避免出現(xiàn)破乳等不良情況。

對(duì)熱瀝青混合料的攤鋪溫度應(yīng)控制在150～170℃之間，先噴灑改性乳化瀝青后進(jìn)行混合料攤鋪，再使用電加熱振動(dòng)熨平板實(shí)施熨平操作。根據(jù)拌和站生產(chǎn)能力合理設(shè)定攤鋪厚度和寬度，并基于攤鋪設(shè)備的性能，設(shè)置攤鋪速度控制在4～10m/min。攤鋪過(guò)程中嚴(yán)禁隨意變換速度、中途停頓，保持勻速行駛，確保攤鋪施工的連續(xù)性，有助于提高路面平整度，以此減少混合料發(fā)生離析現(xiàn)象。

2.4 路面碾壓施工

路面碾壓是此次高速公路養(yǎng)護(hù)工程采用超薄磨耗層施工技術(shù)的最后環(huán)節(jié)，應(yīng)緊跟攤鋪機(jī)運(yùn)作開(kāi)展碾壓，確保在相對(duì)較高的溫度條件下，增強(qiáng)薄層鋪面與下承層之間的黏結(jié)性。在具體實(shí)踐操作中，針對(duì)超薄磨耗層的碾壓，需在路面溫度下降到120℃之前成型，以靜壓為主要碾壓方式，完成攤鋪層施工后等待其自然冷卻，當(dāng)鋪面內(nèi)部的混合料溫度降低到50℃后，可開(kāi)放交通[3]。

3 超薄磨耗層施工技術(shù)應(yīng)用質(zhì)量控制措施

3.1 嚴(yán)格把握超薄磨耗層材料質(zhì)量

在此次工程中采用超薄磨耗層施工技術(shù)開(kāi)展路面養(yǎng)護(hù)和維修，為保障工程質(zhì)量得到提升，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)材料的管控，保證路面鋪筑效果。因此，相關(guān)人員需嚴(yán)格按照規(guī)范要求，合理選擇改性瀝青材料，加強(qiáng)進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)，比如對(duì)改性瀝青材料的關(guān)鍵指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，軟化點(diǎn)≥65℃、延度≥20cm 等。按照設(shè)計(jì)文件的要求，對(duì)集料的選擇應(yīng)以石灰?guī)r為主，保障洛杉磯磨耗損失≤28%、堅(jiān)固性≤12%、針片狀含量≤15%、吸收率≤2.0%，細(xì)集料選擇直徑＜4.75mm 的潔凈、干燥機(jī)制砂，能與瀝青形成良好的黏結(jié)能力[4]。填料選擇憎水性石料，如石灰?guī)r磨細(xì)的礦粉等，含水量≤1%，外觀無(wú)團(tuán)粒結(jié)塊。對(duì)于改性乳化瀝青材料質(zhì)量的控制，應(yīng)具有較高的固含量，在蒸發(fā)后有一定的彈性和柔韌性，在該工程實(shí)踐中，對(duì)改性乳化瀝青實(shí)施檢測(cè)，對(duì)比相關(guān)技術(shù)要求，結(jié)果如表2所示。

表2 此次工程改性乳化瀝青質(zhì)量試驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果

3.2 舊路面裂縫處理

綜合該高速公路養(yǎng)護(hù)實(shí)踐，舊路面存在裂縫等病害，為保障超薄磨耗層施工技術(shù)發(fā)揮養(yǎng)護(hù)作用，應(yīng)在正式施工前做好舊路面處理工作。

首先，要想提高公路養(yǎng)護(hù)施工管理效率，需建立系統(tǒng)化的路面維護(hù)機(jī)制，從而保障瀝青路面灌封縫具有較好的耐久性和有效性。因此，施工人員先要對(duì)舊路面裂縫進(jìn)行清潔和干燥處理，可采用空壓機(jī)吹掃等方式，對(duì)裂縫附近的路表面實(shí)施清潔，再利用熱空氣吹掃，提升裂縫內(nèi)溫度，促使灌封料的黏結(jié)效果增強(qiáng)。

其次，合理選擇灌封縫材料，按照該高速公路的養(yǎng)護(hù)需求和未來(lái)運(yùn)行趨勢(shì)，應(yīng)建立統(tǒng)籌化的監(jiān)督管理體系，在開(kāi)展裂縫灌封操作之前，對(duì)相應(yīng)材料進(jìn)行處理，保證其符合裂縫修補(bǔ)要求，如注重完善攪拌和加熱等操作，促使改性瀝青灌封縫材料的性能得到良好發(fā)揮。在此次工程實(shí)施期間，可采用丙烷或柴油等對(duì)導(dǎo)熱油進(jìn)行加熱，再通過(guò)導(dǎo)熱油的循環(huán)間接加熱灌封縫材料，保障溫度控制在180～220℃。另外，由于改性乳化瀝青作為灌封縫材料具有重復(fù)使用的特性，加熱次數(shù)在2～3 次。

再次，對(duì)舊路面裂縫修整機(jī)制進(jìn)行優(yōu)化。相關(guān)人員需要加強(qiáng)對(duì)灌封工作流程的關(guān)注，在完善準(zhǔn)備工作后落實(shí)各項(xiàng)工序，保障銜接順暢[5]。當(dāng)完成裂縫清理及干燥后，應(yīng)立即進(jìn)行封縫施工，有利于縮短清理操作與灌注操作的時(shí)間間隔，確保施工的連續(xù)性和作業(yè)均勻性，提升灌封材料的應(yīng)用效果，之后使用灌封機(jī)帶有的刮平器進(jìn)行最后整平處理。

最后，科學(xué)使用和控制輔助設(shè)施，盡可能減少裂縫對(duì)磨耗層產(chǎn)生的影響。在此次工程中，施工人員主要是采用抗裂貼進(jìn)行優(yōu)化，如圖2所示。在作業(yè)面清理工作結(jié)束后，按照裂縫的走向和長(zhǎng)度，依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化操作流程將抗裂貼裁剪為適宜的長(zhǎng)度和寬度。在操作中，施工人員需要將隔離膜揭開(kāi)，促使抗裂貼的中心與裂縫對(duì)準(zhǔn)，再?gòu)囊欢顺霭l(fā)，緩慢開(kāi)展操作，在貼的過(guò)程中借助重量15kg 以上的手推鐵輥實(shí)施滾壓，有助于減少內(nèi)部殘留的空氣。若施工現(xiàn)場(chǎng)的溫度較低，應(yīng)當(dāng)適當(dāng)提高溫度，采用邊烤邊粘貼的方式開(kāi)展操作。完成粘貼工作后，技術(shù)人員可沿著裂縫兩側(cè)進(jìn)行綜合處理，如使用0.8t 小型鋼輪壓路機(jī)實(shí)施對(duì)縱面和橫面碾壓2～3 遍。

圖2 抗裂貼預(yù)防高速公路裂縫病害

3.3 做好路用性能評(píng)價(jià)

對(duì)此次工程超薄磨耗層施工完成后，為客觀評(píng)價(jià)其養(yǎng)護(hù)效果，應(yīng)開(kāi)展科學(xué)的路用性能評(píng)價(jià)，在實(shí)際操作中選取20 個(gè)施工路段，主要病害包括平整度不合格、裂縫、微表處松散、車(chē)轍等，均采用超薄磨耗層施工技術(shù)[6]。在對(duì)路面實(shí)施銑刨前及施工后，分別采用激光平整度儀進(jìn)行測(cè)量，匯總結(jié)果。同時(shí)觀察雨天行車(chē)情況，如采用擺式摩擦系數(shù)測(cè)定儀，對(duì)比通車(chē)一個(gè)月后的同位置抗滑情況。匯總路用性能指標(biāo)檢測(cè)及評(píng)價(jià)結(jié)果，經(jīng)過(guò)超薄磨耗層施工技術(shù)處理，該高速公路的路面平整度指標(biāo)、抗滑性能等得到較大的改善，可降低水霧，實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量的養(yǎng)護(hù)施工目標(biāo)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，高速公路是我國(guó)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施，在當(dāng)前時(shí)代背景下，車(chē)流量大幅度增加，對(duì)公路質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響，為有效保障高速公路行車(chē)安全，應(yīng)注重開(kāi)展合理的養(yǎng)護(hù)施工。針對(duì)實(shí)際工程案例，采用超薄磨耗層施工技術(shù)進(jìn)行處置，實(shí)現(xiàn)裂縫等病害糾正性養(yǎng)護(hù)，并做好預(yù)防性處理，進(jìn)而提升公路運(yùn)營(yíng)整體質(zhì)量，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。