超黏磨耗層技術(shù)在高速公路養(yǎng)護(hù)中的運(yùn)用

蘇晉鋒

(山西呂梁環(huán)城高速公路管理有限責(zé)任公司，山西 呂梁 033000)

1 超黏磨耗層技術(shù)介紹

所謂超黏磨耗層技術(shù)，是指通過碾壓攤鋪的玻璃纖維超黏磨耗冷拌料與噴灑的乳化瀝青粘結(jié)料所形成的新的應(yīng)力吸收層或者磨耗層，以實(shí)現(xiàn)高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)目的的一種新技術(shù)。超黏磨耗層技術(shù)不但具有微表處與超薄磨耗層優(yōu)勢，而且對粘結(jié)層、玻璃纖維進(jìn)行了有效改進(jìn)，能夠有效提高高速公路的路用性能、原路面與新鋪層之間的粘結(jié)性。

超黏磨耗層薄層罩面具有很多優(yōu)勢特點(diǎn)，如具有比較強(qiáng)的分散能力、應(yīng)力吸收能力等。在瀝青結(jié)合料中均勻?yàn)⒉记懈钇扑榈睦w維材料，同時進(jìn)行互相搭接，以形成網(wǎng)絡(luò)狀纏繞結(jié)構(gòu)。另外，因?yàn)槔w維材料具有較強(qiáng)的高抗拉強(qiáng)度與高彈性模量，所以能夠有效提高封層結(jié)構(gòu)的抗沖擊強(qiáng)度、抗壓強(qiáng)度、抗剪能力與抗拉能力，同時在新舊瀝青面層之間所鋪設(shè)的纖維封層，因?yàn)槠渚哂休^高的彈力與張力，所以能夠有效分散與重新分布吸收到的攤鋪層中的外界應(yīng)力；針對原瀝青路面中裂縫的反射應(yīng)力，纖維封層也可以對其進(jìn)行吸收與有效分散，能夠避免在裂縫尖端出現(xiàn)應(yīng)力過度集中現(xiàn)象，同時能夠有效阻止因行車荷載而破損路面。

2 案例背景分析

某高速公路工程，為全封閉高速公路，總長度為152 km，該高速公路自2008年建成后投入使用以來，重載荷交通量呈不斷上升趨勢，因?yàn)樵摳咚俟匪诘貐^(qū)經(jīng)常會出現(xiàn)下雨天氣，導(dǎo)致該高速公路路面出現(xiàn)很多病害問題，包括坑槽、車轍、不均勻沉降、裂縫等，同時還顯著降低了高速公路的路用性能，如路面抗滑穩(wěn)定性、摩擦系數(shù)等，不利于車輛的安全行駛。為有效解決以上問題，可以在較短時間內(nèi)恢復(fù)高速公路的路用性能，同時有效延長該高速公路的使用壽命，本文選用超黏磨耗層技術(shù)，以對路面病害路段進(jìn)行有效的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。

3 超黏磨耗層施工原材料與配合比設(shè)計(jì)

3.1 施工原材料的合理選用

1)集料。第一，在本高速公路工程的超黏磨耗層中，主要使用滿足瀝青路面上面層集料性能要求的碎石集料，同時碎石集料一定要具有較高的強(qiáng)度、硬度與較好的顆粒形狀、磨光性能等。第二，根據(jù)施工規(guī)范要求，合理確定粗集料與細(xì)集料，在本高速公路工程中主要選用小于1%含泥量且級別分別為10～14 mm、6～10 mm、4～6 mm的石粉，主要應(yīng)用在面層、磨耗層、應(yīng)力吸收中間層中。第三，選用花崗巖、玄武巖、石灰?guī)r等作為填料，通過加入2%比例的普通硅酸鹽水泥，以提高石料的水穩(wěn)性。

2)改性乳化瀝青。在本高速公路工程路面養(yǎng)護(hù)施工中，應(yīng)選用具有較強(qiáng)黏結(jié)力、噴灑破乳性的改性乳化瀝青封層結(jié)合料。在選擇改性乳化瀝青時，應(yīng)對施工環(huán)境溫度、石料進(jìn)行充分考慮，如果施工環(huán)境溫度比較高且石料呈堿性時，應(yīng)選用陰離子乳化瀝青，如果施工環(huán)境溫度比較低且石料呈酸性時，應(yīng)選用陽離子乳化瀝青。當(dāng)待養(yǎng)護(hù)路面變得越來越為粗糙時，需要使用更多的改性乳化瀝青。

3)纖維。在對本高速公路工程路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)時，主要選用噴射無捻粗砂性玻璃纖維，它是由卷軸式纖維盤進(jìn)行包裝的，特克斯數(shù)為2 400 g/km，纖維用量范圍為240～260 g/m2，通過利用氣流接頭來連接纖維材料堆積類型紗團(tuán)，以確保能夠不間斷供給纖維材料。在本高速公路工程路面養(yǎng)護(hù)施工中，主要選用30、60、120 mm等長度均值的纖維材料。根據(jù)大量工程實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可知，選用長度均值為60 mm的纖維材料，能夠獲取最佳的封層加固效果。一般來說，封層設(shè)置在應(yīng)力吸收中間層，在應(yīng)力吸收中間層總面積中，碎石覆蓋率比重約為60%～70%。但是在對磨耗層進(jìn)行施工時，需要適當(dāng)加大纖維材料的用量。

4)抗剝落劑。在對纖維封層進(jìn)行施工過程中，通過使用抗剝落劑，可以對施工現(xiàn)場中僅能提供弱酸性或者酸性集料問題進(jìn)行有效解決。根據(jù)高速公路工程的實(shí)際情況與試驗(yàn)，合理確定抗剝落劑的摻加量，其中，抗剝落劑的用量范圍為瀝青重量的0.3%～0.5 %。

3.2 超黏磨耗層混合料配合比設(shè)計(jì)

在本次高速公路工程養(yǎng)護(hù)施工中，超黏磨耗層混合料配合比設(shè)計(jì)如表1所示。

4 超黏磨耗層技術(shù)養(yǎng)護(hù)施工工藝分析

4.1 試驗(yàn)段施工

通過進(jìn)行試驗(yàn)段施工，對纖維、礦粉、粗集料、細(xì)集料、瀝青等施工材料用量、施工機(jī)械設(shè)備進(jìn)行合理確定，同時詳細(xì)檢驗(yàn)試驗(yàn)結(jié)果，直到滿足設(shè)計(jì)要求以后，方可正式對超黏磨耗層進(jìn)行施工。本文選取某高速公路K140+000～K140+500段為試驗(yàn)路段，路段總長度為500 m。根據(jù)獲取的試驗(yàn)結(jié)果，決定選用的施工機(jī)械設(shè)備有路面清掃機(jī)、1臺10 t輪胎壓路機(jī)、1臺中性碎石裝載機(jī)、1臺10 m3碎石撒布車等。通過利用刮板來嚴(yán)格控制混合料的攤鋪厚度，同時還需要嚴(yán)格控制超黏磨耗纖維封層施工機(jī)械設(shè)備的速度，以3 km/h為最佳。

4.2 對原瀝青混凝土路面進(jìn)行預(yù)處理

在對超黏磨耗層進(jìn)行加鋪施工之前，為確保超黏磨耗層的施工質(zhì)量，一定要先將麻面、坑槽、車轍、擁包、裂縫等病害予以全部挖除且進(jìn)行填補(bǔ)處理。對于接受過預(yù)處理的原瀝青路面，它的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度一定要能夠滿足交通荷載要求，如果車轍深度大于12 mm，裂縫寬度大于6 mm，在這種情況下，一定要對其進(jìn)行填縫料填補(bǔ)處理；反之，無需對其進(jìn)行預(yù)處理。

4.3 長距離養(yǎng)護(hù)施工

根據(jù)試驗(yàn)段施工獲取的施工效果，合理調(diào)整了纖維封層設(shè)備的施工參數(shù)，包括碎石撒布量、噴撒量等，直到達(dá)到施工預(yù)期效果以后，方可進(jìn)行長距離養(yǎng)護(hù)施工。對于纖維封層設(shè)備，應(yīng)將其行進(jìn)速度控制在3.0～4.5 km/h，碎石撒布車輛一定要緊緊跟隨在纖維封層設(shè)備的后面，并且該車輛的行進(jìn)速度一定要匹配于纖維封層設(shè)備，在瀝青破乳之前，一定要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求來及時撒布碎石料，然后利用10 t膠輪壓路機(jī)對碎石料進(jìn)行2～3遍的碾壓，碾壓速度不得大于2 km/h。當(dāng)超黏磨耗瀝青層養(yǎng)護(hù)施工結(jié)束且熱拌瀝青混合料自然冷卻至50℃后，方可對外進(jìn)行開放交通。當(dāng)本工程養(yǎng)護(hù)施工段超黏磨耗層施工結(jié)束以后，需要檢驗(yàn)瀝青路面養(yǎng)護(hù)加固效果，結(jié)果表明，與原瀝青混凝土路面相比，通過使用超黏磨耗層施工技術(shù)，能夠顯著提高瀝青路面的抗車轍性能、抗疲勞性能與抗拉強(qiáng)度，能夠?qū)r青路面起到非常好的養(yǎng)護(hù)效果。

5 結(jié) 語

通過利用超黏磨耗層技術(shù)，能夠有效修復(fù)、加固與再生處理瀝青路面。在選用超黏磨耗層技術(shù)過程中，一定要選用滿足施工要求的施工材料與專用養(yǎng)護(hù)設(shè)備，同時在確定瀝青路面養(yǎng)護(hù)施工方案以后，還需要制定合理的交通組織管理方案，這樣才能夠有效避免不均勻沉降、擁包、裂縫、坑槽等病害的進(jìn)一步發(fā)展與發(fā)生，才能夠有效確保瀝青路面的養(yǎng)護(hù)施工質(zhì)量。與此同時，因?yàn)槌つズ膶宇A(yù)防性養(yǎng)護(hù)工程具有封水與防水作用，所以一定要合理選擇施工季節(jié)與施工環(huán)境，一般情況下，應(yīng)避免在雨季時期進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)施工。本文對超黏磨耗層技術(shù)在高速公路養(yǎng)護(hù)中的運(yùn)用進(jìn)行了深入研究，以期對養(yǎng)護(hù)施工單位的瀝青路面養(yǎng)護(hù)施工起到一定的借鑒作用。

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