ETOS冷拌冷鋪超薄罩面在道路養(yǎng)護維修中的應用

趙佳龍

(中鐵上海設計院集團南通晟大有限公司，江蘇 南通 226000）

一、引言

在傳統(tǒng)的道路養(yǎng)護維修工程中，瀝青罩面通常采用直接加鋪4cm～10cm瀝青面層，這種處理辦法，浪費資源，污染環(huán)境，且使用年限較短，一般在3年～5年。其加鋪厚度較厚，對道路的凈空及路側(cè)附屬設施的安全高度影響較大，當安全高度無法達到規(guī)范要求時，則需改造，增加了項目的投資。當在橋梁上加鋪時，橋梁恒載增加較多，影響橋梁的結(jié)構(gòu)安全。ETOS冷拌冷鋪超薄罩面作為一種新興的加鋪材料，有效地解決了傳統(tǒng)加鋪方案的問題，在保證質(zhì)量和耐久性的前提下，其最薄厚度可做到0.9cm～1.5cm，對道路凈空、路側(cè)附屬設施安全高度、橋梁結(jié)構(gòu)安全影響小，節(jié)約資源，施工成本低，施工速度快，使用壽命可達5年～8年，具有較高的社會經(jīng)濟效益。

二、瀝青混合料主要性能及優(yōu)點

ETOS冷拌冷鋪超薄罩面混合料主要包括改性瀝青（固體顆粒改性）、集料（玄武巖）、礦粉、纖維（木質(zhì)纖維素）等。

（一）改性瀝青

ETOS冷拌冷鋪超薄罩面基質(zhì)瀝青可以就地取材，選用普通的SBS改性瀝青，添加ETOS固體顆粒改性，能夠雙向顯著提高混合料的路用性能，比如耐高溫、抗松散、抗反射裂縫、抗水損害等方面的能力都大幅增強。

圖1 ETOS瀝青主要性能對比

此外，因混合料厚度較薄，降溫較快，其中摻拌適當?shù)臏匕鑴?，降低了混合料的出廠溫度、拌和溫度和碾壓溫度，確保了薄層的可施工性和可壓實性。添加ETOS固體顆粒施工方法主要有干法添加和濕法添加。

（二）專用超黏黏層油

ETOS冷拌冷鋪超薄罩面為了增強超薄面層與下承層的層間黏結(jié)，杜絕飛散剝落，使用專用超黏黏層油，該黏層油強度高，可自愈，大大的增加了超薄罩面與下承層的黏結(jié)力，保證了使用壽命。

（三）專用超強灌縫膠

圖2 ETOS超黏黏層油抗拔強度表

為了減少反射裂縫，薄層加鋪原路面裂縫處治需要選用性能優(yōu)良的灌縫膠以防治原路面反射裂縫的產(chǎn)生與發(fā)展，然而普通的灌縫膠大多以基質(zhì)瀝青或者普通改性瀝青制備而成，反而在高性能薄層加鋪后成為薄弱環(huán)節(jié)，使得本身有缺陷的地方再次成為缺陷。所以ETOS冷拌冷鋪超薄罩面需配合專用的超強灌縫膠使用。

表1 超強灌縫膠技術指標表

超強灌縫膠的高軟化點、高動力黏度保證了具有足夠的高溫性能，在熱拌混合料攤鋪時不會出現(xiàn)流淌，以至于提升到表面后造成泛油；高運動黏度保證了灌縫膠在180℃左右的加熱溫度下，即可滿足施工與灌縫的流淌性要求，同時也避免現(xiàn)場的過度加熱造成老化。此外，超強灌縫膠可以確保灌縫膠在冬季低溫條件下提供足夠的抗拉伸能力，承受溫縮造成的位移與應變，同時良好的延韌性使得應力在灌縫膠中得以吸收與消散，抵抗反射裂縫。

（四）集料和填料

ETOS瀝青混合料是一種開級配混合料，礦料級配主要由粗集料嵌擠組成，間隙由較少的細集料填充，壓實后空隙率大于12%。該混合料具有良好的骨架結(jié)構(gòu)，并且能提供更好的路面承載能力、高溫穩(wěn)定性能及抗滑能力。集料和填料的技術要求及混合料級配要求如表2至表5所示。

表2 粗集料技術指標

表3 細集料技術指標

表5 混合料級配

三、超薄罩面結(jié)構(gòu)層計算

ETOS冷拌冷鋪超薄罩面的采用瀝青路面加鋪設計模型，彈性層狀體系理論，主要計算老瀝青路面彎沉代表值、老瀝青路面當量回彈模量、加鋪層瀝青混合料永久變形量、動穩(wěn)定度、瀝青混合料疲勞開裂驗算。

以江蘇省蘇北某城市二級公路為例，凍結(jié)指數(shù)為500(℃.d)。假定老瀝青路面面層已達到永久變形量，測點舊路面的路表彎沉代表值為27.25、29.57、30.81、28.66、33.28，設計方案為加鋪2cm超薄罩面，設計車道上當量設計軸載累計作用次數(shù)為8.23×106次，瀝青混合料在實驗溫度為60℃，壓強0.7MPa，加載次數(shù)為2520次時，車轍永久變形量為1.5mm，車轍試驗試件50mm，加鋪層層頂面豎向壓力為0.68MPa。瀝青混合料20℃動態(tài)壓縮模量為1.3萬MPa，瀝青飽和度為74%，疲勞開裂分析時，溫度調(diào)整系數(shù)為1.05，層底拉應變105.4με。

（一）老瀝青路面計算彎沉代表值

測點樣品標準差S=2.29

（二）老瀝青路面當量回彈模量

（三）瀝青混合料永久變形量驗算

（四）動穩(wěn)定度驗算

（五）瀝青混合料疲勞開裂驗算

疲勞加載模式系數(shù):

根據(jù)以上計算結(jié)果，ETOS瀝青混合料的主要控制指標均符合規(guī)范要求，從數(shù)據(jù)來看具有極強的抗變形、抗車轍能力。

四、結(jié)語

ETOS冷拌冷鋪超薄罩面打破了傳統(tǒng)罩面的做法，在保證高質(zhì)量、高耐久性的前提下，顯著降低了項目成本，且對路側(cè)附屬設施，如緣石、護欄、標志安全高度影響較小，減少了附屬設施改造工程量，提高了項目的經(jīng)濟效益。并減少了原材料的消耗，有效降低了能耗和碳、有毒氣體的排放，提高了項目的環(huán)境效益，響應國家可持續(xù)發(fā)展的號召。

圖3 現(xiàn)場攤鋪后效果

ETOS冷拌冷鋪超薄罩面視覺美觀好，黑化耐久，增強標線對比度；平順靜音、平整度好，而且能夠有效提高抗滑性能，保證了車輛行駛安全；施工后路面低于50℃即可開放，施工快速，對沿線交通影響小，提高了項目的社會效益。