超薄罩面技術(shù)在福州繞城西北段（站外）高速公路工程中的應(yīng)用

陳信院

（福州交建高速公路養(yǎng)護(hù)有限公司，福建福州 350101）

0 引言

截至2021 年年底，全國(guó)公路總里程528.07 萬(wàn)公里，其中高速公路總里程16.91 萬(wàn)公里。隨著全國(guó)公路基建的蓬勃發(fā)展，需養(yǎng)護(hù)的公路路面也逐年增加，路面養(yǎng)護(hù)的新技術(shù)也不斷涌現(xiàn)，超薄罩面路面預(yù)養(yǎng)護(hù)技術(shù)就是其中之一。我國(guó)于2021 年發(fā)布的《公路瀝青路面預(yù)防養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JTG/T 5142-01—2021）對(duì)超薄罩面技術(shù)提出推薦性標(biāo)準(zhǔn)[1-2]。隨著路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)的不斷發(fā)展，超薄罩面技術(shù)的養(yǎng)護(hù)厚度逐步變薄，目前可降低至1.5cm 左右。該養(yǎng)護(hù)技術(shù)比常規(guī)的瀝青路面銑刨回鋪技術(shù)更加節(jié)能環(huán)保，同時(shí)具有靜音降噪、抗滑性強(qiáng)、防水性好、施工干擾小等特點(diǎn)，該技術(shù)也因此在高速公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目中得到逐步推廣[3-4]。

1 工程概況

福州繞城西北段（站外）高速公路自2010 年建成通車，按規(guī)范要求，以瀝青路面的設(shè)計(jì)使用壽命15 年計(jì)算，其即將進(jìn)入設(shè)計(jì)使用壽命的末期，在頻繁的車輛荷載與高溫環(huán)境作用下，該公路路面使用性能偏低，為了減緩、阻止路面病害的進(jìn)一步發(fā)展，依據(jù)路面檢測(cè)與評(píng)價(jià)結(jié)果，有必要對(duì)該公路路面進(jìn)行超薄罩面技術(shù)養(yǎng)護(hù)。

2 超薄罩面配合比設(shè)計(jì)

福州繞城西北段（站外）高速公路采用超薄罩面技術(shù)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，選擇構(gòu)造深度大、防水性能好、降噪效果優(yōu)的配合比設(shè)計(jì)方案。

2.1 瀝青原材料

采用華特瀝青生產(chǎn)的高黏度改性瀝青，其動(dòng)力黏度（60℃）≥200000Pa·s。高黏度改性瀝青的技術(shù)性能檢測(cè)結(jié)果如表1 所示。

表1 高黏改性瀝青技術(shù)性能檢測(cè)結(jié)果

2.2 礦料級(jí)配

超薄罩面混合料所用礦質(zhì)集料為漳平浩元碎石場(chǎng)生產(chǎn)的玄武巖0～3mm 石屑和3～6mm、6～9mm碎石，選用福建三優(yōu)貿(mào)易公司生產(chǎn)的礦粉，其各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)性能均符合現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范要求。利用電子計(jì)算機(jī)計(jì)算超薄罩面混合料礦料組成比例，得出設(shè)計(jì)礦料級(jí)配滿足現(xiàn)行規(guī)范及設(shè)計(jì)要求。

2.3 瀝青用量

依據(jù)礦料級(jí)配，分別采用6.2%、6.5%及6.8%的不同油石比在170℃下進(jìn)行瀝青混合料的拌制，拌制好的瀝青混合料在165℃溫度條件下，雙面各擊實(shí)75 次成型馬歇爾試件，各項(xiàng)指標(biāo)滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，確定最佳油石比6.5%。

2.4 混合料性能

根據(jù)上述的礦料級(jí)配以及最佳油石比，施工單位對(duì)所設(shè)計(jì)的超薄罩面混合料的各項(xiàng)路用性能指標(biāo)進(jìn)行了測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如表2 所示?；旌狭系母黜?xiàng)路用性能指標(biāo)均滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，其中動(dòng)穩(wěn)定度（次/mm）大于6000，遠(yuǎn)大于現(xiàn)行規(guī)范的3000 次，具有優(yōu)異的抗車轍性能。

表2 超薄罩面混合料路用性能指標(biāo)測(cè)試結(jié)果

3 施工控制與質(zhì)量檢測(cè)

3.1 超薄罩面層鋪筑

3.1.1 伸縮縫銜接銑刨

為了避免伸縮縫與瀝青路面銜接處出現(xiàn)跳車現(xiàn)象，需要保證不破壞原瀝青路面下部結(jié)構(gòu)層，采用精銑刨工藝進(jìn)行順接處理，順接銑刨深度為1.5cm，長(zhǎng)度為10m，這樣能夠在保證超薄罩面層厚度的同時(shí)，使伸縮縫與超薄罩面完美銜接。

3.1.2 瀝青混合料的生產(chǎn)與運(yùn)輸

超薄罩面層混合料的生產(chǎn)設(shè)備為2018 年3000 型瀝青攪拌站，全過(guò)程為計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制，通過(guò)精準(zhǔn)稱量后先集料干拌5s，再噴灑瀝青濕拌45s，其間均勻噴灑礦粉，保證超薄罩面混合料裹覆均勻，無(wú)結(jié)塊、花白料、離析等現(xiàn)象，超薄罩面層混合料出料溫度為185～190℃。

混合料運(yùn)輸采用大噸位自卸汽車，裝車前涂刷隔離劑，采用前、后、中三步裝料法裝車，以避免混合料離析，運(yùn)輸過(guò)程中采用帆布等保溫措施。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)施工進(jìn)度計(jì)劃，有序出料，防止混合料溫度不足導(dǎo)致超薄罩面層難以壓實(shí)。

3.1.3 混合料的攤鋪和壓實(shí)

超薄罩面使用福格勒同步一體機(jī)進(jìn)行鋪筑施工，保證高黏改性瀝青施工質(zhì)量，現(xiàn)場(chǎng)配備瀝青加熱保溫車輛，瀝青噴灑溫度控制在65℃，噴灑量為1kg/m2。超薄罩面層攤鋪溫度應(yīng)控制在175～185℃，以6～8m/min 速度攤鋪，混合料攤鋪后需及時(shí)碾壓。

超薄罩面層壓實(shí)采用12t 雙鋼輪壓路機(jī)和小型雙鋼輪壓路機(jī)配合完成，緊跟攤鋪機(jī)靜壓3～4 遍，碾壓溫度控制在160～165℃，終壓溫度高于90℃。攤鋪、碾壓需勻速、穩(wěn)定，嚴(yán)禁急轉(zhuǎn)急停，壓實(shí)后超薄罩面層應(yīng)無(wú)明顯輪跡，外觀質(zhì)量?jī)?yōu)良，厚度為1.5cm 左右，如圖1 所示。

圖1 超薄罩面層厚度

3.2 超薄罩面層性能檢測(cè)

3.2.1 路表性能檢測(cè)

在該工程中，采用《公路路基路面現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試規(guī)程》（JTG 3450—2019）中的試驗(yàn)方法，對(duì)摩擦系數(shù)擺值、構(gòu)造深度、滲水系數(shù)等指標(biāo)進(jìn)行分車道檢測(cè)，各項(xiàng)指標(biāo)滿足現(xiàn)行規(guī)范要求，其路表抗滑性能指標(biāo)高于常規(guī)瀝青路面指標(biāo)，能為車輛輪胎提供更好的抓地力，提升行車安全性，其滲水系數(shù)指標(biāo)遠(yuǎn)低于常規(guī)瀝青路面指標(biāo)，能有效防止路表水下滲破壞超薄罩面層下層結(jié)構(gòu)，檢測(cè)結(jié)果為摩擦系數(shù)擺值大于63BPN，遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)值45BPN，構(gòu)造深度檢測(cè)值大于1mm，遠(yuǎn)高于設(shè)計(jì)值0.7mm，滲水系數(shù)檢測(cè)為基本不滲水。

3.2.2 噪聲測(cè)試

采用噪聲測(cè)試儀，在超薄罩面層實(shí)施前后的同路段且相近的環(huán)境條件下分別進(jìn)行噪聲檢測(cè)，在行駛速度80km/h 的條件下測(cè)試車內(nèi)及車外噪聲，由于超薄罩面層獨(dú)特的配合比設(shè)計(jì)，以及瀝青高黏高彈、集料粒徑小，路面的車內(nèi)噪聲平均下降7.1dB，車外噪聲平均下降12.9dB，結(jié)果如表3 所示。

表3 超薄罩面層噪聲測(cè)試結(jié)果

3.2.3 營(yíng)運(yùn)跟蹤

福州繞城西北段（站外）高速公路客貨車年平均日交通量1.7 萬(wàn)輛，對(duì)超薄罩面結(jié)構(gòu)層的抗剪切、抗推移及整體穩(wěn)定性有較高考驗(yàn)。該公路經(jīng)超薄罩面養(yǎng)護(hù)后，已歷經(jīng)福州夏季高溫、冬季寒冷的考驗(yàn)，目前路面未出現(xiàn)車轍、擁包、開(kāi)裂、脫層等病害，路面整體性能優(yōu)良，說(shuō)明超薄罩面技術(shù)在福州繞城西北段（站外）高速公路工程中的應(yīng)用較為成功。該公路養(yǎng)護(hù)完成與養(yǎng)護(hù)后營(yíng)運(yùn)一年的對(duì)比如圖2 所示。

圖2 福州繞城西北段（站外）高速公路照片

4 結(jié)論

第一，超薄罩面層能修復(fù)路面輕微病害，延長(zhǎng)路面壽命，采用一體機(jī)一次成型方法，能有效保證高黏改性瀝青的黏結(jié)質(zhì)量，且該技術(shù)施工速度快，對(duì)交通干擾小。

第二，通過(guò)摩擦系數(shù)擺值、構(gòu)造深度、滲水系數(shù)、車內(nèi)外噪聲測(cè)試，發(fā)現(xiàn)超薄罩面層相較于常規(guī)瀝青路面具有更為優(yōu)異的抗滑性能，能有效提升行車安全性；良好的級(jí)配設(shè)計(jì)使得超薄罩面具有一定的防水性能，能有效防止路表水下滲破壞路面下層結(jié)構(gòu)；獨(dú)特的材料組成能降低汽車行駛噪聲，提高行車出行舒適性。

第三，超薄罩面層的優(yōu)異降噪性能雖然能提升行車舒適性，但由于結(jié)構(gòu)物間的伸縮縫為混凝土剛性結(jié)構(gòu)，相對(duì)于瀝青路面的柔性結(jié)構(gòu)，一剛一柔的行車交錯(cuò)會(huì)使汽車行駛至此產(chǎn)生異響，為保證行車舒適性，需采用靜音型伸縮縫進(jìn)行路面改造。

第四，超薄罩面層具有節(jié)能環(huán)保、靜音降噪、抗滑性強(qiáng)、防水性好、施工干擾小等諸多優(yōu)點(diǎn)，但由于超薄罩面層所采用的高黏改性瀝青對(duì)施工溫度的要求較高，所以路面攤鋪施工組織必須緊密、連續(xù)，以防止出現(xiàn)因溫度較低而難以壓實(shí)的現(xiàn)象。解決超薄罩面層施工溫度局限性問(wèn)題，保證施工質(zhì)量，應(yīng)是后續(xù)研究的重點(diǎn)。