熱拌超薄罩面Thus-10在干線公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用

摘 要：【目的】研究熱拌薄層Thus-10在干線公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用?！痉椒ā炕隗w積-性能平衡方法進(jìn)行Thus-10配合比設(shè)計(jì)，并對(duì)其路用性能進(jìn)行室內(nèi)驗(yàn)證?！窘Y(jié)果】確定了Thus-10的生產(chǎn)配合比，其中1#（5～10 mm）∶2#（3～5 mm）∶3#（0～3 mm）∶礦粉=45∶23∶25∶7，最佳油石比為6.3%，瀝青∶高黏添加劑=96∶4，纖維摻量為混合料的0.3%。Thus-10具有較優(yōu)的高溫性能、水穩(wěn)定性和低溫性能，相對(duì)于其他同類型超薄罩面瀝青混合料相應(yīng)的指標(biāo)較優(yōu)。依托宿遷市S324省道養(yǎng)護(hù)工程進(jìn)行Thus-10應(yīng)用，形成了熱拌超薄Thus-10施工技術(shù)指南?！窘Y(jié)論】將Thus-10在江蘇、貴州、浙江等地區(qū)干線公路養(yǎng)護(hù)中進(jìn)行了應(yīng)用，具有較好的推廣應(yīng)用價(jià)值。

關(guān)鍵詞：熱拌薄層Thus-10；配合比；路用性能；養(yǎng)護(hù)；工藝

中圖分類號(hào)：TU312.1" " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" " "文章編號(hào)：1003-5168（2024）09-0070-04

DOI：10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2024.09.014

Application of Hot Mix Ultra Thin Cover Thus-10 in Mainline Highway Maintenance

GENG Xingxing ZHANG Yang WU Min

（JSTI Group Co.，Ltd.， Nanjing 211112， China）

Abstract： [Purposes] The application of hot mix thin layer Thus-10 in trunk highway maintenance is studied.[Methods] This article is based on the volume-performance balance method to design the Thus-10 mix ratio and conduct indoor verification of its road performance.[Findings] The production mix ratio of Thus-10 has been determined∶1# （5～10 mm）∶2# （3～5 mm）∶3# （0～3 mm）∶mineral powder=45∶23∶25∶7， the optimal oil stone ratio is 6.3%， asphalt： high viscosity additive=96：4， and fiber content is 0.3% of the mixture. Thus-10 has excellent high-temperature performance， water stability， and low-temperature performance， which is superior to other ultra-thin overlay asphalt mixtures of the same type. Based on the maintenance project of Provincial Highway S324 in Suqian City， Thus-10 has been applied， forming a construction technology guide for hot mix ultra-thin Thus-10.[Conclusions] Thus-10 has been applied in the maintenance of trunk highways in Jiangsu， Guizhou， Zhejiang and other regions， and has good promotion and application scenarios.

Keywords： hot mixed thin layer Thus-10; mix ratio; road performance; maintenance; workmanship

0 引言

瀝青路面作為典型的路面結(jié)構(gòu)，隨著服役年限的增加，路表裂縫、車轍、抗滑不足等問題頻發(fā)，為保持路面結(jié)構(gòu)和功能穩(wěn)定，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。薄層罩面作為常用的預(yù)防養(yǎng)護(hù)技術(shù)，熱拌、溫拌、冷拌瀝青混合料在公路養(yǎng)護(hù)中得到應(yīng)用，施工后檢測(cè)指標(biāo)滿足規(guī)范要求［1-2］。沈建成等［3］對(duì)薄層罩面AC-10瀝青混合料進(jìn)行研究，結(jié)果表明，玄武巖AC-10具有較好的路用性能。吳建強(qiáng)［4］研究發(fā)現(xiàn)PAC薄層罩面對(duì)路面車轍和排水性能具有較好的改善作用?；谝陨详P(guān)于薄層罩面技術(shù)的分析，本研究針對(duì)熱拌薄層罩面Thus-10配比設(shè)計(jì)、室內(nèi)路用性能驗(yàn)證以及工程應(yīng)用，研究了Thus-10在干線公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用。

1 原材料

本研究所用原材料為：高黏添加劑采用南京興佑交通科技有限公司的HVE型高黏添劑；瀝青采用新越瀝青有限公司生產(chǎn)的改性瀝青；粗、細(xì)集料選用玄武巖，按粒徑分為1#（0～3 mm）、2#（3～5 mm）、3#（5～10 mm），填料采用石灰?guī)r磨細(xì)礦粉。

2 熱拌超薄罩面Thus-10配合比設(shè)計(jì)

2.1 級(jí)配選擇

熱拌超薄罩面Thus-10級(jí)配選擇見表1。選擇6.5%的瀝青用量作為初試級(jí)配的瀝青用量。

由三種試級(jí)配馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果可知，級(jí)配C的VFA不滿足要求，級(jí)配B的空隙率比較接近目標(biāo)空隙率，因此選擇級(jí)配B為設(shè)計(jì)級(jí)配。

2.2 最佳瀝青用量的確定

選擇設(shè)計(jì)級(jí)配B，初選高黏瀝青用量6.0%，SBS改性瀝青與高黏添加劑的比例分別為92∶8和96∶4，分別進(jìn)行馬歇爾體積和性能試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表2。根據(jù)以上研究結(jié)果和體積-性能平衡設(shè)計(jì)理念，確定了Thus-10的最佳瀝青用量為6.0%（瀝青∶高黏添加劑=96∶4）。

2.3 生產(chǎn)配合比

高黏Thus-10混合料施工現(xiàn)場(chǎng)原材料包括1#（5～10 mm）、2#（3～5 mm）、3#（0～3 mm）、礦粉、高黏添加劑、木質(zhì)素纖維。瀝青∶高黏添加劑為96∶4，纖維摻量為混合料的0.3%。對(duì)AMMANN-4000型拌和樓進(jìn)行了生產(chǎn)配合比級(jí)配組合設(shè)計(jì)，材料配合比見表3。

3 路用性能

3.1 高溫性能

對(duì)Thus-10混合料進(jìn)行車轍試驗(yàn)，并與其他同類型超薄罩面瀝青混合料（瀝青膠結(jié)料為SBS改性瀝青）的高溫性能進(jìn)行對(duì)比分析，試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。

試驗(yàn)結(jié)果表明，Thus-10混合料動(dòng)穩(wěn)定度均達(dá)到了10 000次/mm，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于指標(biāo)要求，并且比其他同類型超薄罩面瀝青混合料的高溫性能較優(yōu)，分析原因可知，Thus-10屬于間斷級(jí)配，比同粒徑的SMA混合料的4.75～2.36 mm間斷程度更高，跨越區(qū)間更大，有足夠的骨架，具有較高的內(nèi)摩阻力，同時(shí)采用高性能瀝青膠結(jié)料可形成較高的內(nèi)聚力。因此，Thus-10高溫性能優(yōu)異。

3.2 抗水損害性能

采用殘留穩(wěn)定度和凍融劈裂強(qiáng)度比對(duì)Thus-10混合料的水穩(wěn)定性開展研究，并與其他同類型超薄罩面瀝青混合料（瀝青膠結(jié)料為SBS改性瀝青）進(jìn)行對(duì)比分析，試驗(yàn)結(jié)果如圖2所示。

試驗(yàn)結(jié)果表明，Thus-10混合料殘留穩(wěn)定度均達(dá)到85%，凍融劈裂強(qiáng)度均達(dá)到了80%，滿足指標(biāo)要求，均比其他同類型的超薄罩面瀝青混合料殘留穩(wěn)定度值和劈裂強(qiáng)度比值高。

試驗(yàn)結(jié)果表明，Thus-10混合料殘留穩(wěn)定度均達(dá)到85%，凍融劈裂強(qiáng)度均達(dá)到了80%，滿足指標(biāo)要求，均比其他同類型的超薄罩面瀝青混合料殘留穩(wěn)定度值和劈裂強(qiáng)度比值高。

3.3 低溫抗裂性能

對(duì)Thus-10瀝青混合料進(jìn)行低溫小梁試驗(yàn)，并與其他同類型超薄罩面瀝青混合料（瀝青膠結(jié)料為SBS改性瀝青）進(jìn)行對(duì)比分析，試驗(yàn)結(jié)果如圖3所示。

試驗(yàn)結(jié)果表明，Thus-10混合料的最大彎拉應(yīng)變均達(dá)到了2 800 με，均能滿足指標(biāo)要求，均比其他同類型的超薄罩面瀝青混合料彎拉應(yīng)變值大，由此說明Thus-10混合料具有較優(yōu)的低溫抗裂性能。

4 工程應(yīng)用

4.1 工程概況

宿遷市S324省道隨著交通量的迅猛增長(zhǎng)和服役時(shí)間的慢慢推移，瀝青路面出現(xiàn)了橫向裂縫等現(xiàn)象，部分路段有坑槽、車轍等病害，推薦使用熱拌超薄Thus-10混合料罩面的養(yǎng)護(hù)方案。

4.2 施工工藝

4.2.1 原路面處理。本次試驗(yàn)段總長(zhǎng)250 m，寬11 m，試驗(yàn)段的原路面存在橫向裂縫、輕微車轍病害，通過統(tǒng)計(jì)共有10條橫向裂縫，1處輕微車轍（15 mm以內(nèi)）。橫向裂縫處理方案：先銑刨，再貼抗裂貼（50 cm寬），最后進(jìn)行回填混合料壓實(shí)。沿著原路面橫向裂縫處銑刨寬度1 m，長(zhǎng)度為整個(gè)橫向裂縫，深度為4 cm。輕微車轍不處理，直接鋪筑即可。試驗(yàn)段鋪筑前應(yīng)對(duì)原路面標(biāo)線進(jìn)行徹底清理。

4.2.2 黏層油撒布。使用路面清掃車對(duì)原路面進(jìn)行清掃，保持原路面干燥和整潔，然后鋪高黏改性乳化瀝青，高黏改性乳化瀝青加熱溫度為60～65 ℃，用量為0.6 kg/m2。最后進(jìn)行高黏改性乳化瀝青鋪設(shè)作業(yè)。

4.2.3 拌和。根據(jù)調(diào)整后的礦料比例，AMMANN-4000拌和參數(shù)見表6。從混合料出料情況看，目測(cè)混合料整體較均勻。拌和樓共生產(chǎn)42盤料，每盤料包含4 t混合料，總共生產(chǎn)168 t高黏Thus-10混合料。瀝青加熱溫度控制在175～185 ℃，拌和溫度180～185 ℃，出料溫度控制在175～190 ℃，超過195 ℃予以廢棄。

4.2.4 運(yùn)輸。Thus-10混合料出廠溫度應(yīng)嚴(yán)格控制，超過190 ℃作為廢料處理，Thus-10混合料運(yùn)輸過程中應(yīng)防止混合料的離析，運(yùn)輸過程應(yīng)采用保溫措施。

4.2.5 攤鋪。待鋪設(shè)的高黏改性乳化瀝青破乳后進(jìn)行熱拌超薄罩面Thus-10攤鋪。采用兩臺(tái)攤鋪機(jī)梯隊(duì)作業(yè)，松鋪系數(shù)設(shè)定為1.2，攤鋪機(jī)攤鋪速度為2～3 m/min。

4.2.6 壓實(shí)。初壓雙鋼輪壓路機(jī)碾壓速度為3 km/h左右，靜壓2遍；復(fù)壓雙鋼輪壓路機(jī)速度為3 km/h，振動(dòng)碾壓5遍；終壓雙鋼輪壓路機(jī)速度為3 km/h，靜壓2遍。從試驗(yàn)段碾壓完畢后正常斷面鋪面效果來看，鋪面較為均勻，無明顯油斑和大面積離析現(xiàn)象。

4.3 工后檢測(cè)

一是滲水試驗(yàn)。滲水試驗(yàn)采用隨機(jī)法，試驗(yàn)段共進(jìn)行了3個(gè)滲水試驗(yàn)，基本不滲水。二是路面平整度。試驗(yàn)段鋪筑后，使用3 m直尺進(jìn)行平整深度檢測(cè)。試驗(yàn)段的平整度檢測(cè)結(jié)果為0.7 mm，遠(yuǎn)小于規(guī)范要求的5 mm，罩面較平整。三是現(xiàn)場(chǎng)抗滑性能試驗(yàn)。對(duì)鋪筑后的面層抗滑性能進(jìn)行檢測(cè)，其中構(gòu)造深度均值為0.91 mm，路面擺值（BPN）均值為63，構(gòu)造深度和摩擦系數(shù)試驗(yàn)結(jié)果滿足施工指導(dǎo)意見要求。四是長(zhǎng)期性能跟蹤觀測(cè)。為了驗(yàn)證Thus-10的長(zhǎng)期使用性能，檢測(cè)了通車6個(gè)月和1年的路面情況，未發(fā)現(xiàn)裂縫及其他病害，至今通車效果良好，表明Thus-10罩面使用性能較優(yōu)。

5 結(jié)論

本研究深入分析了熱拌超薄罩面Thus-10在干線公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用，主要研究結(jié)論如下。①基于體積-性能平衡方法進(jìn)行了熱拌超薄罩面Thus-10配合比設(shè)計(jì)，確定了Thus-10的生產(chǎn)配合比，其中1#（5～10 mm）∶2#（3～5 mm）∶3#（0～3 mm）∶礦粉=45∶23∶25∶7，最佳油石比為6.3%，瀝青∶高黏添加劑=96∶4，纖維摻量為混合料的0.3%。②熱拌超薄罩面Thus-10具有較優(yōu)的高溫性能、水穩(wěn)定性和低溫性能，比其他同類型超薄罩面瀝青混合料相應(yīng)的指標(biāo)優(yōu)。③依托宿遷市S324省道養(yǎng)護(hù)工程進(jìn)行了Thus-10應(yīng)用，形成了熱拌超薄Thus-10施工技術(shù)指南，施工后檢測(cè)指標(biāo)均滿足規(guī)范要求，長(zhǎng)期性能較好。

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