分步式超粘磨耗層施工技術(shù)在惠河高速的應(yīng)用★

黃志軍 王顯華 廖乃鳳 黃炳輪

(廣東南粵物流實(shí)業(yè)有限公司，廣東 廣州 510410)

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分步式超粘磨耗層施工技術(shù)在惠河高速的應(yīng)用★

黃志軍 王顯華 廖乃鳳 黃炳輪

(廣東南粵物流實(shí)業(yè)有限公司，廣東 廣州 510410)

超粘磨耗層技術(shù)是一種在微表處技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)的新型道路養(yǎng)護(hù)技術(shù)，具有更好的耐磨性、防水性、粘附性及耐久性。該技術(shù)需依靠進(jìn)口設(shè)備才能同時(shí)進(jìn)行粘結(jié)層和磨耗層施工，限制了其在國內(nèi)的推廣和普及。研究使用微表處攤鋪車和乳化瀝青灑布車代替超粘磨耗層專用攤鋪機(jī)，采用分步式超粘磨耗層工藝進(jìn)行施工，在惠河高速公路進(jìn)行試驗(yàn)段鋪筑。施工效果良好，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均符合要求。

超粘磨耗層，分布式施工，惠河高速

超粘磨耗層技術(shù)2000年左右產(chǎn)生于德國，是在稀漿封層、微表處同類養(yǎng)護(hù)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)明的第三代同類養(yǎng)護(hù)技術(shù)。該技術(shù)結(jié)合了超薄磨耗層技術(shù)和微表處技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，通過提高所用材料的性能及礦料級(jí)配以提高路面的各種性能[1]，進(jìn)而延長原路面的使用壽命。超粘磨耗層技術(shù)作為一個(gè)系統(tǒng)工程，除了依靠專用的攤鋪設(shè)備，核心是高性能瀝青材料及礦料級(jí)配的研制，包括噴灑的SBS改性乳化瀝青粘結(jié)料、冷拌用SBS改性乳化瀝青、專用礦料級(jí)配及玻璃纖維添加劑等。而超粘磨耗層技術(shù)需依靠昂貴的進(jìn)口設(shè)備才能同時(shí)進(jìn)行粘結(jié)層和磨耗層施工的缺點(diǎn)，使得該技術(shù)在國內(nèi)難于推廣和普及。為了達(dá)到易于推廣的目的，本研究使用微表處攤鋪車和粘層油灑布車代替超粘磨耗層專用攤鋪機(jī)，采用分步式超粘磨耗層施工工藝進(jìn)行現(xiàn)場施工，以使該技術(shù)易于推廣普及。

惠河高速公路北起河源市埔前鎮(zhèn)，南至惠州市平南工業(yè)區(qū)，全長總共80.809 km，于2003年年底通車。經(jīng)過十幾年重載交通運(yùn)營，加上當(dāng)?shù)貧夂驐l件等因素影響，出現(xiàn)了面層瀝青膜脫落、表面集料脫落、龜裂、車轍、摩擦系數(shù)降低等不同程度的路面病害，行車安全存在隱患[2]。為了解決路面病害問題，使用自主研發(fā)的超粘磨耗層用SBS改性乳化瀝青材料和專用礦料級(jí)配，并采用新型的分布式施工工藝進(jìn)行超粘磨耗層施工，在惠河高速公路樁號(hào)K3536+059～K3536+862南行方向超車道和行車道進(jìn)行進(jìn)超粘磨層鋪筑，從而提高原路面抗滑、抗?jié)B性及耐久性，達(dá)到改善行車舒適性和延長路面使用壽命的目的。

1 原材料

1.1礦料

礦料選用廣東省博羅麻陂石料場輝綠巖，共三檔料，分別為粗集料5 mm～10 mm碎石，細(xì)集料3 mm～5 mm碎石和0 mm～3 mm石粉，其技術(shù)指標(biāo)如表1所示，結(jié)果滿足《微表處和稀漿封層技術(shù)指南》[3]微表處用集料質(zhì)量要求。

表1 集料試驗(yàn)結(jié)果

1.2拌合用SBS改性乳化瀝青

超粘磨耗層混合料拌合用乳化瀝青采用南粵物流公司自主研發(fā)的“南粵”牌SBS改性乳化瀝青產(chǎn)品，其檢測結(jié)果如表2所示。各項(xiàng)指標(biāo)均滿足JTG F40—2004公路瀝青路面施工規(guī)范[4]改性乳化瀝青(BCR)技術(shù)指標(biāo)要求。

表2 超粘磨耗層混合料拌合用及粘結(jié)層用SBS改性乳化瀝青技術(shù)指標(biāo)

1.3粘結(jié)層用SBS改性乳化瀝青

超粘磨耗層粘結(jié)層用乳化瀝青采用南粵物流公司自主研發(fā)的“南粵”牌快裂型SBS改性乳化瀝青產(chǎn)品，其檢測結(jié)果如表2所示，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足JTG F40—2004公路瀝青路面施工規(guī)范改性乳化瀝青(PCR)技術(shù)指標(biāo)要求。

1.4填料

填料選用325型普通硅酸鹽水泥。

1.5纖維

玻璃纖維采用國產(chǎn)噴射無捻粗紗型。

2 超粘磨耗層配合比設(shè)計(jì)

混合料配合比設(shè)計(jì)是解決超粘磨耗層用乳化瀝青與集料的相容性問題，每個(gè)超粘磨耗層系統(tǒng)都是獨(dú)立的，任何單一成分的變化都會(huì)改變整個(gè)系統(tǒng)，且這種改變可能會(huì)改變超粘磨耗層混合料的性能。只有良好的超粘磨耗層混合料系統(tǒng)，才能保證攤鋪到路面上的混合料具有良好的耐久性、高低溫穩(wěn)定性、良好的抗滑性及較好的平整性。本項(xiàng)目按照交通部公路科學(xué)研究院出版的《微表處和稀漿封層技術(shù)指南》MS-3型混合料[5]進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)。

2.1礦料合成級(jí)配及目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)

礦料各檔料篩分結(jié)果、用量及礦料合成級(jí)配如表3所示，結(jié)果滿足《微表處和稀漿封層技術(shù)指南》微表處用MS-3集料設(shè)計(jì)要求，集料級(jí)配組成及級(jí)配范圍如表3所示。

表3 超粘磨耗層礦料合成級(jí)配表 %

2.2礦料、乳化瀝青用量

根據(jù)選擇的級(jí)配，改變改性乳化瀝青的用量，檢測混合料各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)，最終確定比例為：礦料∶水泥∶纖維∶乳化瀝青∶水=100∶1.0∶0.15∶11.0∶6.0(質(zhì)量百分比)。選用乳化瀝青用量為11.0%，水用量6.0%進(jìn)行微表處混合料試驗(yàn)檢驗(yàn)。

2.3混合料試驗(yàn)檢驗(yàn)

混合料的試驗(yàn)檢驗(yàn)過程嚴(yán)格按照J(rèn)TG E20—2011公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程和交通部公路科學(xué)研究院出版的《微表處和稀漿封層技術(shù)指南》進(jìn)行，試驗(yàn)檢測結(jié)果如表4所示。

表4 混合料試驗(yàn)檢測結(jié)果

3 施工工藝及質(zhì)量控制

3.1施工工藝

本工程施工現(xiàn)場采用的設(shè)備有微表處攤鋪車一輛，乳化瀝青灑布車一輛，清潔車和安全引導(dǎo)車各一輛。超粘磨耗層分步式施工工藝是指粘層油灑布和冷拌瀝青混合料攤鋪分步進(jìn)行。首先，對原路面進(jìn)行維修處治，并采用清潔車對原路面進(jìn)行清掃；其次，采用乳化瀝青灑布車灑布一層高性能SBS改性乳化瀝青作為粘層油；最后，采用微表處攤鋪車將混有玻璃纖維的集料、水泥以及拌合用SBS改性乳化瀝青拌合攤鋪。超粘磨耗層分步式施工工藝與依靠進(jìn)口設(shè)備超粘磨耗層攤鋪車為主的施工工藝有所不同，分布式施工工藝在施工前將玻璃纖維與集料拌合均勻裝車，施工僅需常規(guī)微表處攤鋪車和乳化瀝青灑布車即可完成，不再需要專用碾壓設(shè)備對路面進(jìn)行碾壓，達(dá)到強(qiáng)度即可開放交通。惠河高速現(xiàn)場施工如圖1,圖2所示。

3.2質(zhì)量控制

在施工前，需要對原材料進(jìn)行送檢并進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)，不合格石料或不合格乳化瀝青都有可能引起路面質(zhì)量問題，須嚴(yán)格控制石料來源和乳化瀝青質(zhì)量。在施工中，為了避免出現(xiàn)諸如堵塞、離析、散料、不平整等問題，需要專業(yè)的施工隊(duì)伍及熟練的操作機(jī)手才能應(yīng)對，同時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按要求進(jìn)行施工。另外，超粘磨耗層施工要求快速施工，快速開放交通要求，而天氣情況會(huì)影響乳化瀝青破乳速度和混合料成型速度，須密切關(guān)注天氣變化，在天氣晴朗干燥時(shí)施工為佳。為保證質(zhì)量，施工中應(yīng)加強(qiáng)自檢，并保證所有檢測項(xiàng)目均需滿足《微表處和稀漿封層技術(shù)指南》中的“施工質(zhì)量控制”要求。

4 施工效果

4.1超粘磨耗層施工前后路面檢測指標(biāo)對比

超粘磨耗層分步施工通車一星期后對路面進(jìn)行檢測，同鋪裝前的原路面指標(biāo)對比如表5所示。由表5可知，鋪裝超粘磨耗層后，路面防滲水性及抗滑性能均得到較大改善，路面行車舒適性也得到相應(yīng)提高。

表5 超粘磨耗層施工前后檢測指標(biāo)對比

4.2超粘磨耗層技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

此次超粘磨耗層試驗(yàn)段主要通過以下幾個(gè)方面進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)，以達(dá)到提高耐久性和適當(dāng)降低路面噪聲的目的。

1)超粘磨耗層試驗(yàn)段混合料拌合采用高性能SBS改性乳化瀝青，大幅提高混合料的粘結(jié)力及高溫性能，從而提高耐久性。高性能SBS改性乳化瀝青蒸發(fā)殘留物軟化點(diǎn)在70 ℃以上，而普通微表處采用的是SBR改性乳化瀝青，軟化點(diǎn)要求為53 ℃。

2)增加了噴灑SBS改性乳化瀝青防水粘結(jié)層工藝，乳化瀝青粘結(jié)料能起到粘結(jié)舊路面的作用，而流入舊路面裂縫中的乳化瀝青，能同時(shí)提高防水粘結(jié)效果。

3)在混合料里添加纖維，纖維在骨料及乳化瀝青結(jié)合料中呈亂向均勻分布，相互搭接，與骨料及乳化瀝青結(jié)合料瀝青形成網(wǎng)絡(luò)纏繞結(jié)構(gòu)，使混合料的抗剪強(qiáng)度、彎拉強(qiáng)度、耐疲勞性能大大提高，從而提高了超粘磨耗層耐久性。

4)調(diào)整混合料級(jí)配。根據(jù)降噪原理調(diào)整混合料礦料級(jí)配，通過降低路面構(gòu)造深度從而有效降低噪聲，同時(shí)又能保證混合料耐磨耗及抗滑性能。

5 結(jié)語

1)本研究使用微表處攤鋪車和粘層油灑布車代替超粘磨耗層專用攤鋪機(jī)，采用分步式超粘磨耗層施工工藝進(jìn)行現(xiàn)場施工，并在惠河高速公路進(jìn)行試驗(yàn)段鋪筑，施工效果良好，所測各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)均符合要求，行車效果得到較大改善。

2)超粘磨耗層作為一種全新的路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)，具有高粘附性、高防水性和高耐久性等優(yōu)點(diǎn)，本研究解決了關(guān)鍵的施工設(shè)備問題，使該技術(shù)在高等級(jí)路面進(jìn)行大面積推廣應(yīng)用成為可能。

[1] 張宗輝.世界最新道路養(yǎng)護(hù)技術(shù)——超粘磨耗封層技術(shù)[Z].2011.

[2] 康德泉,韓青英.超粘磨耗層在杭州繞城高速公路的應(yīng)用[J].石油瀝青,2013(2)：25-28.

[3] JTG F40—2004,公路瀝青路面施工規(guī)范[S].

[4] JTG E20—2011,公路工程瀝青及瀝青混合料試驗(yàn)規(guī)程[S].

[5] 交通部公路科學(xué)研究院.微表處和稀漿封層技術(shù)指南[M].北京:人民交通出版社,2006.

ApplicationofconstructiontechnologyofdistributednovasurfacinginHuiheexpressway★

HuangZhijunWangXianhuaLiaoNaifengHuangBinglun

(GuangdongNanyueLogisticsIndustrialCo.,Ltd,Guangzhou510410,China)

Novasurfacing is a new type of road maintenance technology which is improved on the basis of microsurfacing technology. It has better wear resistance, water resistance, adhesion and durability. The technology needs to rely on imported equipment to carry out the construction of bonding layer and abrasion layer at the same time, which limits its application and popularization in china. This study uses the microsurfacing paver and emulsified asphalt distributor instead of novasurfacing paver, adopts multi-step process of novasurfacing technology at the test section of Huihe expressway. The construction effect is very good, and all the parameters meet the requirements.

novasurfacing, distributo, Huihe expressway

1009-6825(2017)29-0140-03

2017-08-26★:廣東省交通運(yùn)輸廳科技計(jì)劃項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：科技-2015-02-005)

黃志軍(1975- )，男，博士，高級(jí)工程師

U418.4

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