超薄磨耗層在高速公路水泥混凝土路面養(yǎng)護中的應用

李 保

（山西交通控股集團有限公司 大同北高速公路分公司，山西 大同 037005）

超薄磨耗層是近年來較為常用的一種罩面技術，其充分發(fā)揮超薄罩面和碎石封層的優(yōu)勢，具有抗滑、抗車轍、抗水霧、抗磨耗、降噪的優(yōu)良性能，同時其施工速度快，開放交通早，對現(xiàn)有交通影響小；尤其是其高溫穩(wěn)定性、重載交通下的使用壽命均在國內(nèi)多個項目上得到了較好的驗證[1]。該罩面養(yǎng)護方案在山西省的瀝青路面養(yǎng)護上也得到了廣泛的應用和推廣，但在水泥混凝土路面的應用尚無先例，本文結(jié)合山西省得勝口至大同高速公路K446+400—K451+600段上行方向路面抗滑不足的現(xiàn)狀對超薄磨耗層罩面技術進行了詳細的介紹。

1 工程概況

山西省得勝口至大同高速公路現(xiàn)已通車十余年，未進行過路面大修，原有路面為水泥混凝土路面結(jié)構(gòu)，隨著通車時間的增長，路面抗滑不足現(xiàn)象明顯，尤其是K446+400—K451+600段上行方向位于長大縱坡路段，且期間未進行過路面大修改造，在持續(xù)十余年交通荷載和水泥路面自身特性的綜合作用下，路面的微觀紋理逐漸喪失導致出現(xiàn)“鏡面”現(xiàn)象。根據(jù)山西高速公路工程檢測有限公司、公路養(yǎng)護技術國家工程研究中心和中公高科養(yǎng)護科技股份有限公司聯(lián)合出具的《2016年山西省高速（大同公司）路面構(gòu)造深度檢測評定報告》，得大高速公路亮馬臺隧道路面的總體構(gòu)造深度為0.19～0.58 mm，平均值為0.32 mm，其中上行構(gòu)造深度為0.19～0.46 mm，平均值為0.27 mm，抗滑性能指數(shù)SRI評價以中和次為主，由此引發(fā)的交通事故逐年增加。為徹底解決現(xiàn)有道路抗滑性能不足的現(xiàn)狀，同時為減小施工封閉交通的影響，采用了銑刨1 cm舊水泥面板后鋪裝2 cm厚超薄罩面的方案。

2 Novachip超薄磨耗層混合料設計

2.1 改性瀝青

超薄磨耗層所用混合料的黏結(jié)料，必須采用改性瀝青，改性后的SBS改性瀝青技術指標應滿足表 1 要求[2]。

表1 SBS改性瀝青技術要求

作為黏結(jié)層的NovaBond需采用改性乳化瀝青乳液，其灑布量0.8～1.0 kg/m2，其技術標準如表2所列。

表2 NovaBond用SBS改性乳化瀝青技術要求

2.2 粗集料

粗集料應選用三級以上的石料扎制而成的碎石，必須符合耐磨耗對粗集科的要求。同時，同步施工型超薄磨耗層對粗集料的抗壓碎要求高，粗集料必須使用堅韌、粗糙、有棱角的優(yōu)質(zhì)石料，必須嚴格限制粗集料的扁平細長顆粒含量。粗集料技術指標滿足表3的要求。

表3 瀝青混合料用粗集料質(zhì)量技術要求 %

2.3 細集料

細集料應潔凈、干燥、無風化、無雜質(zhì)，并有適當?shù)念w粒級配，其質(zhì)量應符合表4的規(guī)定。

表4 瀝青混合料用細集料質(zhì)量技術要求

2.4 礦粉

瀝青混合料的填料必須采用石灰?guī)r或巖漿巖中的強基性巖石等憎水性石料經(jīng)磨細得到的礦粉，原石料中的泥土雜質(zhì)應除凈。

2.5 混合料設計

超薄磨耗層混合料采用間斷開級配，本工程通過級配對比與選擇，決定按照超薄磨耗層Type C級配要求實施混合料的級配設計，如表5所示。

表5 超薄瀝青磨耗層混合料礦料級配范圍

3 超薄磨耗層施工

盡管超薄磨耗層的施工十分方便且快速，同時混合料的拌制、攤鋪都和普通混合料大致相同，碾壓也較為容易，但仍需充分注意下列環(huán)節(jié)和內(nèi)容。

3.1 原路面的處理

施工前應徹底處理舊路面的質(zhì)量缺陷，消除質(zhì)量隱患，對路面裂縫進行清理和灌縫，確保路面結(jié)構(gòu)完整，承載力滿足使用要求。施工前，對待施工路段采用人工仔細處理清掃，采用高壓風機清掃路面及縫隙內(nèi)的灰塵和雜物，使路面保持干凈，并開始進入下一道工序[3]。

3.2 混合料拌和時間和溫度

正式施工前需對拌和機的計量系統(tǒng)進行校準，保證計量的準確，對機械傳動和傳送部分進行檢修和潤滑，保證生產(chǎn)的穩(wěn)定和連續(xù)，對除塵設備進行檢修及對需要更換的耗件進行更換。施工溫度控制為：

a）石料加熱溫度180℃～190℃；b）瀝青加熱溫度165℃～175℃；c）拌和溫度170℃～180℃；d）有效拌和時間30～45 s。

3.3 攤鋪碾壓

采用專用的攤鋪設備進行攤鋪，采用20 m/min左右的攤鋪速度進行一次性完成噴灑和混合料的攤鋪，噴灑和混合料的攤鋪間隔時間不大于5 s。在60℃～80℃的溫度下噴灑，最終通過現(xiàn)場確定。瀝青混合料攤鋪溫度約為150℃～170℃，在噴灑后攤鋪，熱瀝青混合料攤鋪在所有噴灑表面上，并由電加熱的振動熨平板進行熨平。碾壓的目的不是保證壓實度，而是實現(xiàn)嵌擠穩(wěn)定的狀態(tài)，采用12 t的雙鋼輪壓路機緊跟著進行靜壓，壓實次數(shù)不少于3次，以保證混合料達到嵌擠穩(wěn)定。等到路面降低至50℃以下后開放交通。

4 超薄磨耗層質(zhì)量控制及驗收

為了獲得高質(zhì)量的路面，超薄罩面施工的各個環(huán)節(jié)都必須進行嚴格的質(zhì)量控制，混合料必須按規(guī)定的頻率和要求檢驗瀝青含量、級配和體積特性。要求表面平整密實，不得有明顯輪跡、裂縫、擁擠、油包等缺陷，且無明顯離析；路面緊密平整、順直、無跳車。超薄罩面混合料是間斷級配，孔隙率較大，能迅速排水，因此普通的滲水試驗不適用于超薄罩面，對超薄罩面防水性的質(zhì)量控制應重點控制改性乳化瀝青的質(zhì)量、灑布量以及施工過程。不需要進行普通滲水實驗[4]。

由于超薄罩面厚度較薄，壓實容易，壓實度指標控制意義不大，施工過程中控制乳化瀝青和混合料的溫度對施工質(zhì)量更為重要。

根據(jù)系統(tǒng)特殊的路面使用性能，結(jié)合我國熱瀝青混凝土路面的國家驗收標準，工程驗收標準如表6。

5 結(jié)語

本文結(jié)合得大高速公路水泥混凝土路面抗滑處治工程，對超薄磨耗層相關參數(shù)、施工工藝和質(zhì)量控制進行了探討和分析，同時本項目實施后路面抗滑性能顯著提高，罩面后各項性能指標完全符合高速公路路面性能的要求，為超薄磨耗層罩面技術在山西省水泥混凝土路面“白加黑”工程中的應用提供了參考。

表6 工程驗收標準