高速公路易密實(shí)薄層罩面實(shí)施效果評(píng)價(jià)及應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

萬長明 徐志祥

（1.江西省高速集團(tuán)路網(wǎng)運(yùn)營管理公司，南昌 330038；2.江西省高速集團(tuán)路網(wǎng)運(yùn)營管理公司養(yǎng)護(hù)技術(shù)中心，南昌 330038）

0 前言

隨著江西省高速公路的迅速發(fā)展,截至2019 年底,全省高速公路通車總里程已超過6000km,其中近40%通車年限已超10 年,養(yǎng)護(hù)投入和壓力在逐年加大。 為延長瀝青路面的使用壽命, 高速公路管養(yǎng)單位一般采用修復(fù)性或預(yù)防性措施進(jìn)行養(yǎng)護(hù)。 其中,預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)是指在路面沒有結(jié)構(gòu)性損壞、僅存在功能性缺陷情況下,為延緩性能過快衰減并延長使用壽命而采取的主動(dòng)性養(yǎng)護(hù)措施[1]。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)[2]和研究報(bào)告,目前國內(nèi)常用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)包括三類：封層類、薄層罩面類和上面層再生類。

根據(jù)養(yǎng)護(hù)歷史資料, 江西省高速公路成規(guī)模應(yīng)用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)始于2015 年,主要類型包括三種：微表處、薄層罩面和就地?zé)嵩偕?其中,薄層罩面作為一種新型的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù), 能夠快速改善路面的行駛狀況并有效延長路面的使用壽命, 符合現(xiàn)代高速公路養(yǎng)護(hù)發(fā)展的方向, 憑其良好的綜合效益在江西省高速公路獲得了大量的推廣應(yīng)用。 基于此,本文開展江西省高速公路薄層罩面的實(shí)施效果評(píng)價(jià)和特性分析,并總結(jié)其應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),對(duì)江西省高速公路后續(xù)推廣應(yīng)用薄層罩面的決策、 設(shè)計(jì)和施工有一定的借鑒和參考意義。

1 江西省高速公路易密實(shí)薄層罩面應(yīng)用規(guī)模

據(jù)統(tǒng)計(jì), 江西省高速公路已實(shí)施的薄層罩面基本為易密實(shí)薄層罩面。 易密實(shí)薄層罩面(Easy-Compact Hot-Mix Asphalt,簡稱ECA)是東南大學(xué)提出的一種細(xì)粒式薄層抗車轍瀝青混凝土[3],主要應(yīng)用于高等級(jí)路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù),也可以作為新建道路的表面磨耗層。 易密實(shí)薄層罩面由優(yōu)質(zhì)改性瀝青、規(guī)定級(jí)配的集料、聚酯纖維及易實(shí)劑組成,厚度通常為2～3cm,江西省普遍采用2.5cm。 易密實(shí)瀝青混合料與常規(guī)熱拌瀝青混合料主要區(qū)別是添加了易密實(shí)劑,易密實(shí)劑[4]通過獨(dú)特的表面化學(xué)活性劑和水膜共同作用下改變了瀝青短暫的動(dòng)力黏度, 從而提高了較低溫度下的拌和性, 同時(shí)在混合料設(shè)計(jì)時(shí)增加了6.7mm 篩孔控制,混合料易形成嵌擠結(jié)構(gòu),使混合料在施工中易于碾壓密實(shí),便于施工過程中質(zhì)量控制。

江西省高速公路大規(guī)模推廣應(yīng)用易密實(shí)薄層罩面始于2015 年, 先后在RG 高速、YR 高速、JWH 高速等路段實(shí)施。 截至2019 年底,易密實(shí)薄層罩面在江西省高速公路的應(yīng)用規(guī)模總計(jì)616 萬m2,單車道里程達(dá)到了1650km,占全省預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)實(shí)施規(guī)模的31%(圖1), 僅次于微表處,歷年實(shí)施規(guī)模見表1。

圖1 江西省高速公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)實(shí)施規(guī)模比例

表1 江西省高速公路易密實(shí)薄層罩面歷年實(shí)施規(guī)模

2 江西省高速公路易密實(shí)薄層罩面效果評(píng)價(jià)

易密實(shí)薄層罩面在江西省高速公路主要用于處治連續(xù)輕微車轍(8～10mm)和抗滑不足路段,同時(shí)兼顧其他路面病害,并提高路面防水性能。 為評(píng)價(jià)易密實(shí)薄層罩面的實(shí)施效果,本文選取江西省內(nèi)三條高速公路(YR 高速、WS高速和WJ 高速)作為研究對(duì)象,并對(duì)其2015 年、2016 年易密實(shí)薄層罩面的應(yīng)用路段在實(shí)施前后進(jìn)行跟蹤檢測,檢測指標(biāo)包括路面技術(shù)狀況四大指標(biāo)(路面損壞狀況指數(shù)PCI、路面行駛質(zhì)量指數(shù)RQI、路面車轍深度指數(shù)RDI和路面抗滑指數(shù)SRI),詳細(xì)檢測數(shù)據(jù)見表2 和表3。

表2 2015 年易密實(shí)薄層罩面實(shí)施路段檢測數(shù)據(jù)

表3 2016 年易密實(shí)薄層罩面實(shí)施路段檢測數(shù)據(jù)

圖2 RG 高速2015 年易密實(shí)薄層罩面實(shí)施路段檢測指標(biāo)變化

圖3 YR 高速2016 年易密實(shí)薄層罩面實(shí)施路段檢測指標(biāo)變化

圖4 JWH 高速2016 年易密實(shí)薄層罩面實(shí)施路段檢測指標(biāo)變化

從圖2～4 可以看出, 三個(gè)路段在實(shí)施易密實(shí)薄層罩面后,各項(xiàng)檢測指標(biāo)均得到顯著提升,隨著使用年限的增長,在未采取日常養(yǎng)護(hù)措施的前提下,各項(xiàng)指標(biāo)呈現(xiàn)連續(xù)下降但相對(duì)平緩的趨勢(shì),除RG 高速的SRI 指標(biāo)外,在使用3～4 年后各項(xiàng)指標(biāo)仍處于優(yōu)水平, 但部分指標(biāo)已接近實(shí)施前水平。 綜上所述,易密實(shí)薄層罩面整體實(shí)施效果良好,使用壽命在4 年以上,與《北京市瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)指南》[5]給出的薄層罩面期望壽命(4～6 年)大致相符,實(shí)際使用壽命與交通量大小有關(guān)。

從現(xiàn)場調(diào)查情況來看,2015 年以來實(shí)施的易密實(shí)薄層罩面返修率均較低,通常在實(shí)施3～4 年后,部分路段會(huì)慢慢開始出現(xiàn)反射裂縫和坑槽等病害,且表面磨光,抗滑能力下降,局部路段因施工工藝控制不佳,存在層間粘結(jié)不足導(dǎo)致罩面剝落的現(xiàn)象。

3 高速公路易密實(shí)薄層罩面經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

本文在江西省高速公路易密實(shí)薄層罩面應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,總結(jié)其技術(shù)特性及設(shè)計(jì)、施工階段注意事項(xiàng)如下。

3.1 易密實(shí)薄層罩面技術(shù)特性

(1)適用性。 易密實(shí)薄層罩面適用于處治輕微壓密性車轍、輕微top-down 裂縫、表面磨光等功能性衰減病害,可提高路面抗滑性能和防水性能。

(2)便利性。 ①施工溫度較常規(guī)熱拌瀝青混合料低,溫度下降速率減緩, 保證了充分的碾壓時(shí)間； ②溫度大于10℃便可施工,年施工期長；③施工完成后,瀝青混合料自然冷卻至表面溫度小于50℃后即可開放交通, 通常只需20min。

(3)經(jīng)濟(jì)性。 2016-2019 年江西省2.5cm 厚易密實(shí)薄層罩面單價(jià)(不含粘層)如表4 所示,均價(jià)為44 元/m2,粘層單價(jià)為2.5 元/m2,精銑刨單價(jià)為5 元/m2,相較于傳統(tǒng)的面層銑刨重鋪具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。

表4 2016～2019 年江西省2.5cm 厚易密實(shí)薄層罩面單價(jià)(不含粘層)

(4) 環(huán)保性。 易密實(shí)瀝青混合料出料溫度為155℃～165℃,與常規(guī)熱拌瀝青混合料相比低20℃～40℃,節(jié)約能源；由于料溫與環(huán)境溫度的差異減小,在儲(chǔ)運(yùn)過程中降溫速率下降,允許儲(chǔ)存時(shí)間和運(yùn)輸時(shí)間均延長；可顯著降低拌和及施工過程中有害氣體和溫室氣體的排放, 具有更好的環(huán)保效益。

3.2 易密實(shí)薄層罩面注意事項(xiàng)

3.2.1 設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

(1)路面結(jié)構(gòu)。 易密實(shí)薄層罩面不能提高原瀝青路面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度或承載能力, 因此必須鋪筑在原路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足要求的路段上,結(jié)合部分地方規(guī)范或指南[5-6],建議在PSSI≥90 的路段上實(shí)施。

(2)標(biāo)高影響。 直接加鋪易密實(shí)薄層罩面會(huì)抬高原瀝青路面,相對(duì)降低防護(hù)設(shè)施的高度,采用銑刨回鋪時(shí),為減少銑刨對(duì)原路面結(jié)構(gòu)的干擾, 應(yīng)采用精銑刨工藝并盡量控制銑刨深度, 如果原路面實(shí)施過微表處或罩面等預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方式,應(yīng)一并銑刨。

(3)處治范圍。 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)針對(duì)病害分布特點(diǎn),確定處治長度和寬度。長度方面,為保障施工便利性,應(yīng)盡量保證每個(gè)設(shè)計(jì)單元不少于2km, 同時(shí)可適當(dāng)將部分密集的單元連續(xù)處治；寬度方面,可根據(jù)病害分布特點(diǎn)選擇性處治行車道、超車道、行超車道或半幅整體處治。

3.2.2 施工注意事項(xiàng)

易密實(shí)瀝青混合料與常規(guī)熱拌瀝青混合料的主要區(qū)別是添加了易密實(shí)劑并減少了厚度, 其施工工藝大體相同,但仍需注意以下事項(xiàng)：

(1)原路面病害處治。 易密實(shí)薄層罩面結(jié)構(gòu)層厚度薄,在路面結(jié)構(gòu)體系中只能作為表面保護(hù)層和磨耗層, 而不具有補(bǔ)強(qiáng)作用, 所以對(duì)于路基路面整體強(qiáng)度不足而引起的路面裂縫、車轍、坑槽等較為嚴(yán)重的病害,必須在挖補(bǔ)和補(bǔ)強(qiáng)處理后才能進(jìn)行罩面。

(2)粘層油撒布量。 為保證罩面與原瀝青路面的粘結(jié)性,粘層油撒布量應(yīng)適當(dāng)提高,一般為0.5～0.8L/m2。

(3)易密實(shí)添加劑。 易密實(shí)添加劑作為外加劑與瀝青按規(guī)定的比例同步噴入拌缸, 易密實(shí)添加劑在瀝青開始噴灑后延時(shí)7s 開始噴人,噴入時(shí)間控制在10s 以內(nèi),且必需保證在瀝青噴灑結(jié)束之前完成易密實(shí)添加劑的噴灑。

除上述注意事項(xiàng)外, 在整個(gè)施工過程中應(yīng)嚴(yán)格控制原材料和混合料在各個(gè)工藝環(huán)節(jié)的溫度, 推薦溫度范圍如表5 所示。

表5 易密實(shí)瀝青混合料施工溫度

4 小結(jié)

本文通過對(duì)江西省高速公路易密實(shí)薄層罩面養(yǎng)護(hù)效果進(jìn)行系統(tǒng)評(píng)價(jià)和分析總結(jié),主要結(jié)論如下：

(1)易密實(shí)薄層罩面適用于處治輕微車轍(8～10mm)、輕微top-down 裂縫、抗滑和防水不足等表面功能性病害,實(shí)施后可有效改善路面技術(shù)狀況, 使用壽命與交通量大小有關(guān),一般為4～6 年。

(2)易密實(shí)薄層罩面具有良好的施工便利性和環(huán)保性,相較于傳統(tǒng)的面層銑刨重鋪具有較好的經(jīng)濟(jì)性。

(3)設(shè)計(jì)過程中,應(yīng)注意原路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和標(biāo)高,并有針對(duì)性的確定處治范圍；施工過程中,要保證原路面病害得到有效的處理、確保粘層油撒布量滿足要求,并嚴(yán)格控制拌合、攤鋪、碾壓及養(yǎng)護(hù)等各個(gè)環(huán)節(jié)及混合料溫度。