ARC超韌磨耗層在“白改黑”復(fù)合式路面中的應(yīng)用研究

李尚彬

(武漢綜合交通研究院有限公司 武漢 430015)

我國傳統(tǒng)的瀝青路面結(jié)構(gòu)采用半剛性基層瀝青路面，半剛性基層容易發(fā)生開裂破壞，從而會引起瀝青路面出現(xiàn)反射裂縫等損害，進而影響路面的美觀性、舒適性及安全性。另外，我國在對早期修建的水泥混凝土路面進行“白改黑”處置時，原水泥混凝土路面的橫向接縫也容易導(dǎo)致加鋪的瀝青罩面出現(xiàn)反射裂縫等損害[1]。

目前常用的防止路面出現(xiàn)反射裂縫的手段是加鋪傳統(tǒng)的熱拌熱鋪薄層。由于傳統(tǒng)的熱拌熱鋪薄層韌性較差，在承受較大形變時會出現(xiàn)裂縫。因此，在開放交通數(shù)月后下承層的裂縫便會慢慢地反射到罩面層，導(dǎo)致路面出現(xiàn)反射裂縫，導(dǎo)致這類防治技術(shù)的效果并不理想[2]?？狗瓷淞芽p(anti-reflective cracking，ARC)超韌磨耗層是一種新興的路面防治手段，其加鋪時采用超韌和超高彈性的特種瀝青，具有較強的抵抗變形的能力，有望有效解決路面出現(xiàn)反射裂縫問題。

ARC超韌磨耗層是一種采用高性能聚合物改性瀝青和高性能黏結(jié)劑為熱拌瀝青混合料的瀝青混凝土加鋪結(jié)構(gòu)層(厚度為1.2～2.0 cm)，其攤鋪工藝便捷靈活，既可采用分步攤鋪工藝，也可采用同步攤鋪工藝。與傳統(tǒng)防治技術(shù)相比，ARC超韌磨耗層表面粗糙，具有優(yōu)異的抗滑性能；另外，其混合料中具有較高的油石比，且瀝青油膜厚度較厚，使得其具有優(yōu)異的抗裂性能、抗拉拔性能、抗扭剪性能，以及較長的使用壽命。除此之外，ARC超韌磨耗層的降噪效果也較為優(yōu)異。

基于ARC超韌磨耗層的以上性能特點，其可廣泛應(yīng)用在瀝青混凝土路面和橋面的養(yǎng)護罩面、水泥混凝土路面和橋面的養(yǎng)護罩面中。本文利用自制的PG82型高韌高彈復(fù)合改性瀝青配制了ARC超韌磨耗層的混合料，并在武漢市G318國道奓山段的原路面加鋪了ARC超韌磨耗層。下文主要介紹ARC超韌磨耗層所用原料性能指標、攤鋪工藝，以及工程應(yīng)用評價結(jié)果。

1 ARC超韌磨耗層原料選定

1) 瀝青。為保證ARC超韌磨耗層優(yōu)異的韌性，混合料所用的瀝青膠結(jié)料需具有較高的彈性和韌性。瀝青為自制的PG82型高韌高彈復(fù)合改性瀝青，相應(yīng)性能指標見表1。

表1 PG82型高韌高彈復(fù)合改性瀝青性能指標

續(xù)表1

試驗證明，所采用瀝青軟化點高達85 ℃，25 ℃下，5 min內(nèi)彈性回復(fù)率高達95%，可以保證高韌磨耗層的高彈性和高韌性。

2) 黏層油。本工程中ARC超韌磨耗層施工工藝采用分步攤鋪工藝，在施工過程中需噴灑黏結(jié)層。所采用的黏層油為專用的不黏輪且具有高滲和高黏特性的黏結(jié)劑，相應(yīng)性能指標見表2。

表2 高滲高黏黏結(jié)劑技術(shù)性能指標

3) 粗集料。粗集料需要具有較為優(yōu)異的耐磨性、黏附性。本文采用優(yōu)質(zhì)反擊破加工成型集料，所用輝綠巖粗集料的性能指標見表3。

表3 粗集料技術(shù)性能指標

4) 細集料。細集料必須是完全破碎加工而成，要求潔凈、無雜質(zhì)、粒徑為0～3 mm，巖性與粗集料一致。本文所涉及細集料采用反擊破加工生成的輝綠巖石屑，所用細集料性能指標見表4。

表4 細集料技術(shù)性能指標

5) 填料。填料不能是拌和機回收粉料。所用填料應(yīng)潔凈、干燥、無雜質(zhì)，且應(yīng)為堿性石灰?guī)r經(jīng)研磨所得的礦粉。其技術(shù)性能指標見表5。

表5 填料技術(shù)性能指標

6) 熱拌和瀝青混合料?；旌狭霞壟湓O(shè)計范圍見表6。

表6 ARC超韌熱拌瀝青混合料級配設(shè)計范圍

經(jīng)檢驗，該設(shè)計方案符合JTG F40-2004 《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》附錄C中、SMA混合料配合比設(shè)計要求?；旌狭系募夹g(shù)性能指標見表7。

表7 ARC超韌磨耗層混合料技術(shù)性能指標

2 ARC超韌磨耗層的施工

本工程實施工藝采用分步攤鋪工藝，即先進行高性能黏結(jié)劑的灑布，再進行熱混合料的攤鋪。也就是說，在施工過程中，需要預(yù)先在原路面上灑布一層高滲髙黏的高性能黏結(jié)劑，用以對原路面進行密封防水處理，確保防止路表水向下滲透；除此之外，該高性能黏結(jié)劑能夠提高ARC超韌磨耗層與原路面之間的結(jié)合強度。本工程中加鋪的ARC超韌磨耗層平均厚度為1.5 cm。結(jié)構(gòu)鋪裝示意圖見圖1，施工階段質(zhì)量控制要求見表8。

圖1 工程路段鋪裝結(jié)構(gòu)示意圖

表8 施工階段質(zhì)量控制要求

續(xù)表8

3 工程應(yīng)用及評價

G318武漢段為“白改黑”復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)，2009年在舊水泥路面上加鋪了10 cm厚的瀝青路面，下面層采用6 cm厚AC-20瀝青混凝土，上面層采用4 cm厚AC-16瀝青混凝土，隨著通車年限的增長，加鋪的瀝青混凝土層無法抵抗下承層導(dǎo)致的反射裂縫，瀝青路面出現(xiàn)非常明顯的橫向裂縫和縱向裂縫，嚴重影響路面的美觀性和行車的安全性、舒適性。

針對路面現(xiàn)狀，本工程采用分步攤鋪工藝，在原路面加鋪了1.5 cm厚的ARC超韌磨耗層。超韌磨耗層與原路面之間的黏結(jié)劑具有優(yōu)異黏結(jié)性、滲透性及不黏輪性，加鋪超韌磨耗層后的路面圖見圖2。

圖2 加鋪ARC后的路面圖

施工完成并開放交通1個月后，對加鋪的超韌磨耗層進行了工程質(zhì)量驗收，超韌磨耗層工程質(zhì)量驗收參數(shù)見表9。由表9可知，加鋪的超韌磨耗層路表均勻、平整、無明顯裂縫出現(xiàn)。超韌磨耗層路面表面密實、無松散、無花白料、無輪跡、無刮痕，且邊線、橫縱向?qū)悠巾?。超韌磨耗層的厚度、平整度均符合質(zhì)量驗收標準。

表9 ARC超韌磨耗層工程質(zhì)量驗收

在工程通車后1年內(nèi)對所加鋪超韌磨耗層的橫向力系數(shù)、摩擦系數(shù)擺值和構(gòu)造深度進行跟蹤觀測，在通車1個月后均值分別64，68和1.2 mm，通車12個月后均值分別61，65和1 mm，說明超韌磨耗層的橫向力系數(shù)、摩擦系數(shù)擺值和構(gòu)造深度在1年內(nèi)均滿足工程質(zhì)量驗收標準。隨著時間的增長略有衰減，但是仍然保持良好的性能指標，通車后1年內(nèi)加鋪超韌磨耗層外觀仍符合驗收要求，無明顯裂縫。

4 結(jié)語

本文利用自制的PG82型高韌高彈復(fù)合改性瀝青配制了ARC超韌磨耗層瀝青混合料，并將其應(yīng)用于武漢市G318國道奓山段的瀝青路面超薄層鋪裝，工程所用熱拌混合料嚴格按照《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》配制，具有優(yōu)異的力學性能和耐高低溫性能。黏結(jié)層采用高滲髙黏的高性能黏結(jié)劑，施工采用先灑油后攤鋪工藝。加鋪ARC超韌磨耗層后，路面的各項路表性能指標均得到提升，且具有優(yōu)異的防滑性能，通車1年內(nèi)無明顯裂縫，試驗段應(yīng)用表明，超韌磨耗層具有十分優(yōu)異的路面防滑及防反射裂紋性能，是一種應(yīng)用性能優(yōu)良的磨耗層。