彈性薄層自破冰路面試驗段施工檢測及質量控制

彭 春，樊孟孟，劉 奇

1.中交路橋建設有限公司，北京 100000 2.中交第一公路勘察設計研究院有限公司，陜西 西安 710075

1 工程概況

渭武高速定西段地處我國西北部，該路段水文地質條件極為復雜，且穿越西北高寒濕冷氣候區。其橋隧比例高，冬季路面會因雨雪天氣影響而結冰，導致路面抗滑性能不足，極易造成安全事故，影響交通的暢通運行，為此在該路段開展彈性自破冰路面技術的應用研究十分必要。文章為進一步驗證該技術的研究成果，同時為后期該技術的推廣應用奠定基礎，開展了彈性自破冰路面試驗段的施工檢測及質量控制研究。

彈性薄層自破冰路面是在已有路面的基礎上加鋪一定厚度的自破冰功能層，該功能層設置厚度為1cm，采用彈性更高的廢舊輪胎橡膠作為主要材料鋪在原路面上，在有行車荷載時，利用路面較大的變形達到自破冰的目的，該路面結構如圖1所示。

圖1 彈性薄層自破冰路面結構示意圖

2 前期準備

2.1 原路面質量檢測

彈性薄層自破冰路面底涂層采用雙組份改性環氧樹脂膠噴涂，為節省成本且確保層間黏結效果，對原路面滲水系數和平整度的要求很高，試驗段施工前對已施工養護完成的上面層參照《公路瀝青路面施工技術規范》（JTG F 40—2004）進行檢測。施工前，確保該路段平整度所檢位置必須100%符合規范要求，且滲水系數平均值不高于90mL/min。

2.2 施工材料

（1）集料。彈性薄層自破冰路面集料采用重載車輛廢舊外胎的粉碎顆粒，顆粒粒徑選擇3350μm、1700μm、830μm、380μm和180μm這五種，采用最大密度法確定五種顆粒的具體比例，并摻入少量的粒徑為48μm的石英粉，以填充空隙分散橡膠顆粒。采購橡膠顆粒時需調研材料來源及加工工藝，以確保為重載車輛的外胎粉碎顆粒，且為磨碎加工而成。橡膠顆粒種類很多，但多數強度很難滿足要求，文章中所采用的橡膠顆粒嚴格選用重載車輛的外胎橡膠。橡膠顆粒一般有切割和磨碎兩種加工方式，切割形成的顆粒表面相對規則光滑，比表面積小，不利于黏結，此次施工選用的為磨碎加工的橡膠顆粒。

（2）膠結料。彈性薄層自破冰路面應用性能的關鍵點在于膠結料的選用，該膠結料一方面需滿足行車破壞的高強度要求，同時也需具有較高的韌性以確保車載時的較大變形。通過大量實驗比選，確定選用雙組份聚氨酯作為膠結料，并且該雙組份聚氨酯膠抗拉強度必須大于5MPa，斷裂伸長率大于300%。施工前對采購的雙組份聚氨酯膠進行嚴格檢測，以確保其抗拉強度和斷裂伸長率滿足使用要求。

（3）底涂膠。彈性薄層自破冰路面結構中，底涂層的關鍵作用在于黏結上層彈性自破冰層與原路面，是一個剛柔過渡的關鍵結構，因此施工前必須確保該層材料的性能滿足要求。依據前期掌握的彈性自破冰層及原路面性能情況，試驗確定底涂膠的抗拉強度必須大于5MPa，斷裂伸長率大于10%。

2.3 施工器具

彈性薄層自破冰路面混合料區別于常規的瀝青混合料或水泥砼，對于該混合料的施工攤鋪需要進行調研與試驗。通過調研發現目前塑膠跑道混合料與彈性自破冰路面混合料有相似之處，材料來源基本相同，因此用于塑膠跑道施工的攤鋪機可以滿足使用要求，后經過實際試驗驗證該設備確實可以滿足使用要求。

彈性薄層自破冰路面采用改性環氧樹脂作為底涂層，其黏附強度要遠大于瀝青的黏附強度，黏附于原路面的彈性自破冰層很容易發生層間剝離，因此原路面的瀝青膜應在施工前清除掉。文章采用輕型電動打磨機，用于清除表面瀝青膜且不損傷路面結構層，該試驗段施工使用的其他工具均為水泥砼施工的常用工具。

3 施工工藝

3.1 原路面清理

原瀝青路面檢測驗收后，采用安裝軟鋼絲刷的輕型打磨機清除新建路面瀝青油膜，并用強力吸塵器將路面浮沉清理干凈，確保路面的干燥清潔，清除效果對比如圖2所示。

圖2 原路面瀝青油膜清除效果對比

3.2 底涂層噴涂

確保室外溫度在10℃以上，且路面干燥、清潔。將改性環氧樹脂材料各組分按照比例配置并攪拌均勻，根據噴灑滾涂區域面積大小和進度稱取適量黏結料噴灑滾涂，保證1h內可攤鋪完上層混合料。

噴灑過程中確保底涂膠充分潤濕路面，但不流淌。依據鋪裝設備寬度，連續噴灑。黏結層材料的噴灑速度要依據其固化時間與上層混合料的攤鋪速度而定，即在黏結層固化前，上層混合料一定要鋪設完畢。

3.3 混合料的攪拌與轉運

混合料采用聚氨酯鋪裝材料拌和機拌制，拌和機位置設置要便于操作，便于加強環境保護、消防和安全工作。正式拌和前先進行試拌，確定攪拌時間，檢驗拌和料質量，如不符合要求則立即進行調整。

雙組份聚氨酯拌和時，應依據混合料拌缸的容量確定每次聚氨酯的拌和量，為防止因聚氨酯拌和量大而集中發熱、快速固化，甚至爆炸，要嚴格控制單次的拌和量，采取“少量多次”原則進行精準控制。

根據試拌情況，按比例向攪拌鍋中投入不同粒徑的膠粉顆粒，將雙組份聚氨酯倒入攪拌機，攪拌15s；倒入石英粉攪拌10s；倒入充分混勻的聚氨酯膠同時攪拌15s，觀察均勻后出料，一旦發現有攪拌不均勻材料，應相應延長攪拌時間，直至合格為止。必要時停止拌和，找出原因并進行處理。

拌和后的混合料用平板車進行轉運，為了防止混合料與平板車車斗粘連，在車斗內與混合料接觸的部位涂一層隔離劑，接觸混合料的其他工具也需涂刷隔離劑以方便清理存放。

3.4 混合料的攤鋪與壓實

混合料攤鋪壓實厚度為1.0cm，鋪筑前調整好設備，控制好攤鋪厚度，將攤鋪機行走速率設定為1m/min，攤鋪設備工作狀態如圖3所示。根據壓實效果，隨時調節行進速率。攤鋪機工作中要確保混合料的及時轉運，同時跟隨設備配備1名專職技術人員檢測施工質量，對有施工缺陷處及時進行修補調整。

圖3 現場攤鋪

3.5 養護

混合料鋪裝完畢后，在1d內派專人不斷檢查是否有起泡現象發生。當發現起泡時，應立即用抹刀挑破起泡處釋放氣體，并補充壓實。養護期間采用自然養護方式，養護期由環境氣溫決定，但是養護時間不得少于3d。養護期間，尤其是鋪裝完畢后3d內，嚴禁車輛進入鋪裝區域，一方面可以用連續圍欄對施工場地進行保護，另一方面可派專人對過往車輛進行疏導。

4 結束語

文章通過彈性薄層自破冰路面試驗段的鋪裝，驗證了施工設備、材料及施工方案的合理性，對前期研究探索成果進行了肯定，對整個鋪裝過程中的材料和設備調整進行了跟蹤觀測，形成了指導彈性薄層自破冰路面施工應用的技術控制要點，為該技術后期的推廣應用奠定了基礎。