GT TECH高韌超薄瀝青磨耗層在高速公路養護工程中的應用

謝海光

摘 要：薄層瀝青混凝土加鋪層可以改善高速公路的整體質量，例如平整度和舒適度，節省資源，還可以提高經濟效益，因此在高速公路施工過程中得到廣泛的應用。本文以G78汕昆高速公路外砂至庵埠段路面薄層罩面處治工程為例，根據本人自身實踐，首先對原路面及存在的病害采取相應的處理措施，包括拋丸、換板處治和灌縫等，最后對薄層罩面施工技術進行探討，可供類似工程施工參考與借鑒。

關鍵詞：高速公路;瀝青混凝土;薄層罩面;施工技術

1 工程概況

項目為汕昆高速公路外砂至庵埠段（K0+402～K9+844），設計時速為100 km/h，其中K0+402～K5+350段為雙向六車道，K5+350～K9+844段為雙向四車道。施工方向包括梅州方向和汕頭方向，梅州方向施工長度為9.625 km，汕頭方向施工長度為9.577 km，總長度為19.202 km。罩面寬度控制在標線外側10 cm處，其中金洲至月浦單向三車道路段罩面寬度按 13.13 m 控制，月浦至 K8+270單向二車道路段罩面寬度按 11.88 m 控制。K8+270～K9+600 單向雙車道路段罩面寬度按11.5 m 控制，立交加減速車道及漸變段一并罩面，以兩側新澤西護欄控制寬度，以分合流鼻端控制罩面范圍。罩面面積為260 242.19 m2，路段加鋪厚度為1.2 cm。

2 GT TECH高韌超薄瀝青磨耗層罩面施工技術

2.1 GT TECH高韌超薄瀝青磨耗層技術特點

2.1.1 結構層薄

結構實施厚度為0.8 cm～2.0 cm，極大程度地減小了瀝青膠結料、優質石材的用量及原路面銑刨作業量，不僅可以降低生產、加工和運輸過程中的資源消耗，還可最大限度地減小加鋪層自重對橋梁受力狀況產生的影響。

2.1.2 密實封水

GT TECH高韌超薄瀝青磨耗層經碾壓成型后，封水性能優越，可以隔絕雨水下滲，最大限度地保護路面、橋隧結構內部避免受水的侵蝕。

2.1.3 施工效率高

GT TECH高韌超薄瀝青磨耗層的實施采用同步攤鋪技術，粘層油和混合料同步噴灑、攤鋪，可減少施工作業環節，大幅高作業效率。施工完成后半小時即可開放交通，減小養護工作時封閉交通對交通狀況的影響。

2.2 生產配合比設計

生產配合比設計中所用3種熱料倉的集料規格為7～12 mm、4～7 mm、0～4 mm。經集料篩分和試配后，確定高韌瀝青混合料生產配合比礦料組成為7～12 mm ： 4～7 mm ： 0～4 mm ：礦粉=13：43：37：7，如表1所示。

通過馬歇爾試驗確定該級配下的最佳油石比為7.8%，根據設計要求對混合料各項指標進行試驗驗證，具體測試結果詳見下表2。

采用以上材料配合比為7～12 mm ： 4～7 mm ： 0～4 mm ：礦粉=13：43：37：7，油石比7.8%時，高韌超薄瀝青磨耗層的車轍動穩定度、四點彎曲疲勞、肯塔堡飛散試驗損失、孔隙率試驗結果均符合指標要求。因實際材料與路況存在一定的變異性，高韌超薄磨耗層施工工藝、最終瀝青用量應經試驗段最終確定，并根據現場實際工況及時適當的調整。

2.3 原路面病害處治

薄層加鋪工程實施前對水泥路面前面存在的破碎板、板角斷裂、邊角剝落等病害進行了處理;同時對伸縮縫進行了灌縫處理。為保證超薄磨耗層與原路面的緊密粘結效果，對原有路面標線進行了銑刨處理。針對原路面粗糙度不足的情況，對處治路段水泥面進行了拋丸處理。

2.4 混合料拌制

本次混合料生產過程中，礦料加熱溫度控制在215℃，瀝青加熱溫度控制在190℃。混合料的拌制順序按加集料→加瀝青→加礦粉的次序進行，其中，控制干拌時間不小于10 s，濕拌時間不小于45 s，總拌和時間控制在55 s以上。瀝青混合料出廠溫度為196℃。通過目測檢查混合料的均勻性，均未發現拌制完成的混合料出現花白、冒青煙和離析、析漏等現象，說明本次生產的高韌瀝青混合料生產質量良好。

2.5 改性乳化瀝青噴灑與熱瀝青混合料攤鋪

GT TECH高韌超薄瀝青磨耗層采用專門的同步攤鋪設備super1800-3，設備包含受料斗、螺旋輸送器、乳化瀝青儲罐、乳化瀝青噴灑和計量系統、寬度可調節的振動熨平板等部分。該設備能夠一次性實現改性乳化瀝青噴灑和攤鋪瀝青混合料攤鋪及熨平，減少運輸車輛和攤鋪機履帶對粘層的污染與破壞，同時提高施工作業效率，節約施工時間。改性乳化瀝青在80℃左右的溫度下噴灑，設計噴灑量為0.8 kg/m2～1.0 kg/m2。攤鋪前對乳化瀝青噴灑量進行了標定，攤鋪后結束后對乳化瀝青使用總量進行核算。

本路段使用乳化瀝青噴灑量為0.806 kg/m2。熱瀝青混合料攤鋪在改性乳化瀝青噴灑后3 s內進行。攤鋪熱瀝青混合料前預熱熨平板，預熱溫度高于規定的120℃;瀝青混合料的攤鋪溫度不低于170℃，攤鋪機料斗受料前涂刷少量油、水混合液，防止混合料與料斗粘結。自卸車緩慢向料斗卸料，攤鋪機推動自卸車前進，開始攤鋪;設定攤鋪機行走速度保持在3 m/min～6 m/min，保證混合料均勻、連續不間斷地攤鋪。攤鋪過程中，攤鋪機螺旋送料器應不停地轉動，保證混合料高度不少于送料器高度的2/3，以使攤鋪出的混合料表面不發生離析。

2.6 熱瀝青混合料碾壓

整個碾壓過程均遵循緊跟、慢壓的原則進行。混合料攤鋪后緊跟著在高溫狀態下開始碾壓，以防止低溫狀態下磨掉石料棱角、壓碎石料，破壞石料嵌擠。攤鋪溫度控制良好，基本不低于180℃，滿足不低于170℃的技術要求。高韌瀝青混合料依靠攤鋪機熨平板基本可達到90%以上的密實度，故采用鋼輪靜壓的方式進行。本路段實施過程中采用13 t的雙鋼輪壓路機靜壓2～3遍和收光整平即可達到最終壓實效果，并嚴格控制碾壓次數不超過4遍，防止集料被磨光。靜載壓路機碾壓過程中，控制壓路機的輪跡重疊1/3～1/4碾壓寬度，且減少壓路機輪表面噴涂油類或油水混合液。控制噴水系統不得處于常開狀態，需要時噴涂清水或含有隔離劑的水溶液，噴灑呈霧狀，以不粘輪為度。施工過程中各環節溫度進行了檢測記錄，詳細結果見下表3。

2.7 松鋪系數確定

按照以往高韌超薄罩面施工經驗，松鋪系數按照經驗預估加攤鋪驗證的方法進行確定攤鋪松鋪系數。具體操作方法：預先通過經驗確定一個攤鋪松鋪系數1.1，虛鋪厚度則控制在1.3 cm～1.4 cm，攤鋪機攤鋪過程中采用在攤鋪機后每隔5 m左右選取三點進行定點插入針進行測量虛鋪厚度是否準確，在壓路機初壓后再進行插入測量厚度看是否為1.2 cm來控制攤鋪機攤鋪厚度。按照實體檢測抽芯數據顯示，最終采用松鋪系數為1.18，壓實后厚度基本能達到要求。最后按照本次施工面積及瀝青混合料使用數量確定攤鋪厚度作為校核指標，基本符合要求。

3 實施質量評價

（1）現場檢測結果表明：GT TECH高韌超薄瀝青磨耗層具有良好的構造深度（0.98 mm）和摩擦系數（71.41 BPN），抗滑性能良好。

（2）整個路段壓實狀態良好，具有較好的封水效果，可以對下部橋梁結構進行充分的保護。

（3）此次GT TECH高韌超薄瀝青磨耗層實施效果良好，各項指標均達到甚至大幅超越設計要求，有效改善了原有路面的行駛性能和外觀。實施結果表明，GT TECH高韌超薄瀝青磨耗層已經具備在高速公路養護工程施工的成熟條件。

4 工后驗收檢測指標

施工完成后，對路面分別進行了厚度、滲水系數、橫向力系數、平整度、構造深度、車轍等項目檢測，結果如下：

4.1 厚度

采用鉆芯法測定，共取18個點，平均值為17.1 mm，合格率100%，滿足設計要求（≥設計厚度-5%）。

4.2 滲水系數

采用滲水系數儀檢測，共測18個點，合格點數18個點，合格率100%，滲水平均值為60 mL/min，遠遠小于設計上限值80 mL/min，表明GT TECH高韌超薄瀝青磨耗層具有良好的封水能力，可以有效阻隔雨水下滲，保護路面下部結構。

4.3 橫向力系數

采用橫向力系數測試車（SCRIM）進行檢測，檢測車道為主車道。橫向力測試車每10 m統計一個檢測數據，現場測試溫度為 20℃～30℃，速度按50 km/h±4 km/h 控制，共測試3 684點，合格點數共3 682點，合格率為 99.9%，表明GT TECH高韌超薄瀝青磨耗層路面具有良好的抗滑性能較好。

4.4 平整度

采用ZOYON-RTM 智能道路檢測車所配備的激光平整度儀進行連續檢測，檢測車道為主、超車道，共測試378點，合格點數共350點，合格率為 92.6%，國際平整度指數IRI均值為1.57 m/km，滿足設計要求，表明GT TECH高韌超薄瀝青磨耗層可以有效提升原路面平整度，行車舒適度高。

4.5 構造深度

采用鋪砂法進行檢測，共測18個點，合格點數18個點，合格率100%，滿足設計要求（≥0.80 mm），平均值為0.85 mm，表明GT TECH高韌超薄瀝青磨耗層路面具有良好的表面構造，抗滑性能較好。

4.6 車轍

采用ZOYON-RTM 智能道路檢測車進行檢測，檢測車道為主、超車道，共測試3 773點，合格點數為3 773點，合格率為100%，車轍深度平均值為2.3 mm，符合規范≦10要求。

5 結論

本次GT TECH高韌超薄瀝青磨耗層的施工組織較為完善，項目實施前原路面病害得到了有效處治;實施過程中各類施工設備和人員配合作業緊湊，實施效果良好，經采用GT TECH高韌超薄瀝青磨耗層進行罩面加鋪后，大幅提升了路面的平整度，可顯著提高行車舒適度，并改善路面的抗滑性能，提高了結構耐久性和道路服務水平。

經過建設單位、設計單位、監理單位和施工單位的科學組織、嚴格管理、精心施工、艱苦努力，整個項目按期順利完成;在項目實施和后評價過程中得到了上級領導、主管部門的大力支持和幫助。本工程采用的GT TECH高韌超薄瀝青磨耗層技術已獲得交通運輸部2019年科技成果推廣項目證書，是新技術新材料在本項目的推廣應用。

參考文獻：

[1]JTGF40-2004，公路瀝青路面施工技術規范[S].

[2]JTGD50-2017，公路瀝青路面設計規范[S].

[3]JTGE20-2011，公路工程瀝青與瀝青混合料試驗規程[S].