常溫超薄罩面在隧道路面養(yǎng)護中的應(yīng)用

楊耀森

（山西晉通公路工程監(jiān)理有限公司，山西晉城 048026）

0 引言

常溫超薄罩面采用間斷級配設(shè)計，通過添加常溫瀝青改性劑作為路面磨耗層使用，適用瀝青路面和水泥路面罩面施工，厚度通常為1.0～2.0cm。常溫超薄罩面平整度高、厚度薄、抗滑性能好，可有效降低行車噪聲，在常溫下可以進行施工，施工速度快、施工工藝簡單，且具有良好的經(jīng)濟性。為快速恢復(fù)隧道內(nèi)路面的抗滑性能，需先將磨光嚴(yán)重的路面表層進行銑刨，清理干凈后采用常溫超薄罩面進行養(yǎng)護維修，以提升路面抗滑性能。本文結(jié)合高速公路隧道路面養(yǎng)護工程項目，根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果制定養(yǎng)護方案，并在完工后對養(yǎng)護效果進行檢測，確定隧道路面使用性能的恢復(fù)情況[1]。

1 工程概況

1.1 工程介紹

某高速公路于2011 年末建成通車，近期日常巡查中發(fā)現(xiàn)隧道內(nèi)的部分路面結(jié)出現(xiàn)不同程度的破壞。隧道起訖點樁號為K64+570—K66+810，全長為2.24km。根據(jù)調(diào)查結(jié)果，隧道內(nèi)路面存在裂縫、磨光、剝落等病害，部分路段抗滑性能嚴(yán)重不足，亟須進行養(yǎng)護維修。隧道內(nèi)原路面采用復(fù)合式路面結(jié)構(gòu)，路面的下面層為26cm 厚水泥混凝土，上面層為10cm 厚瀝青混凝土，基層為15cm 厚貧混凝土，下部填充層為C15 片石混凝土。

1.2 路面使用狀況調(diào)查

隧道路面使用狀況調(diào)查重點是路面抗滑性能的檢測，檢測指標(biāo)為隧道路面橫向力系數(shù)SFC 值，檢測結(jié)果如表1 所示。

表1 隧道內(nèi)路面抗滑性能檢測結(jié)果

根據(jù)調(diào)查結(jié)果，發(fā)現(xiàn)隧道左右兩幅行車道多個位置磨光嚴(yán)重，橫向力系數(shù)SFC 值低于40，橫向力系數(shù)SFC 檢測結(jié)果平均值為34.9。右幅行車道橫向力系數(shù)SFC 檢測結(jié)果平均值為44.7，且有多個測點檢測值低于40，說明隧道內(nèi)行車道抗滑性能較差，需要進行養(yǎng)護維修。

2 隧道路面常溫超薄罩面層養(yǎng)護方案

2.1 原路面處治方案

原路面磨光嚴(yán)重，首先，將路表材料作銑刨處理，深度為2cm。其次，在銑刨后將松散料、灰塵等徹底清理干凈。再次，由于路面銑刨施工過程中是邊通車邊施工，銑刨完成后需要在路面上撒布改性乳化瀝青抑塵層，撒布量為0.15～0.25kg/m2。常溫超薄罩面層施工前再次撒布一層改性乳化瀝青粘層油，加鋪一層2cm 厚常溫超薄罩面，以恢復(fù)路面抗滑能力。最后，為滿足隧道內(nèi)路面防火要求，在常溫超薄罩面層瀝青混合料添加了一定比例的阻燃劑，以保證施工和運營安全[2]。

2.2 常溫超薄罩面施工要點

2.2.1 施工準(zhǔn)備

常溫超薄罩面層不能作為路面補強層，只能進行預(yù)防性和矯正性養(yǎng)護。因此，在養(yǎng)護施工前，要對隧道內(nèi)路面病害進行修補。路面銑刨后徹底清除雜物，對破損嚴(yán)重的病害進行修補，并保證路面干燥，不得有積水。另外，施工溫度不宜過低，最低溫度不低于10℃。

常溫超薄罩面施工選用專用施工機械，可完成粘層瀝青噴灑，罩面層混合料攤鋪和熨平作業(yè)。在改性乳化瀝青粘層噴灑5min 內(nèi)完成罩面層混合料攤鋪。設(shè)備攤鋪寬度可調(diào)節(jié)，且攤鋪前履帶不得接觸噴灑粘層的部位。

2.2.2 罩面層攤鋪

改性乳化瀝青加熱溫度達到60～80℃即可進行撒布施工，施工中嚴(yán)格控制噴嘴離地高度、撒布重疊等施工參數(shù)，精準(zhǔn)計量粘層瀝青撒布量，撒布量控制在1.0L/m2。改性乳化瀝青粘層撒布后，隨即進行超薄罩面層混合料攤鋪，攤鋪設(shè)備采用振動熨平板熨平[3]。

2.2.3 罩面層碾壓

超薄罩面層混合料攤鋪后采用壓路機碾壓，壓實機械采用9～12t 的雙鋼輪壓路機。碾壓次數(shù)按3 次控制，碾壓過程中壓路機不得停在未冷卻的罩面層表面。在罩面層混合料溫度下降到90℃之前完成碾壓，壓路機碾壓過程中噴灑皂液水，以防止粘輪。碾壓后進行交通管制，待罩面層溫度下降到50℃方可通行[4]。

3 原材料選配與檢驗

3.1 改性瀝青

該項目常溫超薄罩面層采用SBS 改性瀝青，其主要技術(shù)指標(biāo)檢測結(jié)果如表2 所示。各主要指標(biāo)檢測結(jié)果均滿足設(shè)計要求，說明SBS 改性瀝青質(zhì)量合格。

表2 SBS 改性瀝青檢測結(jié)果

3.2 粗集料

常溫超薄罩面層粗集料，選擇強度高、硬度高、抗滑性能好的玄武巖，集料干燥潔凈、形狀規(guī)則，其主要技術(shù)指標(biāo)檢測結(jié)果如表3 所示。玄武巖壓碎值、堅固性等指標(biāo)檢測值均達到了設(shè)計要求，說明粗集料質(zhì)量合格[5]。

表3 粗集料檢測結(jié)果

3.3 細集料

細集料選擇機制砂，其主要指標(biāo)檢測結(jié)果如表4所示。機制砂表觀相對密度、含泥量等指標(biāo)檢測結(jié)果均滿足設(shè)計要求，質(zhì)量合格。

表4 細集料主要技術(shù)性能指標(biāo)要求與試驗結(jié)果

3.4 礦料級配與最佳油石比

常溫超薄罩面層混合料填料選擇石灰?guī)r質(zhì)礦粉，外加劑選擇阻燃劑。通過試驗確定礦料級配如表5 所示。按照礦料級配制備試件開展馬歇爾試驗，得出最佳瀝青用量為4.8%。

表5 罩面層混合料級配檢測結(jié)果

4 隧道路面養(yǎng)護質(zhì)量檢驗分析

4.1 混合料質(zhì)量檢測與分析

常溫超薄罩面施工過程中，在施工現(xiàn)場取樣檢測混合料的級配，檢測結(jié)果如表5 所示。

根據(jù)表5 所列罩面層混合料級配檢測結(jié)果，得出拌制混合料級配與設(shè)計級配相差不大，偏差均在允許范圍內(nèi)。另外，經(jīng)檢測取樣混合料油石比為4.9%，而混合料配合比設(shè)計確定的最佳油石比為4.8%，偏差值為0.1%小于設(shè)計要求的±0.3%，說明施工現(xiàn)場采用的罩面層混合料滿足設(shè)計要求，質(zhì)量合格。

4.2 平整度檢測與分析

在施工現(xiàn)場選取有代表性的測點，分別在養(yǎng)護前后進行平整度檢測，檢測結(jié)果如表6 所示。

表6 隧道路面養(yǎng)護前后平整度檢測結(jié)果 單位：mm

通過對比分析，得出養(yǎng)護后隧道內(nèi)路面平整度得到了明顯改善，較原路面明顯提高。養(yǎng)護前平整度檢測結(jié)果最大值為6.2mm，養(yǎng)護后僅為1.3mm，路面平整度明顯改善，行車舒適性得到了大幅度提升。

4.3 路面抗?jié)B性能檢測與分析

在隧道兩側(cè)行車道選取有代表性的測點，在養(yǎng)護前后分別開展?jié)B水試驗，試驗結(jié)果如表7 所示。

表7 隧道內(nèi)路面滲水系數(shù)檢測結(jié)果 單位：mL/min

通過對比分析，得出養(yǎng)護后隧道內(nèi)路面抗?jié)B能力得到了明顯改善，平均下降10mL/min 左右，說明隧道內(nèi)路面抗?jié)B性能得到進一步提升。

4.4 抗滑性能檢測結(jié)果分析

為確定養(yǎng)護前后隧道內(nèi)路面抗滑能力的提升效果，選取磨光比較嚴(yán)重的路段作為研究對象，在養(yǎng)護前后對路面構(gòu)造深度和摩擦系數(shù)進行檢測。路面構(gòu)造深度采用手工鋪砂法檢測，摩擦系數(shù)采用擺式儀檢測，檢測結(jié)果如表8 所示[6]。

表8 隧道內(nèi)路面養(yǎng)護前后抗滑性能檢測結(jié)果

通過對比分析，得出養(yǎng)護后隧道內(nèi)路面摩擦系數(shù)和構(gòu)造深度明顯提高，進而提升了路面抗滑能力。養(yǎng)護前路面摩擦系數(shù)檢測結(jié)果大多數(shù)低于45，說明路面磨光嚴(yán)重；養(yǎng)護后路面摩擦系數(shù)得到明顯提升，最小值為68。養(yǎng)護前路面構(gòu)造深度較小，最大值不超過1mm，養(yǎng)護后均超過了1mm，最小值為1.3mm。因此，養(yǎng)護后隧道內(nèi)路面摩擦系數(shù)和構(gòu)造深度均明顯提升，說明路面抗滑性能得到了有效恢復(fù)。

5 結(jié)論

本文以高速公路隧道路面養(yǎng)護為研究背景，根據(jù)路面破損情況采用常溫超薄罩面進行養(yǎng)護維修，以快速恢復(fù)路面抗滑能力。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果，制訂隧道路面常溫超薄罩面養(yǎng)護維修方案，從原路面處治、粘層撒布、罩面層攤鋪、碾壓等方面闡述了施工技術(shù)，進行原材料檢驗和配合比設(shè)計，并在養(yǎng)護施工全過程進行質(zhì)量檢驗，分析檢測結(jié)果得出以下結(jié)論：

一是常溫超薄罩面層混合料配合比偏差沒有超過限值，說明混合料拌和質(zhì)量滿足施工要求；二是養(yǎng)護后路面平整度檢測值明顯下降，最大值僅為6.2mm，遠低于養(yǎng)護前的最小值1.3mm，路面行車舒適性得到明顯提升；三是養(yǎng)護后路面各行車道滲水系數(shù)明顯下降，平均下降10mL/min 左右，說明隧道內(nèi)路面抗?jié)B性能得到進一步提升；四是養(yǎng)護后路面構(gòu)造深度和摩擦系數(shù)大幅提高，說明隧道路面抗滑性能得到明顯提升，達到了預(yù)期效果。