溫拌薄層罩面技術在高等級公路瀝青路面養護施工中的應用

雷榮軍

摘要 為了保障公路性能能夠達到安全行駛標準，實施有效的養護措施是十分必要的，文章為此提出溫拌薄層罩面技術在高等級公路瀝青路面養護施工中的應用研究。通過從性能角度對Sasobit 溫拌劑進行選擇，從技術參數角度對SBS改性瀝青進行選擇，在配置溫拌瀝青階段充分結合SBS改性瀝青和Sasobit溫拌劑的特點，采用邊攪拌邊摻加的方式配制表層厚度為2 cm的溫拌改性瀝青薄層罩面。實驗測試表明，養護后路面的高溫穩定性、水穩定性以及低溫抗裂性均達到了施工要求。

關鍵詞 溫拌薄層罩面技術；高等級公路；瀝青路面；Sasobit溫拌劑；SBS改性瀝青；養護施工

中圖分類號 U418.6文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2023）14-0159-03

0 引言

為了保障對高等級公路瀝青路面的養護效果能夠達到理想狀態，配置性能穩定的溫拌瀝青施工材料是十分必要的。與常規聚合物改性瀝青的制備過程相比，溫拌瀝青的制備過程更顯得簡單方便，它既減少了高速剪切機的應用時間，也減少了常規聚合物改性瀝青制備階段的溶脹和發育過程，因此溫拌瀝青在高等級公路路面的養護施工中具有更高的實際應用價值[1]。為此，該文以高等級公路瀝青路面養護施工為目標，對溫拌薄層罩面技術應用與施工工藝展開分析研究。

1 溫拌薄層罩面施工技術設計

薄層罩面技術是一種經濟合理的公路路面修復方法，其應用可以改善公路路面的平整度，恢復路面抗滑阻力，校正路面輪廓并對路面有一定的補強作用。薄層罩面在施工中最大的困難是層面較薄且容易冷卻，因此難以達到較高的密實度。但是，溫拌薄層罩面瀝青混凝土技術可以使瀝青混合料在相對較低的溫度下拌和與施工，其通過降低瀝青混合料的拌和與攤鋪溫度，達到降低瀝青混合料生產過程中的能耗與CO2等氣體及粉塵排放量的目的，同時還可以保證溫拌瀝青混合料具有與熱拌瀝青混合料基本相同的路用性能以及施工和易性，最終還能夠保證其壓實度[2]。

1.1 溫拌瀝青原材料選擇

（1）瀝青：可選取高強瀝青作為主要填補材料，選取等級為PG76-22的SBS改性瀝青作為超薄瀝青混凝土材料。

（2）粗、細集料：集料主要對路面起到骨架和填充作用。根據高等級公路施工實際，可選取不同粗、細粒料進行有效組成，如19～26.5 mm為粗集料粒徑范圍，13.2～19 mm為中集料粒徑范圍，細集料粒徑范圍則需控制在4.75 mm以內。

（3）礦粉：高等級公路瀝青路面施工中選取的礦質粒料粒徑一般在0.075 mm以下，其功能為空隙填充，以避免熱瀝青滲流，有效提升了瀝青材料的黏結能力和熱穩定性能。由于礦粉與瀝青具有良好的黏著力，還能夠對水的剝蝕產生有效抵抗，因此，高等級公路一般都采用石灰石粉[3]。

（4）聚酯纖維：為進一步提升填補材料的使用性能，要適當添加2%的聚酯纖維至ECA-6.7以內。

（5）溫拌添加劑：為了確保填補材料和超薄瀝青混合料的壓實度能夠符合施工標準和要求，還需要將溫拌添加劑（DAT-F6）摻加至瀝青混合料內。

（6）黏層：施工過程中，在車轍填補與罩面施工之前，為了提升新舊瀝青混凝土層之間的黏結強度，要開展黏層油噴灑環節，應選用快裂高黏度改性乳化瀝青作為黏結層瀝青材料。

利用有機化學產品Sasobit溫拌改性劑作為主要原材料，作為一種從煤炭中氣化得到的物質，Sasobit溫拌改性劑主要是由含長鏈脂肪烴的碳氫化合物構成，因此可以在很大程度上蓋上瀝青的流動性，并對瀝青能起到改善作用，其熔點基本穩定在100 ℃左右。在對瀝青進行溶解處理時，溫度要保證控制在115 ℃以上。Sasobit溫拌劑主要為白色固體顆粒，其性能技術指標主要有4個方面：一是要確保在20 ℃的環境下Sasobit溫拌劑不溶解，以此降低保存管理階段的難度；二是要確保Sasobit溫拌劑的密度在850～950 kg/m3區間范圍內；三是對閃點的選擇，要保障其溫度不低于285 ℃；四是Sasobit溫拌劑酸堿性的選擇，一般情況下應以中性為宜[4]。

除了Sasobit溫拌劑的性能指標，對改性瀝青的技術參數進行合理控制也是保障后續施工效果的關鍵因素。對SBS改性瀝青的選擇主要從6個角度入手：首先，SBS改性瀝青的針入度要控制在40～60 mm之間，軟化點不宜高于60 ℃，在5 ℃的環境下時延度要控制在20.0 cm以內。考慮到穩定性因素對于路面養護效果的影響，在25 ℃環境下其彈性恢復程度要控制在75.0%以內。最后，就是對SBS改性瀝青離析參數和運動黏度的選擇，要求其離析參數要控制在2.5mm以上，135 ℃條件下時其運動黏度要控制在3.0 Pa/s以上。通過以上方式實現對SBS改性瀝青主要原材料的選擇，SBS改性瀝青技術指標如表1所示。

1.2 溫拌瀝青配制

結合上述溫拌瀝青的制備特點，制備溫拌瀝青時，根據對Sasobit溫拌劑的選擇可以看出，該文在實施高等級公路瀝青路面養護施工階段，使用的瀝青為SBS改性瀝青。考慮到該類瀝青的屬性特點，在制備時要先將其先放入恒溫裝置中保存，溫度要求控制在160 ℃，預熱時間以15 min為宜；對于溫拌劑的摻加時間，以瀝青完全達到熔融狀態為基準，Sasobit溫拌劑的摻量比例為3.0%[5]。在溫拌劑的作用下，SBS改性瀝青中會出現局部屬性參數不均勻的情況，因此需要采用攪拌器對其進行拌勻處理。由于Sasobit溫拌劑以固體顆粒的形式存在，因此在將其摻加到瀝青中時要分多次加入，并保持瀝青始終處于攪拌狀態（攪拌過程應為低速攪拌，攪拌機的轉速控制在600～800 r/min即可）。當SBS改性瀝青表面不存在明顯固體顆粒漂浮后，方可提升攪拌器轉速至1 200～1 400 r/min，連續攪拌20 min即可[6]。

1.3 高等級公路瀝青路面養護施工

在對高等級公路瀝青路面養護施工時，主要目的是借助養護措施對路面存在的安全隱患進行治理消除，防止路面病害進一步發展。針對此，該文在養護設計階段將恢復路面功能性損失作為施工目標，其具體施工方案如圖1所示。

結合圖1可以看出，為了不影響公路沿路設施的標高，滿足混合料在高溫抗車轍、抗疲勞、抗開裂、抗水損等性能要求的前提下，溫拌改性瀝青薄層罩面的施工厚度設置為2.0 cm，最大限度地保障公路路面性能。黏層油作為溫拌改性瀝青薄層罩面與公路地層的連接層，一方面可以隔絕來自路基因素參數變化對路面的影響，另一方面也可以加強公路路面自身整體性。在對路基、路面不同結構及厚度進行設置時，還應充分考慮公路路面的荷載強度。在具體施工階段，可以結合實際情況進行適應性調整。

2 應用測試

2.1 測試環境

實驗測試的高等公路基坑開挖范圍內有2條地下電纜和1條水管，場地南側緊鄰高鐵站房場地，北側緊鄰未拆除的拆遷房，場地東側為農用場地，西側為市政道路及空地，其基坑支護周長約815 m，公路所處地質條件較為復雜，對工程施工有一定影響。基坑支護除了基坑南側采用支護樁+斜撐和樁間掛網噴錨形式，其他三面均采用錨桿+放坡掛網噴錨的形式（土釘墻）。根據巖土工程技術資料及現場實際踏勘，設計基坑的等級為二級，預計使用年限為一年，孔樁類型為Φ1 000@1 500，鉆孔灌注樁共計202根，對應的成孔方式為泥漿護壁旋挖成孔，持力層為完整灰巖，嵌巖深度樁端進入持力層2 m，在主筋連接上采用套筒機械連接方式，以此為基礎對公路路面進行養護施工處理。

2.2 評價指標

通過溫拌薄層罩面技術對高等級公路瀝青路面開展養護時，結合公路施工要求分別從高溫穩定性、水穩定性以及低溫抗裂性三個角度進行評價。其中，對養護后公路高溫性能評價引入了動穩定度，具體計算方式如下：

式中，DS——養護后公路瀝青路面的動穩定度參數；n——質檢階段試驗輪往返碾壓速度，設置該參數為43次/min；Δt——時間間隔；Δd——養護后公路瀝青路面的形變量差值；c1——試驗機類型修正系數；c2——養護后公路瀝青路面的系數，其中測試養護后公路瀝青路面的寬度為300 mm，對應系數為1.0。對于養護后公路瀝青路面的水穩定性，采用浸水馬歇爾試驗方法開展測試，具體計算方式如下：

式中，MS——養護后公路瀝青路面的浸水殘留穩定度；MS1——養護后公路瀝青路面浸水48 h后的穩定度參數；MS2——養護后公路瀝青路面浸水30 min后的穩定度參數。對于養護后公路瀝青路面的低溫抗裂性能，采用凍融劈裂試驗進行分析，具體計算方式如下：

式中，TSR——養護后公路瀝青路面的凍融劈裂抗拉強度比；RT2——未凍融養護后公路瀝青路面的劈裂抗拉強度；RT1——凍融循環后養護公路瀝青路面的劈裂抗拉強度；PT2——凍融試驗后養護后公路瀝青路面荷載的最大值；PT1——凍融試驗前養護公路瀝青路面荷載的最大值。其中，馬歇爾性能指標如表2所示。

2.3 測試結果

在上述基礎上，統計了以溫拌薄層罩面技術為基礎的高等級公路瀝青路面養護效果與目標養護效果之間的關系，具體的數據結果如表3所示。

結合表3中的測試結果可以看出，在實施以溫拌薄層罩面技術為基礎的高等級公路瀝青路面養護施工后，高等級公路路面的高溫穩定性、水穩定性以及低溫抗裂性均與養護前相比有了明顯提升。對路面養護效果評價指標的設計值與養護后的實際參數進行比較，其動穩定度、浸水殘留穩定度以及凍融劈裂抗拉強度比都達到了設計要求。綜合上述測試數據和分析結果可以初步得出結論：以溫拌薄層罩面技術為基礎的高等級公路瀝青路面養護施工方式可以實現對路面的有效處理，實現提高路面性能的目的，對于保障高等級公路的性能及安全性具有良好應用價值。

3 結語

為了最大限度地保障公路車輛行駛安全，該文結合高等級公路的實際狀態實施及時有效的養護措施是十分必要的。該文提出的溫拌薄層罩面技術在高等級公路瀝青路面養護施工中的應用，在很大程度上保障了公路瀝青路面的性能參數能夠達到道路安全的行駛要求。

參考文獻

[1]張琪元彤， 豆瑩瑩， 許新權， 等. HET-Y（B）高性能超薄罩面在廣韶高速公路養護中的應用[J]. 廣東公路交通， 2022（6）： 21-26.

[2]徐芳媛. 高速公路瀝青路面養護中溫拌薄層罩面技術的應用探析[J]. 交通世界， 2022（30）： 141-143.

[3]王義強， 姜英田， 付興勝， 等. 京哈高速公路綏中（冀遼界）至沈陽段維修養護工程交通特征分析[J]. 北方交通， 2022（7）： 53-56+61.

[4]李海蓮， 藺望東， 林夢凱， 等. 基于BSC-FAHP和灰色聚類評價模型的農村公路養護管理績效評價[J]. 重慶交通大學學報（自然科學版）， 2022（4）： 46-53.

[5]王森， 高立波， 陳明瑤. LC-13抗裂薄層罩面技術在內蒙高速公路中的應用[J]. 北方交通， 2021（6）： 38-41+46.

[6]吳革森， 馮冬林. 溫拌薄層罩面在景鷹高速公路養護工程中的應用與實踐[J]. 交通節能與環保， 2021（1）： 113-116.