薄層罩面技術(shù)及其在瀝青路面中的應(yīng)用

劉子文

（甘肅省嘉峪關(guān)公路事業(yè)發(fā)展中心，甘肅 嘉峪關(guān)）

1 項(xiàng)目背景

G30 連霍高速公路清嘉段原設(shè)計(jì)路面為16 cm厚瀝青混凝土路面，自通車運(yùn)營(yíng)以來(lái)，隨著車流量逐年增大，加之實(shí)行差異化收費(fèi)以來(lái)車流量更是激增，且超載車輛較多，在原有路面局部形成不同程度的縱橫裂縫、龜裂、唧漿、細(xì)集料剝落等病害。為恢復(fù)路面狀況，改善連霍高速清嘉段路面行駛質(zhì)量，提升路面服務(wù)水平，決定對(duì)該路段進(jìn)行薄層罩面處理。經(jīng)調(diào)查研究設(shè)計(jì)決定，對(duì)原路面進(jìn)行銑刨2 cm 后，采用2.5 cm 厚SBS 橡膠粉復(fù)合改性瀝青瑪蹄脂鋼渣碎石SMA-10+1cm 熱熔橡膠瀝青碎石封層（應(yīng)力吸收層）進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，示意如圖1 所示。

圖1 薄層罩面結(jié)構(gòu)

2 混合料制備

2.1 原材料

2.1.1 瀝青

采用90 號(hào)基質(zhì)瀝青和高黏度改性劑混合拌制而成，其性能參數(shù)如表1 所示。

表1 基質(zhì)瀝青性能參數(shù)

改性劑主要是由高分子聚合物、添加的增粘劑以及增塑劑組成，其粘度較高，可充分與基質(zhì)瀝青拌和[1]。

2.1.2 集料

集料由粗集料、細(xì)集料以及礦粉等材料組成，粗集料選用玄武巖制成的碎石，采用2.36～4.75 mm（a組）和4.75～9.5 mm（b 組）兩擋碎石，細(xì)集料選用河砂，其中5～10 mm 粗集料采用的是酒泉鋼鐵有限公司生產(chǎn)的鋼渣，其表面應(yīng)潔凈、干燥、無(wú)雜質(zhì)，經(jīng)過(guò)破碎且存放期超過(guò)半年以上[2]，經(jīng)試驗(yàn)，集料性能參數(shù)如表2 所示。

表2 集料性能參數(shù)

2.1.3 礦料級(jí)配

按照相關(guān)規(guī)范要求，行篩分試驗(yàn)，結(jié)果如表3 所示。

表3 擬定3 組礦料級(jí)配

2.2 油石比

根據(jù)以往工作經(jīng)驗(yàn)及實(shí)際情況，對(duì)擬定的礦料通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試驗(yàn)，初步選定其油石比分別為5.1%、5.6%、6.1%、6.6%和7.1%，再通過(guò)試驗(yàn)找出礦料的最佳油石比[3]。試件采用雙面進(jìn)行擊實(shí)，次數(shù)為50 次，試驗(yàn)數(shù)據(jù)如表4、圖2 所示。

表4 標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果

圖2 各參數(shù)隨油石比變化情況

從試驗(yàn)結(jié)果可以看出，毛體積密度達(dá)到最大時(shí)，其油石比為5.6%；VV 取中值時(shí)，其油石比為6.1%；穩(wěn)定度達(dá)到最大時(shí)，其油石比為5.6%；VFA 取中值時(shí)，其油石比為6.1%，取這4 組油石比算術(shù)平均值5.85%作為OCA1，取滿足要求的油石比中值6.1%為OCA2，然后再計(jì)算出OCA1 和OCA2 的平均值5.98%作為最佳油石比，此時(shí)最佳瀝青用量5.5%。

3 薄層罩面施工技術(shù)

3.1 粘層施工

粘層作為瀝青路面重要的功能層，其施工的關(guān)鍵是必須在舊路路面上灑布一層均勻、密實(shí)的薄層，起到上下路面結(jié)構(gòu)層聯(lián)結(jié)緊密的作用。影響其施工質(zhì)量的主要因素有灑布車行駛速度、灑布時(shí)的壓力等，這些因素需在試驗(yàn)段中確定，因此，在正式灑布前必須進(jìn)行試驗(yàn)段施工。除此之外，還應(yīng)確定灑布完成后粘層的凝結(jié)時(shí)間，以不粘輪為度[4]。

3.2 罩面混合料拌和、運(yùn)輸與攤鋪

薄層罩面盡可能選擇在夏季施工，一般情況下，路表溫度應(yīng)超過(guò)20 ℃，且越高越好。

3.2.1 混合料拌和

罩面混合料拌和主要應(yīng)對(duì)拌和時(shí)的溫度以及拌和的均勻性進(jìn)行控制，因?yàn)槭褂昧苏扯容^高的混合料，因此，必須根據(jù)所選擇的粗、細(xì)集料、瀝青品種等選擇合適的加熱以及拌和時(shí)的溫度。一般情況下，拌和溫度應(yīng)保持在180 ℃左右。除此之外，還應(yīng)對(duì)拌和均勻性進(jìn)行控制，控制方法一般為通過(guò)控制拌和時(shí)間進(jìn)行。一般情況下，拌和時(shí)間隨著設(shè)備的不同而有所區(qū)別，因此，正式拌和前需經(jīng)試驗(yàn)確定拌和時(shí)間。

3.2.2 混合料運(yùn)輸

在混合料運(yùn)輸方面，主要應(yīng)控制保溫和防止離析兩方面。在運(yùn)輸過(guò)程中，務(wù)必加強(qiáng)保溫措施，盡量減少不必要的熱量散失，防止攤鋪時(shí)混合料溫度過(guò)低影響工程質(zhì)量。在運(yùn)輸過(guò)程中，盡量保持勻速行駛，避免急轉(zhuǎn)彎、急剎車等可能導(dǎo)致混合料離析的操作，同時(shí)應(yīng)現(xiàn)有道路進(jìn)行運(yùn)輸，盡量減少顛簸，從而減小可能發(fā)生離析現(xiàn)象的概率。

3.2.3 混合料攤鋪

混合料攤鋪應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注的是攤鋪時(shí)混合料的溫度和層厚。攤鋪前，應(yīng)根據(jù)設(shè)備生產(chǎn)能力和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，確保攤鋪得以連續(xù)進(jìn)行，避免發(fā)生溫度離析。同時(shí)在攤鋪時(shí)，對(duì)每一車混合料都進(jìn)行溫度檢測(cè)，對(duì)于溫度不符合要求的混合料堅(jiān)決予以廢棄。厚度主要通過(guò)攤鋪時(shí)設(shè)置的高程基準(zhǔn)線進(jìn)行控制，如在攤鋪過(guò)程中發(fā)現(xiàn)攤鋪數(shù)量過(guò)多或過(guò)少時(shí)，應(yīng)及時(shí)鏟走或補(bǔ)料，防止局部過(guò)薄或過(guò)厚[5]。

3.3 工程實(shí)施情況

正式開(kāi)始罩面施工前，首先對(duì)半幅路面進(jìn)行封閉，將封閉的半幅路面上的車流引導(dǎo)至對(duì)向車道，然后再對(duì)擬處理路面進(jìn)行銑刨，并對(duì)原路面結(jié)構(gòu)存在的坑槽、松散采取措施進(jìn)行徹底處治，然后再對(duì)路面進(jìn)行徹底清掃，對(duì)縱橫向裂縫病害采用抗裂貼進(jìn)行貼縫處理，完成初步修復(fù)，再全面均勻涂刷粘層油。

上述工作完成后，進(jìn)行高粘度碎石封層施工，然后正式開(kāi)始薄層罩面施工。攤鋪時(shí)，采用1 臺(tái)攤鋪機(jī)分兩次進(jìn)行，攤鋪速度為4 m/min，采用自動(dòng)找平裝置找平。碾壓設(shè)備采用振動(dòng)壓路機(jī)，碾壓速度不超過(guò)4 km/h，緊跟攤鋪機(jī)進(jìn)行，共碾壓4 遍。對(duì)于縱向接縫，采用冷縫處理的方式進(jìn)行，攤鋪前在接縫處涂刷一層乳化瀝青，再攤鋪混合料，最后用壓路機(jī)騎縫碾壓。

施工完成后，對(duì)罩面層的壓實(shí)度、厚度等指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)，同時(shí)用電阻抗密度儀對(duì)全部施工路段進(jìn)行壓實(shí)度分布和均勻性檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如圖3 所示。除此之外，還對(duì)罩面層構(gòu)造深度和滲水性能進(jìn)行檢測(cè)，其結(jié)果如表5 所示。

表5 構(gòu)造深度和路面滲水測(cè)試結(jié)果

圖3 壓實(shí)度分布頻率

結(jié)束語(yǔ)

薄層罩面是一種非常實(shí)用且經(jīng)濟(jì)的快速修復(fù)路面的施工技術(shù)，可以為舊路路面形成一層新的路面面層，以修補(bǔ)舊路車轍、坑槽、裂縫等病害，提高行車舒適度，改善行車條件，阻止舊路路面進(jìn)一步惡化。除此之外，還有增大舊路路面摩擦力，提高抗滑性能，確保交通安全，延長(zhǎng)道路使用壽命的功能。薄層罩面施工質(zhì)量，關(guān)鍵在于原材料，罩面混合料制備、運(yùn)輸及攤鋪等環(huán)節(jié)。因此，在施工中務(wù)必重視上述因素。在施工結(jié)束后，還應(yīng)對(duì)所施工路段進(jìn)行全面檢測(cè)，以確保舊路路面原有病害得到消除。