超薄罩面技術在福州繞城西北段（站外）高速公路工程中的應用

陳信院

（福州交建高速公路養護有限公司，福建福州 350101）

0 引言

截至2021 年年底，全國公路總里程528.07 萬公里，其中高速公路總里程16.91 萬公里。隨著全國公路基建的蓬勃發展，需養護的公路路面也逐年增加，路面養護的新技術也不斷涌現，超薄罩面路面預養護技術就是其中之一。我國于2021 年發布的《公路瀝青路面預防養護技術規范》（JTG/T 5142-01—2021）對超薄罩面技術提出推薦性標準[1-2]。隨著路面養護技術的不斷發展，超薄罩面技術的養護厚度逐步變薄，目前可降低至1.5cm 左右。該養護技術比常規的瀝青路面銑刨回鋪技術更加節能環保，同時具有靜音降噪、抗滑性強、防水性好、施工干擾小等特點，該技術也因此在高速公路預防性養護項目中得到逐步推廣[3-4]。

1 工程概況

福州繞城西北段（站外）高速公路自2010 年建成通車，按規范要求，以瀝青路面的設計使用壽命15 年計算，其即將進入設計使用壽命的末期，在頻繁的車輛荷載與高溫環境作用下，該公路路面使用性能偏低，為了減緩、阻止路面病害的進一步發展，依據路面檢測與評價結果，有必要對該公路路面進行超薄罩面技術養護。

2 超薄罩面配合比設計

福州繞城西北段（站外）高速公路采用超薄罩面技術進行養護，選擇構造深度大、防水性能好、降噪效果優的配合比設計方案。

2.1 瀝青原材料

采用華特瀝青生產的高黏度改性瀝青，其動力黏度（60℃）≥200000Pa·s。高黏度改性瀝青的技術性能檢測結果如表1 所示。

表1 高黏改性瀝青技術性能檢測結果

2.2 礦料級配

超薄罩面混合料所用礦質集料為漳平浩元碎石場生產的玄武巖0～3mm 石屑和3～6mm、6～9mm碎石，選用福建三優貿易公司生產的礦粉，其各項技術指標性能均符合現行技術規范要求。利用電子計算機計算超薄罩面混合料礦料組成比例，得出設計礦料級配滿足現行規范及設計要求。

2.3 瀝青用量

依據礦料級配，分別采用6.2%、6.5%及6.8%的不同油石比在170℃下進行瀝青混合料的拌制，拌制好的瀝青混合料在165℃溫度條件下，雙面各擊實75 次成型馬歇爾試件，各項指標滿足現行規范要求，確定最佳油石比6.5%。

2.4 混合料性能

根據上述的礦料級配以及最佳油石比，施工單位對所設計的超薄罩面混合料的各項路用性能指標進行了測試，測試結果如表2 所示。混合料的各項路用性能指標均滿足現行規范要求，其中動穩定度（次/mm）大于6000，遠大于現行規范的3000 次，具有優異的抗車轍性能。

表2 超薄罩面混合料路用性能指標測試結果

3 施工控制與質量檢測

3.1 超薄罩面層鋪筑

3.1.1 伸縮縫銜接銑刨

為了避免伸縮縫與瀝青路面銜接處出現跳車現象，需要保證不破壞原瀝青路面下部結構層，采用精銑刨工藝進行順接處理，順接銑刨深度為1.5cm，長度為10m，這樣能夠在保證超薄罩面層厚度的同時，使伸縮縫與超薄罩面完美銜接。

3.1.2 瀝青混合料的生產與運輸

超薄罩面層混合料的生產設備為2018 年3000 型瀝青攪拌站，全過程為計算機自動控制，通過精準稱量后先集料干拌5s，再噴灑瀝青濕拌45s，其間均勻噴灑礦粉，保證超薄罩面混合料裹覆均勻，無結塊、花白料、離析等現象，超薄罩面層混合料出料溫度為185～190℃。

混合料運輸采用大噸位自卸汽車，裝車前涂刷隔離劑，采用前、后、中三步裝料法裝車，以避免混合料離析，運輸過程中采用帆布等保溫措施。結合現場施工進度計劃，有序出料，防止混合料溫度不足導致超薄罩面層難以壓實。

3.1.3 混合料的攤鋪和壓實

超薄罩面使用福格勒同步一體機進行鋪筑施工，保證高黏改性瀝青施工質量，現場配備瀝青加熱保溫車輛，瀝青噴灑溫度控制在65℃，噴灑量為1kg/m2。超薄罩面層攤鋪溫度應控制在175～185℃，以6～8m/min 速度攤鋪，混合料攤鋪后需及時碾壓。

超薄罩面層壓實采用12t 雙鋼輪壓路機和小型雙鋼輪壓路機配合完成，緊跟攤鋪機靜壓3～4 遍，碾壓溫度控制在160～165℃，終壓溫度高于90℃。攤鋪、碾壓需勻速、穩定，嚴禁急轉急停，壓實后超薄罩面層應無明顯輪跡，外觀質量優良，厚度為1.5cm 左右，如圖1 所示。

圖1 超薄罩面層厚度

3.2 超薄罩面層性能檢測

3.2.1 路表性能檢測

在該工程中，采用《公路路基路面現場測試規程》（JTG 3450—2019）中的試驗方法，對摩擦系數擺值、構造深度、滲水系數等指標進行分車道檢測，各項指標滿足現行規范要求，其路表抗滑性能指標高于常規瀝青路面指標，能為車輛輪胎提供更好的抓地力，提升行車安全性，其滲水系數指標遠低于常規瀝青路面指標，能有效防止路表水下滲破壞超薄罩面層下層結構，檢測結果為摩擦系數擺值大于63BPN，遠高于設計值45BPN，構造深度檢測值大于1mm，遠高于設計值0.7mm，滲水系數檢測為基本不滲水。

3.2.2 噪聲測試

采用噪聲測試儀，在超薄罩面層實施前后的同路段且相近的環境條件下分別進行噪聲檢測，在行駛速度80km/h 的條件下測試車內及車外噪聲，由于超薄罩面層獨特的配合比設計，以及瀝青高黏高彈、集料粒徑小，路面的車內噪聲平均下降7.1dB，車外噪聲平均下降12.9dB，結果如表3 所示。

表3 超薄罩面層噪聲測試結果

3.2.3 營運跟蹤

福州繞城西北段（站外）高速公路客貨車年平均日交通量1.7 萬輛，對超薄罩面結構層的抗剪切、抗推移及整體穩定性有較高考驗。該公路經超薄罩面養護后，已歷經福州夏季高溫、冬季寒冷的考驗，目前路面未出現車轍、擁包、開裂、脫層等病害，路面整體性能優良，說明超薄罩面技術在福州繞城西北段（站外）高速公路工程中的應用較為成功。該公路養護完成與養護后營運一年的對比如圖2 所示。

圖2 福州繞城西北段（站外）高速公路照片

4 結論

第一，超薄罩面層能修復路面輕微病害，延長路面壽命，采用一體機一次成型方法，能有效保證高黏改性瀝青的黏結質量，且該技術施工速度快，對交通干擾小。

第二，通過摩擦系數擺值、構造深度、滲水系數、車內外噪聲測試，發現超薄罩面層相較于常規瀝青路面具有更為優異的抗滑性能，能有效提升行車安全性；良好的級配設計使得超薄罩面具有一定的防水性能，能有效防止路表水下滲破壞路面下層結構；獨特的材料組成能降低汽車行駛噪聲，提高行車出行舒適性。

第三，超薄罩面層的優異降噪性能雖然能提升行車舒適性，但由于結構物間的伸縮縫為混凝土剛性結構，相對于瀝青路面的柔性結構，一剛一柔的行車交錯會使汽車行駛至此產生異響，為保證行車舒適性，需采用靜音型伸縮縫進行路面改造。

第四，超薄罩面層具有節能環保、靜音降噪、抗滑性強、防水性好、施工干擾小等諸多優點，但由于超薄罩面層所采用的高黏改性瀝青對施工溫度的要求較高，所以路面攤鋪施工組織必須緊密、連續，以防止出現因溫度較低而難以壓實的現象。解決超薄罩面層施工溫度局限性問題，保證施工質量，應是后續研究的重點。