1cm厚超薄罩面在公路工程中的應(yīng)用分析

摘 要

1cm厚超薄罩面無論是對材料要求還是對施工要求都非常高。在關(guān)鍵指標(biāo)的控制上，與常規(guī)熱拌瀝青混合料也不同。項(xiàng)目從原材料選擇、配合比設(shè)計(jì)以及施工控制著手，有針對性設(shè)計(jì)半開級配，黏層采用高黏度乳化瀝青。施工過程中采用精銑刨機(jī)銑去原路面高差，一體機(jī)攤鋪，取得良好效果，對類似工程有借鑒意義。

關(guān)鍵詞

路面工程 | 1cm超薄薄面 | 養(yǎng)護(hù)工程 | 一體機(jī)攤鋪

上海延安路地面道路經(jīng)10年使用，出現(xiàn)車轍、坑洞、裂縫等病害，路面技術(shù)狀況接近中修要求。增設(shè)BRT專用道后，需重新規(guī)劃路面標(biāo)志標(biāo)線。原路面標(biāo)志標(biāo)線清除不干凈，容易造成誤導(dǎo)，引發(fā)交通事故。出于道路維修補(bǔ)強(qiáng)以及標(biāo)志標(biāo)線重新規(guī)劃雙重考慮，研究決定在原路面上加鋪超薄罩面：一方面對原路面進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)，及時(shí)消除病害;另一方面方便重新規(guī)劃道路標(biāo)志標(biāo)線。

考慮盡量保持原路面標(biāo)高，經(jīng)技術(shù)論證，決定采用1cm厚超薄罩面。但1cm厚度過薄，已突破現(xiàn)有規(guī)范，對于原材料的選擇以及施工提出較高的要求。項(xiàng)目從原材料選擇，級配設(shè)計(jì)以及施工控制著手，研究超薄罩面技術(shù)并進(jìn)行試驗(yàn)段施工，然后在延安路大面積使用，期望能對類似工程有借鑒作用。

鋪裝結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

考慮原路面整體性好，結(jié)構(gòu)強(qiáng)度高，在原路面上加鋪1cm厚超薄罩面。鋪裝結(jié)構(gòu)方案為，超薄磨耗層(1cm)+高黏度乳化瀝青黏層，見表1。

原材料技術(shù)要求

瀝青

超薄罩面所使用的改性瀝青技術(shù)要求見表2。改性瀝青到廠后應(yīng)立刻使用，若因天氣或其他因素?zé)o法立即使用，在170~180℃下存儲(chǔ)不得超過3d。若超出3d，需降溫存儲(chǔ)。

集料、礦粉及纖維

(1)粗集料選用玄武巖，粒徑規(guī)格S14(3~5mm)，細(xì)集料選用玄武巖，粒徑規(guī)格S16(0~3mm)，礦粉應(yīng)采用石灰?guī)r或巖漿巖中強(qiáng)基性巖石等憎水性石料，0.075mm通過率80%以上，相關(guān)性能符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》JTG F40表4.10的規(guī)定。

黏層乳化瀝青

超薄罩面由于厚度僅1cm，結(jié)構(gòu)本身剛度小，容易在汽車制動(dòng)或啟動(dòng)時(shí)，搓動(dòng)形成局部損壞，要求黏層具有較高黏結(jié)強(qiáng)度與抗剪強(qiáng)度。采用高黏度改性乳化瀝青，技術(shù)指標(biāo)見表3。

瀝青混合料級配及性能要求

瀝青混合料級配要求

由于鋪裝厚度僅1cm，研究篩選了SMA-5、AC-5、OGFC-5。研究發(fā)現(xiàn)SMA-5及AC-5構(gòu)造深度不滿足規(guī)范要求，OGFC-5抗飛散性較差。在總結(jié)以上3種級配的基礎(chǔ)上，擬定一種新超薄磨耗層混合料，級配范圍見表4。

瀝青混合料性能要求

超薄磨耗層混合料性能，要求見表5。

超薄磨耗層鋪裝施工

項(xiàng)目11月初施工，工期約2個(gè)月，正值上海氣溫最低季節(jié)，再加上夜間施工又對施工提出更高的要求。因此施工控制是超薄罩面施工的重點(diǎn)與難點(diǎn)。項(xiàng)目從多個(gè)角度著手進(jìn)行施工控制。

施工前的準(zhǔn)備

(1)薄層罩面僅有兩檔石料，級配對石料比較敏感，中途不得隨意更換石料，因此石料應(yīng)單獨(dú)堆放，不得混料。

(2)施工前應(yīng)對原路面進(jìn)行檢查，如存在結(jié)構(gòu)性病害，應(yīng)預(yù)先處理。

(3)施工前應(yīng)對施工區(qū)域路面進(jìn)行清理，清除雜物、凸起以及油污。

施工設(shè)備配置

安邁(Ammann)3000型間歇式拌和機(jī)1臺(tái)、裝備噴灑模塊的福格勒超級1800-2-SJ一體化攤鋪機(jī)2臺(tái)、乳化瀝青運(yùn)輸車1臺(tái)、雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)4臺(tái)、小型手扶振動(dòng)壓路機(jī)4~6臺(tái)。

項(xiàng)目采用裝備噴灑模塊的福格勒超級1800-2-SJ一體化攤鋪機(jī)進(jìn)行施工，攤鋪機(jī)上配有2000L乳化瀝青罐，具有自動(dòng)加熱系統(tǒng)，加熱范圍0~80℃。乳化瀝青噴灑采用脈沖式，能以0.2kg/㎡最小噴量精準(zhǔn)噴灑乳化瀝青，其最大噴量1.0kg/㎡，且噴灑量不隨攤鋪速度而改變。

原路面處理

攤鋪前，需確保原路面平整潔凈，無結(jié)構(gòu)性病害。若路面有凸起或油斑，采用小型磨地機(jī)磨平。若路面有裂縫，應(yīng)采取灌縫措施，有大面積結(jié)構(gòu)性損壞，應(yīng)先進(jìn)行病害處理。

對于原路面與側(cè)平石連接處，以及施工新老路面接口處，應(yīng)最小銑刨寬0.5m，深約2cm?；旌狭蠑備伹?，再次檢查原路面，確保表面無浮塵、無石粒、無病害后方可進(jìn)行攤鋪工作。

一體化混合料及黏層施工

(1)瀝青混合料生產(chǎn)、拌和

1)采用間歇式拌和樓生產(chǎn)，每鍋拌和重量3t，每盤拌和周期60s，其中干拌時(shí)間約20s、濕拌時(shí)間約30s、放料時(shí)間約10s。

2)纖維添加采用吹入方式，不得人工投料，確保纖維在混合料中不結(jié)團(tuán)。

(2)運(yùn)輸

1)冬季施工氣溫低，運(yùn)料車必須采用完整無損的雙層蓬布覆蓋，卸料過程中繼續(xù)覆蓋，直到卸料結(jié)束取走蓬布，以保溫防雨或避免污染環(huán)境。

2)為防止混合料黏于運(yùn)輸車車箱底部，在裝料之前，應(yīng)使用專門的瀝青混合料隔離劑在車廂底部均勻涂一薄層，不得有隔離劑集中現(xiàn)象。

3)黏層乳化瀝青生產(chǎn)后裝入儲(chǔ)存罐中，運(yùn)輸至現(xiàn)場時(shí)溫度應(yīng)70~80℃。乳化瀝青運(yùn)輸應(yīng)根據(jù)實(shí)際工程用量來定，避免反復(fù)加熱或長時(shí)間維持70℃以上。

(3)攤鋪施工

項(xiàng)目施工過程中，采用一體機(jī)施工，同步噴灑乳化瀝青與攤鋪熱拌瀝青混合料。但從工法本身來講，施工并不依賴一體機(jī)。先采用乳化瀝青噴灑車噴灑乳化瀝青，待乳化瀝青破乳后再采用傳統(tǒng)攤鋪機(jī)攤鋪瀝青混合料，可以進(jìn)行乳化瀝青噴灑質(zhì)量檢查，有利于質(zhì)量控制。一體機(jī)施工技術(shù)要求如下。

1)在鋪筑瀝青混合料前應(yīng)確保下層表面清潔無污染。

2)攤鋪混合料時(shí)，同步進(jìn)行乳化瀝青灑布。乳化瀝青灑布應(yīng)做到均勻無遺漏，加熱溫度70~80℃，灑布量0.3~0.5kg/㎡。

4)混合料攤鋪只能一次成型，不能修補(bǔ)。如不平整應(yīng)及時(shí)調(diào)整攤鋪機(jī)。

5)混合料必須均勻、連續(xù)不斷地?cái)備仭備佀俣?~10m/min，攤鋪過程中不得中途停頓或隨意變換速度。攤鋪機(jī)螺旋送料器應(yīng)不停頓地轉(zhuǎn)動(dòng)，兩側(cè)應(yīng)保持不少于送料器高度2/3混合料，以防止攤鋪機(jī)全寬度斷面上發(fā)生離析。

6)每班攤鋪工作段長度，應(yīng)根據(jù)攤鋪厚度、幅寬、拌和機(jī)生產(chǎn)能力、運(yùn)輸量、碾壓設(shè)備等因素確定。施工中因氣候原因停止攤鋪而未及時(shí)壓實(shí)部分，應(yīng)全部清除重新更換新料攤鋪。

7)在攤鋪過程中，運(yùn)料車應(yīng)在距攤鋪機(jī)前10~30cm處停放，不得撞擊攤鋪機(jī)。卸料過程中，運(yùn)料車應(yīng)掛空擋，靠攤鋪機(jī)的推動(dòng)緩慢前進(jìn)。嚴(yán)禁結(jié)塊冷料進(jìn)入攤鋪機(jī)攤鋪。

(4)碾壓

1)壓路機(jī)的類型與數(shù)量，應(yīng)根據(jù)碾壓效率確定，每臺(tái)攤鋪機(jī)后跟2臺(tái)凈重不小于10t鋼輪壓路機(jī)，小型手扶振動(dòng)壓路機(jī)2~3臺(tái)。鋼輪壓路機(jī)采用靜壓法壓實(shí)，不得采用輪胎壓路機(jī)碾壓。

應(yīng)用效果評估

項(xiàng)目于2016年11月完成，至今已使用近3年時(shí)間，整體來看有效改善了路面表觀質(zhì)量，降低行駛噪音，無車轍、無裂縫發(fā)生。

在2016年施工過程中，因?yàn)槎臼┕ち蠝夭蛔?、乳化瀝青噴灑異常、銑刨機(jī)噴水過多等原因，造成局部黏結(jié)異常，發(fā)生麻面。一旦發(fā)生麻面，薄層罩面會(huì)在施工結(jié)束7d內(nèi)快速掉粒。對于掉粒區(qū)域，無法補(bǔ)料，只能全部清除，重新攤鋪。

以上兩種現(xiàn)象，說明薄層罩面質(zhì)量是有保證的，但薄層攤鋪對施工控制及原材料要求較高，尤其對溫度比較敏感，施工過程中一定要做好質(zhì)量控制。薄層攤鋪施工速度快，在原道路基礎(chǔ)較好的情況下基本不會(huì)產(chǎn)生車轍、開裂。

結(jié)語

1cm厚度相對常規(guī)路面鋪裝，是一種結(jié)構(gòu)創(chuàng)新。該技術(shù)是高性能瀝青材料技術(shù)發(fā)展的成果。做好1cm超薄罩面施工，首先要選擇性能可靠的瀝青材料。同時(shí)施工過程中做好3方面控制：

(1)超薄罩面是磨耗層，無法解決結(jié)構(gòu)性病害，施工前應(yīng)對原路面病害預(yù)處理;

(2)層間黏結(jié)是影響超薄罩面耐久性的關(guān)鍵，施工前應(yīng)做好原路面的清理工作，不得雜物，浮灰及水氣;

(3)由于攤鋪厚度過薄，一旦混合料結(jié)塊會(huì)造成大面積麻面。施工過程中應(yīng)做好溫度控制，必要時(shí)添加溫拌劑輔助壓實(shí)。