胡艷民，馬松松

（1.河北瑞志交通技術(shù)咨詢有限公司 石家莊市 050091；2.河北省道路結(jié)構(gòu)與材料工程技術(shù)研究中心 石家莊市 050091）

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)高速公路瀝青路面常用4 cm厚度的AC或SMA類瀝青混合料表面層，路面維修時(shí)常將其銑刨重鋪。隨著預(yù)防性養(yǎng)護(hù)觀念的不斷深入和普及，我國(guó)越來(lái)越多的道路工作者也開(kāi)始重視對(duì)路面的早期養(yǎng)護(hù)，以往重建設(shè)輕養(yǎng)護(hù)的理念有所改觀。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是指在道路尚未發(fā)生嚴(yán)重病害或即將發(fā)生嚴(yán)重病害之前進(jìn)行的一種主動(dòng)的養(yǎng)護(hù)工作。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是一種科學(xué)性養(yǎng)護(hù)工作，可使道路長(zhǎng)期保持較好的路用性能，在全壽命服役周期內(nèi)帶來(lái)較好的經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益。

工程中常用的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)包括封縫、微表處、稀漿封層、霧封層、碎石封層、UTAC、Novachip等，而微罩面作為一種新型預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)在近幾年的養(yǎng)護(hù)工作中開(kāi)始逐步應(yīng)用。Novachip作為超薄磨耗層的典型代表，其攤鋪厚度為1.5～2.5 cm，微罩面則可認(rèn)為是改進(jìn)型Novachip，攤鋪厚度可達(dá)0.7～1.5 cm，主要應(yīng)用于交通量較大、路面性能要求高的高等級(jí)路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)、輕微病害的矯正性養(yǎng)護(hù)，也可用于新建工程中的道路表面磨耗層。

微罩面技術(shù)在張承高速公路張家口至崇禮段部分橋梁的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作中得到了初步應(yīng)用并取得了良好的處治效果。

1 項(xiàng)目背景

張承高速公路張家口至崇禮段自通車至今大部分橋面從未實(shí)施病害處治工程，隨著通車時(shí)間的不斷增長(zhǎng)，部分橋梁瀝青混凝土鋪裝層已發(fā)生疲勞和溫縮破壞。通過(guò)對(duì)病害現(xiàn)狀、鉆芯結(jié)果及芯樣進(jìn)行分析，張承高速公路張家口至崇禮段橋面病害以輕微橫縱裂縫、瀝青層老化麻面、微裂縫等病害為主，多因?yàn)r青老化及溫縮作用產(chǎn)生且病害大都集中在上面層。張家口地區(qū)雨雪天氣頻繁加之海拔較高紫外線照射較強(qiáng)，在行車荷載作用下路面易產(chǎn)生麻面、微裂縫等疲勞病害，綜合考慮交通量變化、病害特征及經(jīng)濟(jì)性等因素，采用對(duì)橋面進(jìn)行1.0cm微罩面處治方案。

2 微罩面技術(shù)特性

減薄瀝青混凝土厚度作為一項(xiàng)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，其首先出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代后期的法國(guó)，多用于改善瀝青路面的抗滑性能。一般意義上，薄瀝青面層為攤鋪厚度介于傳統(tǒng)磨耗層和石屑封層的一種材料，按厚度對(duì)薄層瀝青混凝土面層進(jìn)行分類：薄瀝青混凝土面層厚度為2.5～3.0cm，很薄瀝青混凝土面層厚度為2.0～2.5cm，超薄瀝青混凝土面層厚度為1.5～2.0cm。微罩面采用改進(jìn)型OGFC-5級(jí)配，融合溫拌技術(shù)，結(jié)合獨(dú)特的粘層油，可以實(shí)現(xiàn)0.7～1.5cm厚度路面的微薄攤鋪，同時(shí)保證與原路面良好粘結(jié)。微罩面主要適用于以下路面病害的處治：

（1）路面出現(xiàn)輕微至中等病害，需進(jìn)行經(jīng)濟(jì)有效的養(yǎng)護(hù)，以改善路面使用性能及延長(zhǎng)道路服役周期。

（2）路面出現(xiàn)微裂縫、瀝青老化嚴(yán)重等情況，需校正路表缺陷。

（3）行駛過(guò)程中噪音較大，需降低路面-輪胎噪音。

（4）路面抗滑性能下降，路面摩擦系數(shù)不夠，需提高道路行車安全性。

（5）路表橫向排水不暢，需要改善路面排水。

（6）由于護(hù)欄及上跨構(gòu)造物等設(shè)施有凈高要求，路面標(biāo)高受限。

（7）橋面瀝青鋪裝層的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，微罩面厚度僅為0.7～1.5cm，對(duì)橋梁靜載影響甚微，能滿足橋梁的行駛安全要求，其次微罩面獨(dú)特的防水粘結(jié)層還能使橋面鋪裝層免受雨水侵蝕，減小橋面鋪裝層發(fā)生病害的可能性。

（8）微罩面技術(shù)主要用于非結(jié)構(gòu)性損壞路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，原路面局部結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足的，需根據(jù)具體情況選擇合適的方案進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)后方可采用。原路面車轍在1.5cm以下的可直接攤鋪微罩面，原路面裂縫寬度大于0.5cm的應(yīng)進(jìn)行灌縫處理。

微罩面混合料本身透水，而防水粘結(jié)層具有較強(qiáng)的抗水特性，水分下滲至防水粘結(jié)層后被封堵并排向道路兩側(cè)，同時(shí)粘結(jié)防水層能夠保證微罩面與原路面結(jié)合緊密，確保微罩面與原路面有效粘結(jié)；微罩面層由于顆粒小，路表紋理豐富，同時(shí)空隙率較大，能夠有效降低由泵氣作用而產(chǎn)生的噪音；微罩面級(jí)配構(gòu)成與SMA相似，但其膠結(jié)料及填料含量均較低，壓實(shí)后空隙率一般大于8%。與開(kāi)級(jí)配相比，其含有更多的細(xì)集料，從而具有更佳的力學(xué)穩(wěn)定性。與連續(xù)級(jí)配相比，其具有粗糙的紋理，能夠保證優(yōu)越的抗滑性能；微罩面表面粗糙，易形成路面漫反射，能減少道路水霧，有效防止反光現(xiàn)象，保證行車安全。

3 材料性能

微罩面是由表面磨耗層及防水粘結(jié)層組成的薄層罩面體系，其厚度在0.7～1.5 cm范圍內(nèi)，必須滿足抗滑、耐磨及超強(qiáng)粘結(jié)等基本要求，為此材料的選擇十分關(guān)鍵。

3.1 特種改性瀝青

微罩面采用有機(jī)硅改性瀝青，并結(jié)合輔助添加劑，使得有機(jī)硅改性瀝青相較于常規(guī)改性瀝青，具有更好的粘附性、更強(qiáng)的憎水性、較低的粘度及優(yōu)良的耐老化性能，其技術(shù)要求如表1所示。

表1 有機(jī)硅改性瀝青技術(shù)要求

3.2 粘結(jié)防水材料

粘結(jié)防水層應(yīng)有較好的粘結(jié)及抗水性能，能夠封閉路面微裂隙及加強(qiáng)與原路面粘結(jié)的能力，同時(shí)應(yīng)滿足機(jī)械噴灑的施工要求。在本項(xiàng)目粘層油中加入了非離子型表面活性劑，大幅降低了粘層油表面張力，既能改善粘結(jié)防水材料向下滲透的能力，也可提高其與原瀝青的相容性，使原路面與新的瀝青混合料層形成粘結(jié)完整的體系，保證層間粘結(jié)良好，其技術(shù)要求如表2所示。

表2 粘結(jié)防水材料技術(shù)要求

3.3 集料

集料應(yīng)潔凈、干燥、表面粗糙，工程上應(yīng)采用耐磨耗性能好的優(yōu)質(zhì)集料，其技術(shù)要求如表3所示。

表3 集料技術(shù)要求

3.4 混合料級(jí)配

微罩面采用間斷開(kāi)級(jí)配，屬骨架空隙結(jié)構(gòu)，混合料級(jí)配要求如表4所示。

4 微罩面施工要點(diǎn)

4.1 混合料的拌和生產(chǎn)

生產(chǎn)前應(yīng)檢查拌和樓的工作狀態(tài)，確保拌和樓

表4 混合料級(jí)配要求

的計(jì)量系統(tǒng)、溫度傳感器系統(tǒng)等的準(zhǔn)確與有效顯示。為保證膠結(jié)料流動(dòng)性，生產(chǎn)前需將膠結(jié)料加熱至可通過(guò)管道泵送的狀態(tài)，加熱溫度一般為100～110℃。拌和時(shí)應(yīng)進(jìn)行適當(dāng)?shù)某龎m處理，拌和時(shí)間采用40～50s。生產(chǎn)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格控制拌和溫度，以保證出料溫度在125～140℃之間，拌和后的瀝青混合料應(yīng)均勻一致，無(wú)花白、粗細(xì)集料分離和結(jié)團(tuán)成塊現(xiàn)象。

4.2 混合料的攤鋪碾壓

攤鋪機(jī)開(kāi)工前應(yīng)提前0.5～1h預(yù)熱熨平板至100℃左右，同時(shí)應(yīng)合理設(shè)定攤鋪厚度，調(diào)整夯錘、熨平板的振動(dòng)頻率，以確保瀝青混合料攤鋪后平整密實(shí)。為保證粘層油良好的粘結(jié)效果，應(yīng)在攤鋪前30～90min灑布粘層油，同時(shí)保證工作面不被污染。粘層油用量0.1～0.3kg／m2，標(biāo)線及裂縫處應(yīng)適當(dāng)增加用量，攤鋪接縫處需噴灑粘層油。微罩面瀝青混合料攤鋪溫度為90℃以上，攤鋪起步速度應(yīng)控制在2～4m／min范圍內(nèi)，待正常后以3～10m／min速度向前均勻連續(xù)攤鋪，并根據(jù)舊路面情況進(jìn)行調(diào)整，車轍越深，攤鋪速度越慢。由于攤鋪厚度較小，混合料顆粒較細(xì)，施工時(shí)可能出現(xiàn)局部攤鋪厚度不均勻現(xiàn)象，應(yīng)對(duì)混合料攤鋪厚度不足之處予以人工加料補(bǔ)充。熨平板產(chǎn)生的刮痕應(yīng)及時(shí)人工加料整平，出現(xiàn)大粒徑石料時(shí)，應(yīng)當(dāng)及時(shí)挖除并進(jìn)行人工補(bǔ)料。

微罩面瀝青混合料碾壓溫度應(yīng)控制在60～100℃之間。由于薄層混合料降溫較快，需及時(shí)碾壓，壓路機(jī)應(yīng)以不粘輪為準(zhǔn)則緊隨攤鋪機(jī)。碾壓速度控制在8km／h左右，以避免石料壓碎、防止路表泛白為原則，壓實(shí)次數(shù)可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況進(jìn)行調(diào)整。碾壓施工時(shí)采用3～8t雙鋼輪壓路機(jī)，以靜壓模式初壓2遍，最后復(fù)壓收光。路面壓實(shí)結(jié)束后應(yīng)養(yǎng)護(hù)不少于4h，使其形成初始強(qiáng)度后方可開(kāi)放交通，微罩面實(shí)施效果如圖1所示。

5 微罩面路用性能評(píng)價(jià)

微罩面的路用性能主要包括抗滑降噪性能、平整度、排水性能，其中平整度與舊路面平整度關(guān)聯(lián)性

較大，而本項(xiàng)目實(shí)施段落舊路面均較為平整，對(duì)平整度的分析意義不大，故通過(guò)對(duì)微罩面的抗滑、降噪及排水性能分析來(lái)評(píng)價(jià)微罩面的實(shí)施效果。

5.1 抗滑性能

本項(xiàng)目微罩面構(gòu)造深度設(shè)計(jì)值≥0.5mm，采用構(gòu)造深度檢測(cè)車對(duì)全長(zhǎng)近13 km微罩面路段進(jìn)行連續(xù)檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果如表5所示。

表5 構(gòu)造深度檢測(cè)結(jié)果

行超車道構(gòu)造深度平均值分別為0.803 mm、0.810 mm，均大于設(shè)計(jì)值0.5 mm，合格率分別為98.7%和99.7%，也即路面的宏觀抗滑性能總體上是較好的。

5.2 排水性能

采用路面滲水儀按照每公里1處、每處1點(diǎn)的檢測(cè)頻率對(duì)微罩面路段滲水系數(shù)進(jìn)行檢測(cè)。滲水檢測(cè)點(diǎn)數(shù)28點(diǎn)，合格點(diǎn)數(shù)28點(diǎn)，合格率達(dá)100%。滲水系數(shù)的大小反應(yīng)路面排水性能的優(yōu)劣，本次檢測(cè)結(jié)果顯示微罩面具有很好的排水能力。微罩面表面磨耗層空隙率較大，而其下粘結(jié)防水層具有較強(qiáng)的封水能力，水分進(jìn)入粘結(jié)防水層后被隔斷，保證舊路面免受雨水侵蝕，同時(shí)滯留的水分沿著路面坡度排出，使路面不產(chǎn)生水霧，利于行車安全。

5.3 降噪性能

車輛在道路上行駛時(shí)因路面不平整或者路面表觀特征發(fā)生振動(dòng)從而產(chǎn)生噪音，同時(shí)輪胎高速行駛時(shí)與路面間對(duì)空氣的擠壓與泵吸也會(huì)產(chǎn)生行駛噪音。微罩面采用半開(kāi)級(jí)配骨架空隙結(jié)構(gòu)，空隙率較大，降低了空隙中的氣壓，可有效降低輪胎在路面上行駛時(shí)因空氣的擠壓與泵吸而產(chǎn)生的噪音。此外，輪胎與路面摩擦產(chǎn)生噪聲后，一方面通過(guò)路面表面的構(gòu)造深度和空隙吸收噪聲，另一方面通過(guò)路表面的紋理反射噪聲，形成漫反射，微罩面由于顆粒較小，相同面積下，表面紋理多，降噪效果十分顯著，如圖2所示。

6 結(jié)語(yǔ)

作為一種新型預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，相對(duì)于超薄磨耗層，微罩面厚度更小并且罩面后不對(duì)其他構(gòu)造物產(chǎn)生影響，由于采用了特制的改性瀝青及粘層油，其耐紫外線老化能力強(qiáng)，罩面后平整度好、路面噪音低且雨天不產(chǎn)生水霧、抗滑性能好，利于行車安全。雖然微罩面的長(zhǎng)期路用性能還有待進(jìn)一步觀測(cè)及分析，但微罩面作為一種新型預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)具有明顯的性能優(yōu)勢(shì)及較大的應(yīng)用空間，將是未來(lái)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的發(fā)展方向。