賴士謙

（福建省交通科研院有限公司，福州 350004）

1 引言

高等級公路路面在長期通車運(yùn)營過程中， 因道路交通量日益增大、重載超載現(xiàn)象多，且受惡劣天氣的不斷影響作用下，路面會(huì)逐漸形成功能性損傷，具體表現(xiàn)有路面老化、表面脫落、坑槽、車轍、沉陷和推移擁包等，且路面損傷會(huì)隨著通車時(shí)長的增長而不斷加劇。 因而在公路運(yùn)營3～5 年后，需及時(shí)進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，以避免路面病害的進(jìn)一步擴(kuò)散[1]。

薄層罩面作為一種優(yōu)良的瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，可以修補(bǔ)15 mm 內(nèi)的輕微車轍損傷，并整體提升路面抗滑耐磨性能，延長路面使用壽命[2]，且薄層罩面施工期短，對交通影響程度較低[3]，薄層罩面對惡劣環(huán)境的適用性較強(qiáng)，且高溫穩(wěn)定性優(yōu)異，適用于我國大部分地區(qū)[4]。按照厚度劃分，一般將薄層罩面分為薄層（25～30 mm）、很?。?0～25 mm）、超?。?5～20 mm）[5]，其中超薄罩面的施工工藝較為復(fù)雜， 首先需要將不連續(xù)級配的改性熱瀝青鋪筑于高分子聚合物改性瀝青粘層，隨后借助同步攤鋪機(jī)，將粘結(jié)層聚合物改性瀝青的噴灑和磨耗層瀝青混合料的鋪筑同時(shí)進(jìn)行，最后利用壓路機(jī)碾壓密實(shí)[6]。其主要特點(diǎn)為集料多碎石、級配不連續(xù)，石料中粗集料占比達(dá)七成以上[7]。

本文采用GT TECH 超薄路面技術(shù)， 在沈海高速復(fù)線漳州段進(jìn)行試驗(yàn)段施工，通過在舊路面上新建路面表層，重構(gòu)路面抗滑性能，改善平整度，加鋪在瀝青面上時(shí)阻止原路面的老化，恢復(fù)路表功能，延長路面壽命。

2 材料與配合比設(shè)計(jì)要求

2.1 材料要求

（1）粗集料要求

粗集料（3～6 mm）應(yīng)盡量選擇堅(jiān)固性較強(qiáng)的玄武巖或輝綠巖，軟石占比應(yīng)小于1%，摒棄粘附性較低、硬度較低和表面較光滑的石料，如花崗巖、石灰?guī)r等。

（2）細(xì)集料要求

細(xì)集料（＜2.36 mm）的選取應(yīng)滿足百分百由破碎施工而成的石料，如機(jī)制砂等，有較強(qiáng)的的粘結(jié)能力，表面雜質(zhì)少且未經(jīng)風(fēng)化。

（3）填料要求

填料建議選取無法被水浸潤的憎水性石料， 如石灰?guī)r等，并將其磨勻摩細(xì)得到純凈干燥的礦粉。

（4）纖維穩(wěn)定劑要求

纖維穩(wěn)定劑的摻和占比應(yīng)由瀝青總量的質(zhì)量百分率決定，一般情況下用于開級配抗滑表層（OGFC）的纖維含量不低于0.2%，若必要可提升其摻量，可接受誤差范圍一般控制在±5%。

（5）粘層油要求

粘層油材料選取為超薄路面專用特種改性瀝青，為使得粘層油能夠與包裹集料的瀝青油膜結(jié)合， 應(yīng)使粘層油具備較強(qiáng)的滲透性和相容性。 借助粘層油優(yōu)異的高粘、憎水等性能，可以從本質(zhì)上提高混合料中各個(gè)集料間的粘附性， 保證舊路面與新罩面層形成一個(gè)緊密粘結(jié)的完整體系。 粘層油的施工工藝應(yīng)選擇分步施工，先噴灑粘結(jié)層，再鋪筑瀝青混合料，在攤鋪時(shí)應(yīng)注意不損傷粘層油結(jié)構(gòu)。

2.2 混合料配合比設(shè)計(jì)

（1）級配范圍

瀝青混合料采用GT TECH 超薄路面專用級配瀝青混凝土，其級配范圍應(yīng)滿足表1 要求。

表1 混合料級配范圍

（2）配合比設(shè)計(jì)

由表1 的級配范圍選定相適應(yīng)級配后， 以 （7.0±0.5）%油石比和0.3%纖維穩(wěn)定劑完成馬歇爾擊實(shí)成型試驗(yàn)， 分別測定6.5%、7%、7.5%三組瀝青混合料的析漏損失、飛散損失和馬歇爾孔隙率，由此選出最為合適的油石比。 若三組試驗(yàn)都不能滿足技術(shù)指標(biāo)要求，則重新修正級配。 為驗(yàn)證油石比與配合比的準(zhǔn)確性， 選擇沈海復(fù)線漳州段BK41+750 主車道進(jìn)行試驗(yàn)段的鋪筑工作。

3 原材料及配合比設(shè)計(jì)

根據(jù)熱拌超薄磨耗層特點(diǎn)， 采用熱篩后的礦質(zhì)集料進(jìn)行生產(chǎn)配合比設(shè)計(jì)， 設(shè)計(jì)確定了瀝青混合料礦料組成及級配、瀝青用量，經(jīng)設(shè)計(jì)驗(yàn)證與性能檢測，所設(shè)計(jì)瀝青混合料的技術(shù)指標(biāo)滿足現(xiàn)行規(guī)范對于高等級瀝青路面面層的技術(shù)要求，具有良好的路用性能。

集料采用玄武巖粗集料5～8 mm， 玄武巖細(xì)集料0～3 mm （0～5 mm 冷料篩分出0～3 mm 檔集料使用），礦粉及聚酯纖維、 瀝青采用廣州大象超薄路面公司生產(chǎn)的超薄路面專用特種改性瀝青。

3.1 原材料

（1）瀝青

采用熱拌超薄路面專用特種改性瀝青混合料膠結(jié)料，其檢測結(jié)果滿足要求，詳細(xì)指標(biāo)見表2。

表2 GT TECH 熱拌超薄路面專用特種改性瀝青混合料膠結(jié)料測試結(jié)果

（2）粗集料

3～6 mm 粗集料應(yīng)選用潔凈、干燥、表面粗糙的玄武巖、輝綠巖等硬度和強(qiáng)度高的石料，不能采用與瀝青粘附性差的花崗巖酸性石料， 也不能采用石灰?guī)r等強(qiáng)度低、耐磨性差的石料。 經(jīng)檢測，本次輝綠巖滿足技術(shù)要求，具體檢測指標(biāo)見表3。

（3）填料

瀝青混合料的填料宜采用石灰?guī)r等憎水性石料經(jīng)磨細(xì)得到的礦粉，礦粉要求干燥、潔凈。 本次試驗(yàn)使用成品礦粉，檢測結(jié)果滿足要求。 具體檢測指標(biāo)見表4。

表3 粗集料質(zhì)量檢測結(jié)果

表4 填料質(zhì)量檢測結(jié)果

3.2 配合比設(shè)計(jì)

（1）級配范圍

大象熱拌超薄路面標(biāo)準(zhǔn)厚度為1.5 cm， 根據(jù)施工現(xiàn)場與實(shí)際情況， 計(jì)劃采用1.5 cm 層厚的薄層路面方案，混合料采用大象熱拌超薄路面專用級配瀝青混凝土，其級配范圍須滿足表5 要求。

表5 大象熱拌超薄路面混合料級配范圍

（2）配合比設(shè)計(jì)

確定混合料目標(biāo)孔隙率為15%， 實(shí)際情況選擇三組初試級配， 以7.0%油石比按照馬歇爾試驗(yàn)的方法成型，拌和溫度為185℃，擊實(shí)溫度為175℃，采用雙面擊實(shí)50次成型。 按照目標(biāo)空隙率， 初步確認(rèn)0～3mm 的用量為8%，空隙率在15%左右。

以7.0±0.5%油石比對選定的級配按上述條件進(jìn)行成型試驗(yàn)，纖維采用0.3%添加比例。 根據(jù)要求，優(yōu)選油石比為7.0%。 馬歇爾試驗(yàn)結(jié)果詳見表6。

表6 不同油石比選擇結(jié)果

根據(jù)優(yōu)選油石比和混合料空隙率， 測定選定混合料的析漏損失、飛散損失和馬歇爾孔隙率，檢測結(jié)果顯示選用7.0%油石比的混合料的性能滿足要求，可以進(jìn)行后續(xù)生產(chǎn)。 混合料性能詳見表7。

綜上所述，選擇7.0%油石比的混合料（0～3 mm∶3～6 mm∶6～11 mm∶礦粉=8∶54∶30∶8），外加纖維0.3%，其性能滿足設(shè)計(jì)要求。

表7 大象超薄路面混合料檢測結(jié)果

4 試驗(yàn)段實(shí)例驗(yàn)證

為驗(yàn)證超薄罩面路用性能，2018 年6 月12 日于沈海復(fù)線漳州段BK41+750 主車道進(jìn)行試驗(yàn)段的鋪筑工作， 現(xiàn)階段福建省高速公路的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作常規(guī)以微表處為主，較少采用熱拌薄層進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，需要進(jìn)行技術(shù)積累與效果觀察， 故選擇試驗(yàn)段進(jìn)行熱拌超薄磨耗層進(jìn)行試驗(yàn)觀察。

對施工過程進(jìn)行了取樣，對其瀝青含量、礦料級配及壓實(shí)瀝青混合料指標(biāo)進(jìn)行檢測，并對鋪筑后的路面進(jìn)行了現(xiàn)場測試。 該路段現(xiàn)狀路面情況較好，主要病害為路標(biāo)乏油，表層磨光，部分縱向開裂（圖1）、施工早期車輛刮痕（圖2），還有一處路基下沉導(dǎo)致的沉陷病害。 為實(shí)施超薄磨耗層，需要保證原路面的結(jié)構(gòu)承載力，需要對原路面進(jìn)行病害處理，以及接頭處理，本試驗(yàn)段原路面處理包括起訖端點(diǎn)順接銑刨、路邊標(biāo)線銑刨、裂縫與沉陷處理（圖3）。

圖1 試驗(yàn)段路面縱向開裂

圖2 試驗(yàn)段路面刮痕

圖3 起訖端點(diǎn)處理示意圖

馬歇爾試驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)詳見表8， 檢測結(jié)果均符合要求，礦料級配檢測數(shù)據(jù)詳見表9，檢測結(jié)果均符合要求。

表8 馬歇爾試驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)匯總

表9 瀝青混合料礦料級配

在試驗(yàn)段鋪筑前對老路面進(jìn)行了構(gòu)造深度與滲水系數(shù)的檢測，同時(shí)在試驗(yàn)段鋪筑完成后對大象GT TECH 超薄磨耗層路面也進(jìn)行表面構(gòu)造深度、滲水系數(shù)檢測，檢測結(jié)果如表10 所示。

表10 超薄罩面施工前后現(xiàn)場檢測結(jié)果

5 結(jié)論

超薄罩面技術(shù)作為新型的公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，其優(yōu)異的抗滑、降噪性能符合當(dāng)前公路養(yǎng)護(hù)發(fā)展趨勢，通過試驗(yàn)段鋪筑驗(yàn)收結(jié)果表明，本文采取的大象GT TECH 超薄磨耗層（7%石油比）進(jìn)行罩面鋪裝能夠有效改善路面平整度，各項(xiàng)指標(biāo)皆滿足技術(shù)要求，具有施工便捷、輕薄，不增加橋面恒載、抗滑、平整、降噪、耐磨、環(huán)保等特點(diǎn)，隨著對超薄罩面施工工藝的不斷實(shí)踐開發(fā)， 其應(yīng)用前景必將更加廣闊。