陳海榮

(廣西北部灣投資集團(tuán)有限公司沿海高速公路分公司，廣西 欽州 530012)

0 引言

瀝青路面在使用過程中，在內(nèi)部自身結(jié)構(gòu)和外部環(huán)境、交通流等多種因素的綜合作用下，容易出現(xiàn)表面老化和早期微型裂縫的現(xiàn)象，逐漸演變成裂縫、麻面、松散以及抗滑下降等病害[1]。廣西屬于亞熱帶海洋季風(fēng)氣候，海洋性氣候明顯，雨量充沛，年平均氣溫為16.8 ℃～23.3 ℃。夏季高溫多雨，冬季溫和少雨，全年高溫潮濕，溫差不大，氣候條件對(duì)瀝青路面非常不利，很容易導(dǎo)致瀝青路面的老化，而且雨水侵蝕會(huì)造成松散和抗滑下降等病害，因此對(duì)瀝青路面開展預(yù)防性養(yǎng)護(hù)尤其重要[2-3]。本文基于廣西某高速公路CAP還原劑預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的應(yīng)用研究，為尋求一種經(jīng)濟(jì)實(shí)用、方便快速修復(fù)路面表面病害，有效提升路面提滑性能的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方式提供參考。

1 工程背景

廣西某高速公路通過改擴(kuò)建成為雙向八車道高速公路，2015年建成通車。路面結(jié)構(gòu)采用4 cm SMA-13改性瀝青混凝土上面層+6 cm AC-20C改性瀝青混凝土中面層+8 cm AC-25C普通瀝青混凝土下面層+36 cm 5.0%水泥穩(wěn)定碎石基層+20 cm 4.5%水泥穩(wěn)定碎石+20 cm級(jí)配碎石。隨著泛北部灣經(jīng)濟(jì)圈、東盟合作開發(fā)、“一帶一路”、粵港澳大灣區(qū)以及西部陸海新通道等國(guó)家經(jīng)濟(jì)戰(zhàn)略的規(guī)劃和實(shí)施，交通量日益上升，導(dǎo)致部分路面出現(xiàn)瀝青老化、微型裂縫和抗滑性下降等早期病害。長(zhǎng)此以往，早期病害將發(fā)展并影響行駛舒適性和安全性，縮短道路的使用壽命[2]。為了探索CAP還原劑對(duì)修復(fù)早期微型裂縫和提升表面抗滑性能的效果，高速公路運(yùn)營(yíng)管理單位于2019年10月在廣西某高速公路K2015+300～K2015+800下行線開展CAP還原劑預(yù)防性養(yǎng)護(hù)試驗(yàn)，并進(jìn)行連續(xù)的跟蹤檢測(cè)。

2 材料

2.1 CAP還原劑

CAP還原劑是采用丹麥高新專利配方和技術(shù)生產(chǎn)的具有自主產(chǎn)權(quán)的路面養(yǎng)護(hù)新型材料。CAP還原劑主要由改性乳化瀝青、表面活化材料、滲透材料、樹脂粘結(jié)材料等多組分材料按一定的配合比合成，是一種含活化物的冷混合產(chǎn)品，可對(duì)老化的瀝青路面進(jìn)行滲透和粘結(jié)，激活老化膠質(zhì)和恢復(fù)其原有性能，提高原有瀝青的抗剝落能力，延長(zhǎng)道路使用壽命[4]。同時(shí)表面灑布級(jí)配細(xì)集料，使路面抗滑性能符合技術(shù)要求，又達(dá)到美觀、降噪的效果。70#A級(jí)石油瀝青和SBS改性瀝青為高速公路最常用的瀝青，老化瀝青其軟化點(diǎn)、延度和針入度三大指標(biāo)均比新瀝青有所下降，甚至低于規(guī)范指標(biāo)。通過室內(nèi)試驗(yàn)和性能指標(biāo)對(duì)比，綜合考慮瀝青老化的程度不同和氣候環(huán)境，在老化瀝青中摻入4.5%～10%的CAP還原劑，還原后的老化瀝青各項(xiàng)性能都能符合《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》技術(shù)要求。見表1。

表1 瀝青性能指標(biāo)比對(duì)表

經(jīng)過多年的研究和應(yīng)用，CAP還原劑已在歐洲多個(gè)國(guó)家的公路上推廣，我國(guó)在浙江、廣東、江西等地區(qū)應(yīng)用，取得了良好的效果。CAP還原劑可根據(jù)工程的應(yīng)用實(shí)際進(jìn)行不同需求的調(diào)配。

2.2 抗滑集料

抗滑集料為高強(qiáng)度、耐磨耗的研磨材料，可選用玄武巖、輝綠巖、高強(qiáng)陶粒等，顏色為灰、黑色，經(jīng)過機(jī)械破碎加工、除塵、篩選分級(jí)而成，粒徑一般為2～4 mm[3]?？够蠟佋贑AP瀝青還原劑上，粘附、擠嵌在路面，改善瀝青路面的微觀結(jié)構(gòu)，達(dá)到提高路面抗滑性能的效果。集料作為抗滑作用力的技術(shù)來源，需嚴(yán)格控制質(zhì)量。見表2。

表2 抗滑集料的技術(shù)指標(biāo)表

3 施工工藝流程

在瀝青路面上同步灑鋪CAP瀝青還原劑和抗滑集料，CAP瀝青還原劑滲透進(jìn)入和填充瀝青空隙，恢復(fù)瀝青質(zhì)原有性能和提高粘附性，同時(shí)抗滑集料擠嵌在表面空隙，提高瀝青路面宏觀構(gòu)造和微觀紋理，達(dá)到路面整體防水抗滑降噪的效果。

3.1 工藝的適用性

CAP瀝青還原劑和抗滑集料施工后只有3～4 mm，厚度較薄，僅適用于路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度滿足正常行車要求，車轍深度<10 mm，沉陷、坑槽、擁包等結(jié)構(gòu)性病害已經(jīng)處治路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。為了充分發(fā)揮滲透和還原作用，施工時(shí)路面溫度在10 ℃以上，作業(yè)路面干燥，施工后24 h內(nèi)無下雨或?yàn)⑺?/p>

3.2 施工流程及設(shè)備工具(圖1)

圖1 CAP瀝青還原劑施工流程圖

(1)材料用量的確定：根據(jù)原路面的技術(shù)狀況、交通量、環(huán)境、通車運(yùn)營(yíng)年限等因素，進(jìn)行施工前材料用量試驗(yàn)，確定適合的材料單位用量。

(2)基面修補(bǔ)：將路面表面的坑槽、裂縫進(jìn)行全面地修補(bǔ)，達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)；清理松散剝落的集料，達(dá)到基面牢固。

(3)清掃：清掃路面的樹葉、泥塊等雜物，保護(hù)起止點(diǎn)，間隔施工區(qū)域。

(4)標(biāo)線/字體：灑鋪區(qū)域?yàn)闃?biāo)線內(nèi)側(cè)，不灑鋪縱向連接虛線，使用移動(dòng)擋板，避免污染標(biāo)線(全覆蓋車道上的標(biāo)線、字體、警示標(biāo)識(shí)后，重新劃線)。

(5)還原滲粘底層CAP和抗滑集料灑鋪：在同步封層車系統(tǒng)中分別設(shè)定CAP還原劑和抗滑集料的灑鋪參數(shù)，駕駛同步封層車，完成灑鋪。

(6)養(yǎng)生：灑鋪完成后，還原劑養(yǎng)生1～2 h，以不粘手為直觀判斷標(biāo)準(zhǔn)，可進(jìn)行下一步工序。

(7)碾壓：使用3～4 t重量的壓路機(jī)進(jìn)行第一次壓實(shí)，壓路機(jī)行駛速度控制在15～20 km/h，往返壓實(shí)重疊碾壓一個(gè)車輪寬度，控制在20～30 cm。共碾壓2遍使抗滑集料嵌入CAP中，加強(qiáng)抗滑集料與瀝青還原劑粘附、擠嵌、緊密，改善瀝青混凝土路面的微觀結(jié)構(gòu)，加強(qiáng)粘結(jié)。

(8)封結(jié)面層油灑鋪：碾壓完后，用同步封層車再灑鋪面層油。

(9)二次養(yǎng)生：養(yǎng)生2～3 h，以不粘手為直觀判斷標(biāo)準(zhǔn)。待充分滲透并干燥固化后，開放交通。

3.3 CAP還原劑施工設(shè)備

CAP還原抗滑封層施工的工具較為簡(jiǎn)單，無需大型設(shè)備進(jìn)場(chǎng)，同步封層車為主要的設(shè)備。見表3～4。

表3 CAP還原劑施工機(jī)械設(shè)備一覽表

表4 封層車主要技術(shù)參數(shù)表

4 工程質(zhì)量控制

4.1 材料及設(shè)備

(1)施工前，需按照規(guī)范要求對(duì)材料進(jìn)行檢測(cè)，各項(xiàng)指標(biāo)符合標(biāo)準(zhǔn)后，方可使用。

(2)施工前，應(yīng)對(duì)同步封層車的各系統(tǒng)進(jìn)行檢查，包括液壓系統(tǒng)、導(dǎo)熱系統(tǒng)、氣動(dòng)系統(tǒng)、灑鋪及循環(huán)管路等，各系統(tǒng)正常方可使用。

(3)灑鋪前應(yīng)對(duì)路面的各種病害進(jìn)行預(yù)處理，達(dá)到正常施工條件時(shí)，方可進(jìn)行施工。

4.2 質(zhì)量控制

(1)還原劑材料可在常溫下使用，但在天氣較冷時(shí)，應(yīng)開啟封層車的加熱系統(tǒng)，對(duì)還原劑材料進(jìn)行適當(dāng)加溫，當(dāng)材料溫度>60 ℃，效果最佳。

(2)根據(jù)路面構(gòu)造深度及滲水率，確定材料的單位用量(必要時(shí)做試驗(yàn)段確定)，滲粘底層CAP還原劑用量范圍為0.5～0.7 kg/m2，抗滑集料用量范圍為3.5～5 kg/m2，封結(jié)面層CAP瀝青還原劑用量范圍為0.4～0.6 kg/m2(材料用量根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)確定最適合用量)。

(3)在同步封層車系統(tǒng)中，分別設(shè)定還原劑及抗滑集料的灑鋪參數(shù)，按照同步封層車電腦給出的推薦車速，駕駛同步車，通常灑鋪車速約6 km/h。

(4)同步封層車噴灑起步時(shí)，應(yīng)安排專人對(duì)還原劑噴頭及抗滑集料料倉(cāng)門進(jìn)行監(jiān)控，當(dāng)發(fā)現(xiàn)噴頭或料倉(cāng)門未正常工作時(shí)，及時(shí)通知駕駛員，停止作業(yè)，檢修正常后再進(jìn)行施工。

(5)同步封層車濾網(wǎng)是循環(huán)管路的重要部件，在使用過程中，要求每噴灑完一車材料，濾網(wǎng)必須更換一次，以保證管路的暢通，避免噴灑管的還原劑輸出量過小。

4.3 驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)

現(xiàn)場(chǎng)完成施工后，需開放交通由道路車輛在自然狀態(tài)下進(jìn)行碾壓。開放交通使用15～30 d內(nèi)，進(jìn)行施工路段交工檢查及驗(yàn)收，評(píng)估施工質(zhì)量。主要的檢查項(xiàng)目、要求、頻率及方法如表5所示。

表5 質(zhì)量檢測(cè)技術(shù)參數(shù)表

4.4 質(zhì)量跟蹤檢測(cè)

為了掌握廣西某高速公路K2015+300～K2015+800下行CAP還原劑預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的施工和使用效果，高速公路管理單位開展連續(xù)不定期的質(zhì)量跟蹤檢測(cè)。檢測(cè)數(shù)據(jù)表明：CAP還原劑可以有效地修復(fù)老化瀝青質(zhì)、提高路面構(gòu)造深度和摩擦系數(shù)，達(dá)到預(yù)防路面老化的效果[5]。見表6。

表6 質(zhì)量跟蹤檢測(cè)表

5 結(jié)語

CAP還原劑具有較強(qiáng)的滲透性和激活性，可以滲透路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部，快速地恢復(fù)老化瀝青質(zhì)技術(shù)指標(biāo)；具有較強(qiáng)的粘結(jié)性，可以封閉和填充表面微型裂縫，達(dá)到封縫和防水的使用目的，預(yù)防光、熱和雨水進(jìn)一步對(duì)路面結(jié)構(gòu)的損壞；同時(shí)有效地推遲路面表面集料的松散；高磨耗的集料通過CAP還原劑與舊路面進(jìn)行粘結(jié)，形成新的表面磨耗層，提升路面抗滑性能；電腦控制系統(tǒng)，可以更科學(xué)、更精準(zhǔn)地根據(jù)不同的路況進(jìn)行施工，達(dá)到最佳效果；同步灑鋪封層車施工，可以縮短施工時(shí)間，減少道路行車干擾；每平方造價(jià)在25～30元，使用壽命達(dá)5年以上，有利于降低道路養(yǎng)護(hù)成本，提高經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。