趙金成

(遼寧省交通規(guī)劃設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司 沈陽(yáng)市 110166)

0 引言

丹阜高速公路(丹東至南芬段)于2002通車，雙向四車道高速公路，依據(jù)近期道路綜合檢測(cè)結(jié)果，對(duì)各項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)評(píng)定分析，其網(wǎng)級(jí)評(píng)定結(jié)果為：路面使用性能指標(biāo)網(wǎng)級(jí)PQI為89.59，路面破損狀況指標(biāo)網(wǎng)級(jí)PCI為81.90，平整度指標(biāo)網(wǎng)級(jí)RQI為94.62，車轍指標(biāo)網(wǎng)級(jí)RDI為93.96，抗滑指數(shù)指標(biāo)網(wǎng)級(jí)SRI為92.47。按《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(JTG 5210-2018)的要求，網(wǎng)級(jí)PQI和網(wǎng)級(jí)PCI評(píng)定為良；網(wǎng)級(jí)RQI、網(wǎng)級(jí)RDI、網(wǎng)級(jí)SRI評(píng)定為優(yōu)。

為準(zhǔn)確了解各項(xiàng)養(yǎng)護(hù)技術(shù)的適應(yīng)性與有效性，在丹阜高速公路(丹東至通遠(yuǎn)堡段)鋪筑了極韌超薄層STC-7的試驗(yàn)段。試驗(yàn)段在丹東方向，鋪筑范圍為行車道和超車道，寬度為8.3m，厚度為1.2cm，總長(zhǎng)度為29.483車道公里。同時(shí)，為了試驗(yàn)1.2cm極韌超薄層與2cm超薄磨耗層的兼容性，設(shè)置了兩種不同方案的試驗(yàn)段。方案一為將原路清掃干凈后，直接實(shí)施極韌超薄層；方案二為將原路已有的2cm超薄磨耗層銑刨，清掃干凈后，實(shí)施極韌超薄層。

1 材料組成設(shè)計(jì)

1.1 瀝青

由于極韌超薄層細(xì)集料及填料用量偏低，瀝青的性能對(duì)混合料的整體性能影響較大。為保證鋪筑后的結(jié)構(gòu)達(dá)到較好的使用性能，瀝青采用了高粘高彈改性瀝青，其技術(shù)指標(biāo)要求見(jiàn)表1。

表1 高粘高彈改性瀝青技術(shù)要求

從表1的要求來(lái)看，極韌超薄層中的瀝青指標(biāo)中，60℃動(dòng)力粘度超過(guò)了15×104Pa·s，25℃彈性恢復(fù)指標(biāo)大于90%，大大超過(guò)了國(guó)標(biāo)《高粘高彈道路瀝青》對(duì)高粘高彈改性瀝青的技術(shù)要求。國(guó)標(biāo)具體指標(biāo)要求為：25℃彈性恢復(fù)指標(biāo)大于85%，60℃動(dòng)力粘度大于2×104Pa·s[1]。

1.2 粘層改性乳化瀝青

極韌超薄層由于厚度只有1.2cm，層間粘結(jié)性能對(duì)混合料整體性能影響較大。為了保證界面的粘結(jié)性能，極韌超薄層同步噴灑專用高性能SBS聚合物改性乳化瀝青粘層，用量為0.8～1.0L/m2，其技術(shù)指標(biāo)要求見(jiàn)表2。

表2 SBS聚合物改性乳化瀝青技術(shù)指標(biāo)

從表2改性乳化瀝青指標(biāo)要求來(lái)看，蒸發(fā)殘留物含量要求大于65%，軟化點(diǎn)要求大于65℃，其屬于蒸發(fā)殘留物含量較高，而且軟化溫度高。在滿足這兩項(xiàng)要求的條件下，粘層的層間粘結(jié)效果將大大提高，其抗剪強(qiáng)度指標(biāo)也必然大幅提升。

1.3 集料及礦粉

填料采用遼陽(yáng)小屯的石灰?guī)r礦粉，細(xì)集料采用遼陽(yáng)小屯的石灰?guī)r，分為1.18～2.36mm和0～1.18mm兩檔，粗集料采用本溪連山關(guān)的輝綠巖，分檔為5～8mm。具體各指標(biāo)情況見(jiàn)表3，由表3可知，粗集料、細(xì)集料和礦粉的各指標(biāo)均檢測(cè)合格。

表3 集料和礦粉技術(shù)指標(biāo)表

1.4 級(jí)配組成設(shè)計(jì)

以單檔料篩分情況為基礎(chǔ)，按照級(jí)配范圍要求，初步擬定了各檔料的用量比例。具體為：5～8mm檔集料∶1.18～2.36mm檔集料∶0～1.18mm檔集料∶礦粉=72∶9∶15∶4。具體結(jié)果見(jiàn)表4。

表4 STC-7礦料篩分及合成級(jí)配表

1.5 最佳瀝青用量的確定

根據(jù)合成級(jí)配，結(jié)合以往經(jīng)驗(yàn)，擬定初始油石比中值為6.2%。以0.4%為間隔，確定5個(gè)不同油石比成型試件，分別為5.4%、5.8%、6.2%、6.6%、7.0%。試件成型采用馬歇爾方法，雙面各75次[2]，擊實(shí)時(shí)控制溫度為165℃，拌和鍋控制溫度為175℃[2]。

考慮STC-7的混合料性能，在考慮馬歇爾試驗(yàn)6大主要指標(biāo)的基礎(chǔ)上，以目標(biāo)空隙率為主要指標(biāo)，初步確定最佳油石比為6.1%。

1.6 配合比性能驗(yàn)證

以6.1%的油石比分別成型試件，進(jìn)行穩(wěn)定度試驗(yàn)、動(dòng)穩(wěn)定度試驗(yàn)和飛散損失試驗(yàn)進(jìn)行性能驗(yàn)證，具體結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 STC-7混合料配合比性能驗(yàn)證指標(biāo)

從表5的指標(biāo)情況可以看出，極韌超薄層STC-7各項(xiàng)指標(biāo)均滿足要求，且說(shuō)明混合料具有較好的高溫性能和抗飛散能力。

2 施工工藝及檢測(cè)

極韌超薄層嚴(yán)禁在雨天或路面潮濕的條件下施工，且施工時(shí)氣溫和路表溫度不能低于10℃。

2.1 拌和

極韌超薄混合料應(yīng)采用間歇式設(shè)備拌和，出料溫度宜高于185℃。混合料的干拌時(shí)間應(yīng)多于5s，總的拌和時(shí)間宜為30～50s。

2.2 攤鋪

極韌超薄層應(yīng)采用同步攤鋪設(shè)備。攤鋪速度應(yīng)控制在10m/min左右，攤鋪溫度應(yīng)不低于160℃。

2.3 碾壓

極韌超薄層靠攤鋪機(jī)的熨平板基本可以達(dá)到密實(shí)程度，采用11～13t雙鋼輪壓路機(jī)進(jìn)行靜壓和收光整平即可。開(kāi)始碾壓溫度不得低于140℃，碾壓速度不應(yīng)超過(guò)5km/h。極韌超薄層溫度損失極快，雙鋼輪壓路機(jī)在碾壓過(guò)程中要嚴(yán)格控制灑水量，以瀝青不粘輪為宜。終止碾壓的控制溫度為90℃，開(kāi)放通車的控制溫度為50℃，嚴(yán)禁灑水對(duì)路面降溫。

2.4 質(zhì)量檢驗(yàn)

極韌超薄層攤鋪完工后，路表的集料大小顆粒宜均勻分布，無(wú)透水、薄厚不均、超粒徑顆粒、油斑等現(xiàn)象。完工后可進(jìn)行驗(yàn)收檢測(cè)，檢測(cè)要求見(jiàn)表6。

表6 極韌超薄層驗(yàn)收檢驗(yàn)要求

3 結(jié)論

通過(guò)對(duì)極韌超薄層STC-7材料組成設(shè)計(jì)和施工工藝的研究，主要得出以下結(jié)論：

(1)極韌超薄層采用的高粘高彈改性瀝青25℃彈性恢復(fù)在90%以上，60℃動(dòng)力粘度超過(guò)了15×104Pa·s，大大超過(guò)了國(guó)標(biāo)的技術(shù)要求。

(2)專用的高性能乳化瀝青軟化點(diǎn)要求大于65℃，蒸發(fā)殘留物要求大于65%，具備了高軟化點(diǎn)和高固含量的特性，其抗剪強(qiáng)度較高。

(3)極韌超薄層粗集料采用輝綠巖，細(xì)集料和礦粉采用石灰?guī)r。

(4)通過(guò)適配，確定5～8mm檔集料、1.18～2.36mm檔集料、0～1.18mm檔集料和礦粉的比例為72∶9∶15∶4。通過(guò)試驗(yàn)，確定了極韌超薄混合料的最佳油石比為6.1%，且其穩(wěn)定度試驗(yàn)、動(dòng)穩(wěn)定度試驗(yàn)和飛散損失試驗(yàn)等性能驗(yàn)證指標(biāo)均滿足要求。

(5)按一系列施工工藝控制下的極韌超薄磨耗層外觀平整，各檢測(cè)指標(biāo)均滿足要求，行車噪音顯著降低，行車舒適性和安全性得到明顯提升。