葛曉剛

山西晉北高速公路養(yǎng)護(hù)有限公司 山西太原 030000

近年來(lái)，隨著高速公路的路面設(shè)計(jì)和施工技術(shù)的發(fā)展，路面的早期沉降和車轍得到了很好的控制，路面的壽命顯著增長(zhǎng)。長(zhǎng)期使用會(huì)降低路面防滑性能，影響道路通行安全，改善路面防滑性能是實(shí)施保護(hù)工程的主要目的之一。綜合分析，提高路面防滑能力的最佳選擇是超薄覆蓋面，這項(xiàng)技術(shù)正在成為高速公路維修工程方案的第一選擇[1]。

1 工程概況

青銀高速（河北區(qū)間）是開(kāi)始于冀魯區(qū)間交界的清河縣，止于鹿泉市，全長(zhǎng)180.91km。2003年4月開(kāi)始建設(shè)，2005年1月開(kāi)通。水泥瀝青穩(wěn)定層是碎石半剛性結(jié)構(gòu)基層和水泥瀝青砼基層的緊密組合整體構(gòu)造。開(kāi)通8年后，銀川濟(jì)南方向k565～k595段的覆蓋路面整體防滑處理指標(biāo)明顯存在不足，對(duì)該段路面正常行駛的安全性會(huì)產(chǎn)生不良影響，需要對(duì)原有覆蓋面道路進(jìn)行防滑處理，而這個(gè)區(qū)間的其他技術(shù)指標(biāo)都較好。反復(fù)研究比較多個(gè)基層施工解決方案的試驗(yàn)結(jié)果，選擇了超薄薄膜覆蓋面的基層施工處理技術(shù)解決方案。一條高速公路的建設(shè)使用時(shí)間已經(jīng)快20年了。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，該工程的部分區(qū)間發(fā)生了車轍、沉降、包裝等病害。為了提高道路工程中使用的安全可靠性，應(yīng)選擇病害最大的區(qū)間，應(yīng)用相應(yīng)措施來(lái)抑制病害的程度和影響。但是，若用以往的傳統(tǒng)熱薄層施工，施工前的溫度控制條件相對(duì)較高，即溫度需控制在160℃，攤鋪厚度也要控制在2.5～3.0cm，才能真正達(dá)到施工預(yù)期。為此，工程師和建設(shè)者決定采smc塑料常溫瀝青薄層改性覆蓋結(jié)合技術(shù)，即將斷斷續(xù)續(xù)地將這種smc塑料常溫薄層改性瀝青乳化混合物和其他聚合物常溫改性瀝青乳化后的瀝青薄層材料緊密結(jié)合在一起來(lái)，結(jié)構(gòu)覆蓋深度大，防滑防水效果明顯，并體現(xiàn)了薄層抗震，耐水損及自我維護(hù)修復(fù)等巨大優(yōu)勢(shì)。

2 高速公路養(yǎng)護(hù)中SMC改性瀝青超薄罩面的應(yīng)用特點(diǎn)及要求

2.1 技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)

在我國(guó)高速公路隧道維修改建工程的前期建設(shè)施工過(guò)程中，smc常溫改性瀝青結(jié)構(gòu)廣泛指在基本混凝柏油瀝青結(jié)構(gòu)中通過(guò)添加各種人工合成的高密度凝聚體和低彈性體，在常溫熔化或分散加熱狀態(tài)下直接作用于基本瀝青柏油結(jié)構(gòu)，并要不斷改善各種瀝青結(jié)構(gòu)混合材料在常溫改質(zhì)環(huán)境下的改質(zhì)施工和處理易行性。這里的高性能聚合體主要是泛指80%的化學(xué)塑料和其他廢輪胎材料制成的化學(xué)橡膠和汽油，20%的其他化學(xué)輔助劑和化學(xué)原料。如此，在我國(guó)高速公路的養(yǎng)護(hù)工程中主要使用的就是瀝青和瀝青的液體混合物，即使在常溫或者是低溫下也會(huì)具有一定流動(dòng)性。smc在常溫運(yùn)行改性瀝青混合作用運(yùn)行一段時(shí)間后，其內(nèi)部膜和溶劑完全揮發(fā)，混合材料逐漸干燥凝固后所形成的材料強(qiáng)度或其在低溫下的抗裂、疲勞性抗開(kāi)裂及高溫抗水浸等損害使用性能與其他作用區(qū)間的材料使用性能一致。需要特別注意的一點(diǎn)是，如果認(rèn)為smc是在常溫下的改性瀝青被廣泛用作后期維修建筑工程的主要粘合劑，則混合材料應(yīng)被連續(xù)配置。這樣，即使在50℃以上的持續(xù)溫度變化環(huán)境下也一樣可以保證攤鋪工作，碾壓成型后馬上就可以開(kāi)放交通，不會(huì)影響地方的構(gòu)造環(huán)境[2]。

一般正常情況下將輕質(zhì)瀝青墻體涂層涂料罩面按其涂層厚度不同大致可以分為3種，薄瀝青涂層混凝土涂料表面層25～30mm，很薄的瀝青涂層混凝土涂料表面層20～25mm，超薄的輕質(zhì)瀝青涂層混凝土涂料表面層15～20mm。厚度25～30mm、20～25mm的基層罩面磚在澆筑基層工程中，也可選擇采用傳統(tǒng)的基層施工處理方法。而一般的超薄塑料罩面就是將15～20mm厚的多層間斷不同級(jí)別塑料的改性熱合物瀝青層混合，均勻通過(guò)攤鋪膠粘到一層改性聚合物裝配改性化學(xué)乳化劑熱瀝青的膠黏層上，必須使用專用塑料攤鋪機(jī)操作完成。特種新型改性乳化瀝青黏結(jié)材料層的沖壓噴灑和特種改性瀝青乳化混合料層的攤鋪同時(shí)進(jìn)行，經(jīng)過(guò)大型壓路機(jī)連續(xù)加熱壓實(shí)以后一次沖壓成型，國(guó)外通?？梢钥s短其作為novachip的施工工藝。

2.2 技術(shù)應(yīng)用要求

該高速公路的建設(shè)者在冬季約2.3km的柏油改性路面上對(duì)于smc型的常溫改性新型柏油路的超薄基層覆蓋面進(jìn)行基層施工鋪裝處理，通過(guò)基層的運(yùn)用試驗(yàn)段和鋪裝處理方法可以確認(rèn)該基層護(hù)理施工處理鋪裝方法的實(shí)際效果是否被企業(yè)所預(yù)期。具體來(lái)說(shuō)，柏油路的地面試驗(yàn)階段車道加寬8.4m，工程初期采用道路分道加寬方式可以提高道路保護(hù)性和控制措施效果。先期已鋪設(shè)兩條主雙向車道，后又鋪設(shè)了超車線。在鋪設(shè)過(guò)程中，攤位主體成型安裝工程一共需要完成兩次。對(duì)已經(jīng)發(fā)生道路病害污染問(wèn)題的各個(gè)區(qū)間車輛進(jìn)行綜合分析后調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該問(wèn)題區(qū)間的大型公交車很多，而且區(qū)間局部地段路面已經(jīng)發(fā)生了橫長(zhǎng)條的裂縫，對(duì)目前高速公路的正常通行控制能力已經(jīng)產(chǎn)生了很大的影響。因此，相關(guān)聯(lián)合所采用的改性修復(fù)瀝青結(jié)構(gòu)材料是一種sbs/smc的復(fù)合型改性瀝青修復(fù)材料，在1.5cm的超薄瀝青覆蓋面上大大降低了傳統(tǒng)施工工藝技術(shù)以及應(yīng)用質(zhì)量控制的技術(shù)難度。但超薄罩面有一定的適用性，當(dāng)路面強(qiáng)度不足PSSI<0.8、路面破損DR>2%、路面平整度IRI>3.5m/km、路面車轍>15mm、路面裂縫率CR>1%時(shí)均不能采用超薄罩面。根據(jù)路面技術(shù)狀況評(píng)定分析，青銀高速擬施工路段滿足超薄罩面的施工條件要求。

圖1 公路技術(shù)狀況評(píng)價(jià)指標(biāo)

當(dāng)然，超薄層罩面也有不利于施工的條件，例如青銀高速，根據(jù)公路建設(shè)項(xiàng)目施工方案中的安排，施工開(kāi)始季節(jié)在10月份，施工中最主要的問(wèn)題其實(shí)就是所用混合料的攤鋪溫度控制，按照國(guó)家≤改性瀝青路面攤鋪施工工藝技術(shù)質(zhì)量規(guī)范≥標(biāo)準(zhǔn)要求，改性瀝青所用混合料平均攤鋪的施工速度一般不得小于3m/min，超薄瀝青罩面每輛改性瀝青所用混合料的平均攤鋪施工時(shí)間一般至少需在30min以上，攤鋪的施工過(guò)程中由于物料溫度散失很快，攤鋪及其壓實(shí)的物料溫度難以達(dá)到正常施工的速度要求。必須及時(shí)做出一些控制措施，以有效減緩高溫瀝青水泥混合材料的固化溫度和熱分解。根據(jù)熱傳導(dǎo)學(xué)的傅立葉定律，通過(guò)等于各面積傳熱的運(yùn)動(dòng)速率和電子溫度梯度及其電子傳熱面積的差異數(shù)值可成正比。溫度值上升得越高，則材料降溫得就更快。在瀝青塊的混合材料中加入有機(jī)溫拌劑等添加劑，具有以下的主要優(yōu)點(diǎn)：

①瀝青溫拌材料添加劑應(yīng)用能夠有效使得建筑瀝青溫拌混合料的施工工作溫度降低40℃左右，氣溫下降的速度可以減慢一半以上，為施工進(jìn)行建筑瀝青溫拌混合料的長(zhǎng)途施工搬運(yùn)、攤鋪、壓實(shí)等復(fù)雜作業(yè)工序贏得較多的時(shí)間。特別是它適宜高速公路較長(zhǎng)距離的重要地段上或進(jìn)行使用瀝青復(fù)合材料的交通運(yùn)輸。同時(shí)又大大增加了對(duì)平鋪瀝青層新材料的粘接黏性，使得新的平鋪瀝青層和老材料路面之間的粘接黏度和性能大大提高，減少了瀝青層材料的快速脫落和分層的現(xiàn)象。②由于瀝青涂層混合料的涂層接縫施工部位施工溫度的散失迅速，接縫極易迅速發(fā)生松散，在其中加入大量溫拌劑后，在相對(duì)較低的施工溫度下對(duì)其瀝青涂層混合料也能夠同時(shí)擁有相對(duì)良好的溫度流動(dòng)性、黏結(jié)性，因此在分層施工處理過(guò)程中對(duì)其接縫也會(huì)變得更加輕柔，適合于瀝青罩面分層施工的同時(shí)分幅依次進(jìn)行接縫攤鋪，保證了超薄的瀝青罩面施工層兩幅之間接縫的密實(shí)、平順?？梢?jiàn)，施工保溫過(guò)程中添加適量溫拌劑，降低了建筑施工過(guò)程溫度的熱量散失，這是目前保障施工過(guò)程質(zhì)量的重要技術(shù)關(guān)鍵，而且對(duì)于采用添加適量溫拌劑的超薄瀝青保溫混合料的方式，是超薄瀝青罩面保溫材料的最佳施工選擇[3]。

3 高速公路養(yǎng)護(hù)中SMC改性瀝青超薄罩面的應(yīng)用控制策略

3.1 做好養(yǎng)護(hù)施工準(zhǔn)備

高速公路正常維修過(guò)程中的基礎(chǔ)工程材料準(zhǔn)備主要應(yīng)該集中在兩個(gè)方面，也就是說(shuō)，掌握原來(lái)瀝青路面的實(shí)際施工情況和采用常溫石油改質(zhì)新型瀝青公路施工現(xiàn)場(chǎng)的優(yōu)化加工處理技術(shù)。根據(jù)實(shí)地調(diào)查的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，在這條新型柏油路的試驗(yàn)中，確認(rèn)了第一階地鋪在路面上面的是一層厚為4cm的新型ac-13c型鋼筋改性瀝青鋼筋混凝土。車轍和車輛推移等道路病害的經(jīng)常發(fā)生主要是因?yàn)轳{駛所地處的高溫環(huán)境。此外，該時(shí)段區(qū)間的車流量較大，集料層表面的涂層瀝青膜容易出現(xiàn)嚴(yán)重的涂層剝離脫落問(wèn)題，部分集料甚至直接暴露在外部環(huán)境下。為此，工程設(shè)計(jì)準(zhǔn)備組的工作人員通常會(huì)及時(shí)清掃原來(lái)的水泥路面，并人工噴灑少量乳化的瀝青。這樣，為原材料路面和路體薄層的有效相互粘合作用提供良好環(huán)境條件。

關(guān)于常溫改性瀝青施工現(xiàn)場(chǎng)的加工工序控制，通過(guò)將攪拌裝置和SBS產(chǎn)品瀝青的混合作業(yè)環(huán)境控制在110～120℃，將混合時(shí)間設(shè)定在30～60min，保證瀝青的性能品質(zhì)。需要注意的是，由于混合和瀝青罐內(nèi)的攪拌裝置，施工過(guò)程必須采用瀝青泵來(lái)實(shí)現(xiàn)循環(huán)混合目標(biāo)。

3.2 攤鋪施工控制

sbs/smc薄層瀝青攤鋪施工技術(shù)與普通熱瀝青的薄層混合物相似，工程專業(yè)技術(shù)人員僅僅只需精確控制一些工程技術(shù)指標(biāo)的精確采值，就可以有效保證薄層攤位施工作業(yè)的穩(wěn)定質(zhì)量和高效益。關(guān)于它的松鋪壓力系數(shù)的強(qiáng)度決定，與通常的類型瀝青這種混合物不同，smc類型瀝青混合物的固體附著性高，所以它在施工時(shí)的技術(shù)人員一般可以適當(dāng)進(jìn)行調(diào)整它的松鋪強(qiáng)度系數(shù)，即在1.3-1.4之間可以進(jìn)行強(qiáng)度控制。另外，由于基層鋪路面同厚度的基礎(chǔ)施工基層控制厚度要求一般為1.5cm，所以還需要根據(jù)實(shí)際施工情況將基層鋪路面的厚度控制設(shè)定為為2cm。排擋制動(dòng)速度的基本確定原則是將排擋速度范圍控制在2m～4m/min。為了確保鋪路機(jī)的連續(xù)性，該高速公路的柏油路的面試階段的鋪路速度可以控制在4m/min。關(guān)于溫度，SMC瀝青混合物對(duì)溫度的靈敏度低，所以最低也可在-30℃的溫度下工作。但是，如果對(duì)攤鋪的溫度沒(méi)有要求的話，需要把攤鋪的溫度控制在110℃。

3.3 碾壓施工控制

由于sbs/smc新型復(fù)合材料改性瀝青粗?；旌狭系墓羌艿V料結(jié)構(gòu)為骨架密實(shí)型礦料結(jié)構(gòu)，因此，粗?；旒嫌靡杂糜诠羌艹尚?，細(xì)?；旒峡梢杂糜谔畛涔羌懿僮鳌４送?，因?yàn)閷?duì)材料進(jìn)行碾壓成型加工作業(yè)易遭到受重型膠輪軋輥壓路機(jī)揉搓密實(shí)性的影響，所以，應(yīng)將采用重型膠輪的材料碾壓成型次數(shù)一般設(shè)置為6遍，且不宜采用大型鋼輪軋輥壓路機(jī)同時(shí)進(jìn)行2遍復(fù)壓。重壓則壓路應(yīng)直接采用雙輪驅(qū)動(dòng)鋼筒式整流壓路機(jī)構(gòu)并進(jìn)行高壓收光且其施工工藝應(yīng)為質(zhì)量安全控制型[4]。

3.4 質(zhì)量效果控制

試驗(yàn)階段的所有施工作業(yè)完成后，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)品質(zhì)檢查要求進(jìn)行品質(zhì)效果控制。需要注意的是，使用SMC常溫瀝青混合材料后，攤位和滾輪工程結(jié)束后可以立即開(kāi)放交通，但盡量避免調(diào)節(jié)器和重型車的緊急停止等車輛的運(yùn)行操作提高高速公路維修工作的耐久性和可靠性。

4 結(jié)語(yǔ)

如上所述，在我國(guó)高速公路汽車維修處理過(guò)程中的smc改性瀝青建筑路面的超薄土層覆蓋面的技術(shù)應(yīng)用可以有效解決改性瀝青路面上已經(jīng)不斷發(fā)生的土層沉降、裂縫等各種病害。例如，施工現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備時(shí)的工作人員一般應(yīng)對(duì)道路面的整理清掃，進(jìn)行人工少量的清理乳化和對(duì)瀝青的清理和噴灑。為原材料路面和路體薄層的有效相互粘合作用提供良好環(huán)境保護(hù)條件。鋪路瀝青施工系數(shù)控制管理是確定瀝青鋪路施工系數(shù)的一個(gè)過(guò)程，與普通的松瀝青這種混合物不同，由于采用smc瀝青混合物的鋪路密實(shí)性高，施工隊(duì)和技術(shù)人員通?？梢赃m當(dāng)進(jìn)行調(diào)整瀝青鋪路施工系數(shù)，即將松控制在1.3-1.4之間。另外，由于基層鋪路面同厚度的基礎(chǔ)施工基層控制厚度要求一般為1.5cm，所以還需要根據(jù)實(shí)際施工情況將基層鋪路面的厚度控制設(shè)定為為5cm。這樣，高速公路上的smc涂層改性劑對(duì)柏油路超薄涂層覆蓋面的保護(hù)作用將可以充分發(fā)揮其在實(shí)踐中的效果，最終實(shí)現(xiàn)優(yōu)化道路交通系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境的目標(biāo)。薄型覆蓋面為了快速有效地恢復(fù)路面的使用性能，費(fèi)用比以往的覆蓋面減少了約40%，使用壽命加長(zhǎng)等措施。在路面平坦度、車轍、防滑方面相當(dāng)于傳統(tǒng)覆蓋面的性能。目前，在中國(guó)施工原材料價(jià)格上漲的情況下，采用超薄覆蓋面的情況有很多，施工中在瀝青混合材料中添加溫制劑，可以降低施工溫度。工程設(shè)備建設(shè)者須明確上述數(shù)據(jù)分析報(bào)告內(nèi)容和結(jié)果，能夠有助于對(duì)不同具備施工技術(shù)條件的我國(guó)高速公路基礎(chǔ)工程設(shè)備進(jìn)行定期維護(hù)，優(yōu)化工程開(kāi)展的材料技術(shù)環(huán)境。