潘濤，李志超

（山東高速股份有限公司臨沂運管中心，山東棗莊 277000）

0 引言

與普通瀝青材料相比，超薄罩面材料在降噪和防水方面比普通瀝青具有更好的防滑性能。因此，其被用于高等級路面的施工，可以在預(yù)防和糾正輕度病害方面發(fā)揮作用，還具有良好的舒適性和安全性、施工較靈活，施工溫度范圍廣、性價比較高的優(yōu)點[1-3]。一般情況下，超薄罩面的厚度只有1.5～2cm，但與路面黏結(jié)更緊密，因此，該工藝被廣泛采用，對公路養(yǎng)護工程來說，是一種兼具技術(shù)可靠性與經(jīng)濟可行性的新工藝。SMA-8 高韌性超薄瀝青罩面是在超薄表面層與下承層之間通過鋪設(shè)高黏韌性改性瀝青預(yù)拌碎石封層加強層間黏結(jié)，防止表面層的剪切破壞和路表水下滲引起下層瀝青混凝土的水損害，在滿足表面層功能要求的同時，也保證了整個路面結(jié)構(gòu)的合理性。

1 材料參數(shù)

1.1 原材料要求

生產(chǎn)高韌性瀝青瑪蹄脂碎石混合料SMA-8 的集料包括5～8mm 玄武巖（可用S12 玄武巖過9mm×9mm 篩后獲得）、3～5mm 玄武巖（S14）和0～3mm 玄武巖（S16）三檔，集料質(zhì)量滿足規(guī)范要求，經(jīng)處理后的集料應(yīng)保證潔凈、干燥以及具有粗糙的表面。

集料必須經(jīng)水洗除去表面吸附粉塵后風(fēng)干使用，處理后的集料應(yīng)保證潔凈、干燥以及具有粗糙的表面。粗集料與瀝青間應(yīng)有良好的黏結(jié)力，要求黏結(jié)力達到5級。用于高韌性瀝青瑪蹄脂碎石混合料SMA-8 的礦粉必須采用石灰?guī)r經(jīng)磨細得到的礦粉，原石料中的泥土雜質(zhì)應(yīng)清除干凈。拌和機的粉塵不得作為礦粉回收使用。用于高韌性瀝青瑪蹄脂碎石混合料SMA-8 的礦粉應(yīng)干燥、潔凈，能自由地從礦粉倉流出；纖維應(yīng)在250℃的干拌溫度下不變質(zhì)、不發(fā)脆，使用纖維必須符合環(huán)保要求，不危害健康。纖維必須在混合料拌和過程中能夠充分分散均勻。纖維應(yīng)存放在室內(nèi)或有棚蓋處，松散纖維在運輸及使用過程中應(yīng)避免受潮，不結(jié)團。其質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)達到表1中的相關(guān)要求。

表1 高黏韌性SMA混合料對粗集料的技術(shù)要求

高韌性超薄罩面與原路面間的防水層采用高黏韌性改性瀝青，具有應(yīng)力吸收功能。黏層材料具有高黏、高彈、高軟化點的特點，以及優(yōu)異的抗剪強度，可確保服役期內(nèi)薄層罩面結(jié)構(gòu)與原路面的緊密黏結(jié)。罩面瀝青膠結(jié)料采用高黏、穩(wěn)定型瀝青膠結(jié)料，抗疲勞與彈性恢復(fù)性能優(yōu)異，儲存穩(wěn)定性良好。其質(zhì)量指標(biāo)應(yīng)達到表2中的相關(guān)要求。

表2 高韌性瀝青瑪蹄脂碎石混合料對高韌性瀝青的技術(shù)要求

1.2 配合比要求

高韌性瀝青瑪蹄脂碎石混合料SMA-8 采用馬歇爾試驗配合比設(shè)計方法進行混合料設(shè)計，建議的礦料級配范圍見表3。

表3 通過篩孔的質(zhì)量百分率

1.3 SMA-8混合料的路用性能要求

在馬歇爾試驗確定混合料設(shè)計結(jié)果的基礎(chǔ)上，按照標(biāo)準(zhǔn)試驗方法檢驗高韌性瀝青瑪蹄脂碎石混合料SMA-8的路用性能，具體要求見表4。

表4 SMA-8 混合料的路用性能要求

2 施工工藝流程

2.1 對局部裂縫、坑槽等病害進行預(yù)處理

施工前需對下承層進行清理，并對局部裂縫、坑槽等病害進行預(yù)處理。

（1）寬度小于5mm 的細微裂縫

對已貼縫或灌縫、裂縫較為穩(wěn)定，但貼縫或灌縫材料凸起高度較高的，為避免影響后期超薄罩面材料壓實，采用清除灌縫料或貼縫材料，重新開槽灌縫：清除原灌縫材料，重新進行平齊式開槽灌縫，開槽尺寸為12mm 寬×12mm 深。對灌縫料或貼縫帶凸起高度較小，不影響后期壓實的，無需進行清除。對出現(xiàn)的輕微裂縫縫壁無散落、支縫、縫寬不超過5mm 的裂縫，清除裂縫內(nèi)雜物及塵土后，開槽后使用灌縫膠灌縫。

（2）裂縫寬度大于5mm、縫壁散落嚴重或伴隨3條以上支裂縫的嚴重裂縫

銑刨4cm 上面層，銑刨長度為1m（行車方向），銑刨寬度為3.58m（即車道分界線與車道邊緣線之內(nèi)5cm）。中面層銑刨面存在輕微裂縫的路段，使用灌縫膠灌縫，回鋪4cm SMA-13，瀝青層銑刨面底面上噴灑PCR 改性乳化瀝青黏層（參考用量0.4～0.6L/m2），側(cè)面涂刷灌縫膠。中面層破損嚴重的路段，繼續(xù)銑刨6cm中面層，銑刨長度為2m（行車方向），下面層有輕微裂縫的路段，使用灌縫膠灌縫，回鋪4cm SMA-13+6cm SBS 改性瀝青AC-20C，瀝青層銑刨面底面上噴灑PCR改性乳化瀝青黏層（參考用量0.4～0.6L/m2），側(cè)面涂刷灌縫膠。

（3）密集橫縫

當(dāng)裂縫間距較近（小于10m 時），且裂縫長度貫穿整個車道時，以車道為基本單位進行連片銑刨。處治深度根據(jù)病害程度確定。整體銑刨后，銑刨面上的輕微裂縫按照上述原則進行處治，嚴重病害進行局部挖補，如圖1所示。同時對路表進行找平，并確保路表干燥無積水。

圖1 裂縫病害預(yù)處理（裂縫銑刨和抗裂貼施工）

罩面方案：路面清掃后處治相應(yīng)裂縫病害，鋪撒高黏韌性瀝青碎石封層，再罩面1.5cm 高韌性SMA-8，壓實后重新施劃標(biāo)線。

2.2 封層施工

（1）封層用碎石為3～5mm 粒徑范圍堅硬、清潔、干燥、無風(fēng)化、無雜質(zhì)的玄武巖集料（宜采用5‰基質(zhì)瀝青預(yù)拌），主要作用是對下承層加固補強和有效黏結(jié)的同時，起到防水保水的作用。

（2）施工前對灑布設(shè)備進行仔細清理，在拌和站對瀝青灑布量進行標(biāo)定，并檢查噴嘴堵塞狀態(tài)，確定瀝青灑布量為1.5kg/m2，如圖2、圖3所示，灑布溫度為195℃，確保瀝青灑布狀態(tài)呈扇面打開狀態(tài)。碎石撒布量為5kg/m2。

圖2 瀝青灑布量標(biāo)定及噴嘴狀態(tài)檢測（1.5kg/m2）

圖3 黏層灑布后的狀態(tài)

（3）封層施工時，在起始和終止位置鋪設(shè)瀝青氈，避免漏灑和過灑，同時也能有效避免接頭路段的路面污染，更可以準(zhǔn)確進行橫向連接。

2.2 配合比調(diào)試

根據(jù)目標(biāo)配比檢測的體積指標(biāo)和性能指標(biāo)情況，確定拌和機試拌生產(chǎn)配比為：6～9mm∶3～6mm∶0～3mm∶礦粉=59∶13∶18∶10，瀝青用量為6.5%；6～9mm∶3～6mm∶0～3mm∶礦粉=59∶13∶18∶10，瀝青用量為6.7%。試驗結(jié)果見表5。

表5 不同瀝青含量體積指標(biāo)結(jié)果

根據(jù)體積指標(biāo)試驗結(jié)果，對生產(chǎn)配比進行微調(diào)，比例為：6～9mm∶3～6mm∶0～3mm∶礦粉=59∶12∶18∶11，瀝青用量為6.6%。

2.3 拌和

根據(jù)具體情況經(jīng)試拌確定，高黏韌性改性瀝青加熱溫度185℃，礦料加熱溫度為205℃，混合料出料溫度為190℃，混合料干拌10s、濕拌45s。以瀝青均勻裹覆集料為度，無花白料、無團塊或離析現(xiàn)象。

2.4 混合料的運輸

（1）因混合料壓實厚度為1.5cm，所以壓實過程中熱量散失較快。為保證壓實密度，混合料在運輸過程中應(yīng)采取有效的保溫措施，避免熱量散失，采用大噸位的運料車運輸，實際運輸中，料車裝料25t。

（2）運料車車廂板上涂一薄層防止瀝青黏結(jié)的隔離劑或防黏劑。

（3）運料車進入攤鋪現(xiàn)場時，保持輪胎清潔。

（4）攤鋪過程中運料車在攤鋪機前100～300mm 處停住，空擋等候，由攤鋪機推動前進開始緩緩卸料。

（5）料車中混合料溫度：靠近料車邊緣處178℃，靠近料車中心處194℃。

2.5 混合料的攤鋪

（1）高韌性超薄罩面混合料SMA-8 不得在氣溫低于15℃、黏結(jié)層潮濕、大風(fēng)等環(huán)境下施工。

（2）攤鋪作業(yè)前，攤鋪機的受料斗應(yīng)涂刷薄層隔離劑或防黏結(jié)劑。

（3）攤鋪溫度控制在185℃，松鋪系數(shù)經(jīng)試鋪確定（本試驗段采用1.15）。在攤鋪施工前1h 進行熨平板的預(yù)熱工作，熨平板溫度130℃。

（4）為減少施工接縫對橋面鋪裝層使用質(zhì)量的影響，根據(jù)破損面積大小，盡量采用全幅攤鋪。

（5）攤鋪機必須緩慢、均勻、連續(xù)不斷地攤鋪，不得隨意變換速度或中途停頓，以提高平整度，減少混合料的離析，攤鋪速度宜控制在2m/min。

（6）SMA-8 混合料攤鋪前應(yīng)檢查下部黏結(jié)層狀態(tài)，滿足后續(xù)攤鋪的條件時方可繼續(xù)施工。

2.6 混合料的碾壓

混合料攤鋪后必須在高溫狀態(tài)下開始碾壓，不得等候，不得在低溫狀態(tài)下反復(fù)碾壓，防止磨掉石料棱角、壓碎石料，破壞石料嵌擠。

（1）初壓：經(jīng)調(diào)整，初壓采用雙鋼輪壓路機靜壓1遍，然后振壓2遍，緊跟攤鋪機后，保持較短的初壓區(qū)長度（宜控制在40m 以內(nèi)），以盡快使表面壓實，減少熱量散失。通常碾壓速度控制在2～3km/h，溫度不低于180℃。

（2）復(fù)壓：復(fù)壓采用鋼輪壓路機振動方式碾壓4遍，且不隨意停頓。溫度不低于160℃，壓實速度控制在3～4km∕h。

（3）終壓：終壓采用雙鋼輪壓路機靜壓3～4 遍。碾壓速度控制在3～5km∕h，溫度不低于135℃，至無明顯輪跡為止。

（4）碾壓完畢后封閉交通，待路面溫度冷卻至常溫后通車。

（5）接縫處理等其他環(huán)節(jié)按現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范執(zhí)行。

（6）為防止碾壓過程中出現(xiàn)黏輪現(xiàn)象，壓路機光輪應(yīng)及時刷涂植物油。

3 材料應(yīng)用范圍

薄層罩面使原路面增加了一個新面層，能整體提升路面平整度、承載力、提高路面抗滑指數(shù)。薄層罩面的實施對原有路面病害的維修大幅提高了路面使用性能，延長了路面使用壽命，較路面挖補維修，減少了路面挖補工序，節(jié)省了施工時間，減少了廢料的產(chǎn)生與碳排放。按照高速公路2021 年專項工程維修清單價計算，較路面上面層挖補維修節(jié)省養(yǎng)護資金30%～40%；薄層罩面壓實厚度1.5cm，實際施工采用三檔骨料級配，瀝青用量6.6%，當(dāng)路面車轍深度大于1.0cm，輪跡帶車轍部位壓實度難以保證，超壓或過壓易出現(xiàn)表面泛油現(xiàn)象。作為預(yù)防性養(yǎng)護措施，工程造價性價比優(yōu)勢顯著。應(yīng)用范圍包括：

（1）高速公路路表功能層的快速直接罩面；

（2）非結(jié)構(gòu)性失穩(wěn)而出現(xiàn)性能衰退道路的預(yù)防性養(yǎng)護與修復(fù)性養(yǎng)護；

（3）隧道瀝青鋪裝；

（4）水泥路面或高架橋路面的單層罩面，用于修復(fù)道路中輕度病害、解決層間黏結(jié)問題、提高道路耐久性。

該技術(shù)先后應(yīng)用于嵐曹高速蘭陵段、東呂高速聊城段、榮烏高速濰坊段、濰萊高速膠萊河等項目的預(yù)防性養(yǎng)護工程，累計推廣應(yīng)用里程近100km。

4 結(jié)語

瀝青薄層罩面的施工過程對工程質(zhì)量的提高和道路工程的性能有重大影響。超薄罩面與原路面間的預(yù)拌碎石封層，采用高黏韌性改性瀝青，兼具有應(yīng)力吸收功能。封層材料具有高黏、高彈、高軟化點的特點，兼具有優(yōu)異的抗剪強度，可確保服役期內(nèi)薄層罩面結(jié)構(gòu)與原路面的緊密黏結(jié)。罩面瀝青膠結(jié)料采用高黏、穩(wěn)定型瀝青膠結(jié)料，抗疲勞與彈性恢復(fù)性能優(yōu)異，儲存穩(wěn)定性良好。本文對SMA-8 高韌性瀝青薄層罩面材料的優(yōu)勢及適用范圍進行總結(jié)，分析材料參數(shù)及施工工藝，為高速公路的預(yù)防性養(yǎng)護提供了技術(shù)支撐，對提高道路工程質(zhì)量和交通安全水平具有重要意義。