摘要 超薄罩面作為目前瀝青路面預防性養(yǎng)護技術的一種常用技術,能夠有效解決瀝青路面中輕度裂縫、松散、抗滑性能不足等病害,可以提升瀝青路面路用性能,延長路面使用壽命。文章依托江蘇省淮安市S327省道超薄罩面養(yǎng)護維修工程,介紹了高抗滑低噪音X-PAVE10超薄罩面瀝青混合料的原材料要求、配合比設計、施工要點、應用效果等方面的應用情況,可為今后同類X-PAVE10超薄罩面養(yǎng)護工程的使用提供工程借鑒依據(jù)。
關鍵詞 X-PAVE10;超薄罩面;預防性養(yǎng)護
中圖分類號 U418.6 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949(2024)07-0109-03
0 引言
超薄罩面技術是實施厚度在15~25 mm的瀝青磨耗層鋪裝技術,能夠迅速修復坑槽、裂縫、松散、磨光等病害,同時具有抗滑性能強、耐久性能好、黏結強度高、行車噪聲低等特點[1],作為瀝青路面預防性養(yǎng)護常用技術之一,可以延長路面使用壽命,提高行車舒適度與平穩(wěn)性。超薄罩面由于施工厚度薄,可以節(jié)約造價與維護費用,降低能源及材料的消耗,是一種環(huán)境友好型道路鋪裝技術[2]。為提升路用性能,國內(nèi)外研究人員對超薄罩面瀝青混合料進行了大量研究[3]。
經(jīng)歷了多年的工程應用及技術改進,超薄罩面技術也由最早的Novachip逐漸演變成現(xiàn)在不同類型的混合料,其施工設備由最早的必須使用專用攤鋪設備發(fā)展為現(xiàn)在的普通攤鋪設備即可,為其技術的推廣應用創(chuàng)造了有利條件。
高抗滑低噪音X-PAVE10超薄罩面是采用復合多效增強劑、聚酯纖維、SBS改性瀝青與耐磨集料,形成“三抗一實”(抗車轍、抗裂、抗滑、易壓實)的高性能X-PAVE10瀝青混合料。黏層材料采用油性高黏瀝青,具有優(yōu)異的抗施工損傷性能與高黏結強度,能夠保障超薄罩面的使用耐久性。該文結合實體工程,對高抗滑低噪音X-PAVE10超薄罩面在施工過程中的原材料要求、配合比設計、施工要點和應用效果等方面進行了研究,為今后同類工程中X-PAVE10超薄罩面的使用提供了工程參考經(jīng)驗。
1 工程概況
江蘇省淮安市S327省道于2012年建成通車,為雙向四車道一級公路標準,設計速度80 km/h,一般路段路基寬度24.5 m。目前該路段路面整體狀況較好,結構強度狀況優(yōu),僅路面存在較少的病害,但道路已通車約10年,瀝青性能存在一定衰減。為了有效改善路面功能,延緩大修養(yǎng)護的時間,該項目路段進行預防性養(yǎng)護,以延長道路的使用壽命,減少生命周期的養(yǎng)護費用。該項目高抗滑低噪音X-PAVE10超薄罩面實施路段樁號為K89+000~K94+000。設計方案先對行車道8.1 m寬范圍病害進行預處理后再對路面進行拉毛處理(拉毛槽深約0.5 cm),采用高壓水槍清理路表,待路表清潔干燥后鋪設油性高黏瀝青黏層,然后加鋪2 cm高抗滑低噪音X-PAVE10超薄罩面,養(yǎng)護后行車道高程抬高1.5 cm。硬路肩維持現(xiàn)狀,高程不變。
2 原材料
2.1 瀝青
高抗滑低噪音X-PAVE10超薄罩面使用SBS改性瀝青,其技術指標見表1。
2.2 油性高黏瀝青黏層油
X-PAVE10超薄罩面采用油性高黏瀝青黏層油,具有快速固化不黏輪、優(yōu)異的抗施工損傷性能與高黏結強度等性能,能夠保障X-PAVE10超薄罩面的使用耐久性,提高抗剪切和抗推移性能,確保X-PAVE10超薄罩面在使用期間不會發(fā)生脫皮和推移等早期病害,其主要技術指標見表2。
2.3 粗集料、細集料、礦粉
X-PAVE10超薄罩面使用的粗集料、細集料均為玄武巖碎石,礦粉為石灰?guī)r礦粉,集料的各項技術指標均符合《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》(JTG F40—2004)中的相應要求。
2.4 復合多效增強劑
X-PAVE10超薄罩面采用復合多效增強劑,可以提高改性瀝青的高低溫性能,具有一定的溫拌效果,可保證在超薄鋪裝厚度下瀝青混合料的可壓實性,同時,具有“溫拌—高黏—抗車轍—抗裂—抗水損”等多種功能,其技術指標見表3。
2.5 聚酯纖維
X-PAVE10超薄罩面通過添加聚酯纖維來提高瀝青用量,增加混合料的抗裂性能,防止發(fā)現(xiàn)析漏,采用聚酯纖維,其技術指標見表4。
3 X-PAVE10超薄罩面瀝青混合料配合比設計
該次預防性養(yǎng)護維修工程中超薄罩面設計厚度為2 cm,設計公稱最大粒徑為9.5 mm的X-PAVE10級配。X-PAVE10瀝青混合料采用玄武巖(5~10 mm、3~5 mm,0~3 mm)碎石料,礦粉選用石灰?guī)r礦粉,設計級配曲線見圖1。采用不同油石比進行混合料的拌和,成型標準馬歇爾試件,通過馬歇爾試驗、析漏試驗和標準飛散試驗(如圖2所示)確定最佳油石比為6.2%,復合多效增強劑摻量為0.6%,聚酯纖維摻量為0.2%,其體積指標見表5。
4 X-PAVE10超薄罩面瀝青混合料性能驗證
采用車轍試驗評價瀝青混合料高溫抗車轍性能,采用浸水馬歇爾和凍融破裂試驗評價瀝青混合料水穩(wěn)定性能,采用低溫彎曲試驗和四點彎曲疲勞試驗評價瀝青混合料的低溫抗裂性能,試驗結果見表6。從表6中可看出:X-PAVE10超薄瀝青混合料車轍試驗的60 ℃動穩(wěn)定度達7 877次/mm,具有較好的高溫抗車轍形變能力;浸水馬歇爾殘留穩(wěn)定度比為93.5%,凍融劈裂強度比為89.8%,具有優(yōu)異的抗水損性能;從低溫彎曲試驗和四點彎曲疲勞試驗可看出:?10 ℃低溫彎曲應變?yōu)? 288 με,15 ℃,1 000 με四點彎曲疲勞壽命達到63.5萬次,具有優(yōu)異的低溫抗裂性能。
5 X-PAVE10超薄罩面現(xiàn)場施工控制要點
5.1 舊路面處治
施工前先對舊路面局部病害(車轍、裂縫、坑槽等)預處治后進行拉毛處理(0.5 mm),然后加鋪2 cm X-PAVE10超薄罩面。對于輕微的縱、橫縫(裂縫寬度小于3 mm)病害,路面拉毛后將裂縫清縫并用灌縫膠灌縫,沿該裂縫對稱鋪設50 cm寬抗裂膜。嚴重縱、橫向裂縫的處理(裂縫寬度大于3 mm),對于嚴重的單一裂縫,清縫后采用非開挖注漿工藝。對于嚴重的龜裂、沉陷、坑槽病害路段,沿病害范圍銑刨老路瀝青面層和基層,回填8 cmAC-20C瀝青混凝土下面層+4 cmAC-13C瀝青混凝土上面層。
5.2 油性高黏瀝青黏層油灑布
施工前,對拉毛處理后舊路面采用高壓水槍清理路表,清除浮灰、泥土、碎屑及可見水分,確保表面無雜物、無明顯灰塵。采用特制的全自動高壓智能灑布設備進行灑布,灑布前對灑布量進行標定,控制油性高黏瀝青的灑布量在0.15~0.25 kg/m2左右。噴灑黏層油后進行養(yǎng)生,養(yǎng)生時間不少于10 min,在實現(xiàn)不黏輪之前,嚴禁車輛和行人通過。
5.3 施工溫度控制
由于X-PAVE10超薄罩面的成型厚度較薄,混合料在攤鋪過程中散熱較快。因此,應嚴格控制瀝青混合料施工過程中的各項溫度。參考以往施工經(jīng)驗以及在試驗路段進行鋪設,針對X-PAVE10超薄罩面瀝青混合料的溫度控制給出建議值如表7所示。
5.4 X-PAVE10瀝青混合料攤鋪與碾壓
為了適應2 cm厚超薄罩面施工質量要求,攤鋪機必須具備加熱熨平板、自動找平及夯實裝置。啟動速度盡可能放慢,接頭時要進行人工找補,以保證接頭混合料溫度和新老路面銜接平順。在整個攤鋪過程中要勻速、緩慢、平穩(wěn)、連續(xù)攤鋪,控制好平整度。起步速度可控制在2~4 m/min,待正常后以6~12 m/min速度向前均勻連續(xù)攤鋪,松鋪系數(shù)1.15。初壓、負壓采用鋼輪壓路機進行靜壓2~4遍,終壓在路面溫度降低至75 ℃左右采用膠輪碾壓1遍,終壓溫度不能太高,防止混合料底部溫度過高導致碾壓密實。并且高溫情況下,膠輪碾壓容易形成輪跡印,影響平整度。
6 試驗路段現(xiàn)場檢測
X-PAVE10瀝青混合料攤鋪結束后對實驗路段鋪筑的超薄罩面進行了現(xiàn)場檢測,內(nèi)容包括壓實厚度、構造深度、摩擦系數(shù)、平整度、滲水系數(shù)和降噪效果等,試驗檢測的平均結果見表8。從表8中可看出:高抗滑低噪音X-PAVE10施工后,路面的構造深度為0.92 mm、摩擦系數(shù)為66 BPN,與施工前相比,大幅提高了路面的抗滑性能;滲水系數(shù)為1 225 mL/min,具有一定的排水功能,可改善雨天輪胎“水飄”現(xiàn)象,提高雨天路面的抗滑能力,降低事故發(fā)生率。路面平整度為0.98 mm,路面平整度好,行車舒適性高。與施工前路面相比,X-PAVE10超薄罩面層路邊輪胎噪音可降低4 dB,具有明顯的降噪效果。
7 結論
該文結合淮安市S327省道預防性養(yǎng)護工程施工項目,從高抗滑低噪音X-PAVE10超薄罩面原材料要求、配合比設計、施工工藝控制、現(xiàn)場檢測等角度進行全面的研究。從室內(nèi)X-PAVE10瀝青混合料的性能試驗和試驗路段施工后的效果看:X-PAVE10超薄罩面瀝青混合料的性能達到超薄罩面相應指標技術要求,施工后現(xiàn)場路用性能的各項指標均能滿足規(guī)范要求,表明X-PAVE10超薄罩面能夠有效提高路面的抗滑性能、平整度、行車舒適性,可作為預養(yǎng)護技術進行大面積推廣。
參考文獻
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