劉保坤

（石家莊市公路橋梁建設(shè)集團(tuán)有限公司，石家莊 050000）

1 引言

現(xiàn)階段，95%以上的高速公路路面采用瀝青混凝土材料，相較于其他類型的路面， 瀝青路面的行車舒適性較高、 噪聲低、抗滑性強(qiáng)，因此應(yīng)用較多。 瀝青路面主要由瀝青膠結(jié)料及碎石集料等構(gòu)成，在外界環(huán)境和行車荷載的長期影響下，瀝青路面長時(shí)間運(yùn)營后難免出現(xiàn)病害問題，包括車轍、裂縫、沉陷等[1]，因此，瀝青路面在使用一定周期后需進(jìn)行必要的養(yǎng)護(hù)維修處理。 冷拌碎石磨耗層常用來進(jìn)行高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)，其厚度較小，一般約為0.5 cm，且養(yǎng)護(hù)成本較低，能較好地應(yīng)用于高速公路罩面養(yǎng)護(hù)施工，無任何廢料產(chǎn)生，且能耗排放量較低，滿足綠色施工要求，可實(shí)現(xiàn)散點(diǎn)施工。

本文重點(diǎn)研究了冷拌碎石磨耗層原材料設(shè)計(jì)、 施工技術(shù)要點(diǎn)等，并在具體工程中進(jìn)行應(yīng)用。

2 路面抗滑性能提升處治技術(shù)方案對(duì)比分析

高速公路在運(yùn)營一段時(shí)間后， 由于瀝青路面長時(shí)間暴露在外，且不斷受到行車荷載和車輛的磨耗影響，使其抗滑性能不斷降低，在雨季、雪天等天氣條件下容易導(dǎo)致交通事故，使行車舒適性和安全性大打折扣[2]。 目前，高速公路瀝青路面抗滑性能提升方案主要是采用磨耗層。 根據(jù)施工工藝、 材料構(gòu)成、適用范圍等不同，磨耗層可分為冷拌碎石磨耗層、纖維超粘磨耗層、極薄磨耗層以及超薄磨耗層等，具體分析如下。

2.1 冷拌碎石磨耗層

冷拌碎石磨耗層的級(jí)配特征以單一粒徑為主， 厚度約為0.5 cm，主要施工原材料為高性能膠結(jié)料底層、膠結(jié)料上封層、單一粒徑碎石等，借助同步磨耗層車進(jìn)行施作，預(yù)期的使用年限在3～5 年。 冷拌碎石磨耗層的厚度較小，可有效降低瀝青膠結(jié)料和碎石集料的使用，因此，養(yǎng)護(hù)成本較低，能較好地應(yīng)用于公路單車道和罩面養(yǎng)護(hù)施工，無任何廢料產(chǎn)生，且能耗較低，滿足綠色施工要求，但在施工中對(duì)碎石和膠結(jié)料的質(zhì)量要求較高。據(jù)統(tǒng)計(jì)，冷拌碎石磨耗層的單價(jià)在28～38 元/m2，主要適用于病害較少且程度較輕路段的養(yǎng)護(hù)，可以實(shí)現(xiàn)散點(diǎn)施工。

2.2 纖維超粘磨耗層

纖維超粘磨耗層的級(jí)配特征以連續(xù)密級(jí)配為主， 厚度在1.0 cm 左右，主要施工原材料為纖維，借助纖維改性專用攤鋪機(jī)進(jìn)行施作，預(yù)期的使用壽命在3～5 年。 纖維超粘磨耗層抗滑封水效果良好，由于纖維的摻入，能確保路面抗裂性能，施工速度較快且對(duì)交通影響較小，能較好地應(yīng)用于公路單車道和罩面養(yǎng)護(hù)施工，且能耗較低，但噪聲較大，層間黏結(jié)效果不佳[3]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，纖維超粘磨耗層的單價(jià)在30 元/m2以內(nèi)，主要適用于病害較少且程度適中路段的養(yǎng)護(hù)。

2.3 極薄磨耗層

極薄磨耗層的級(jí)配特征以間斷密級(jí)配為主，厚度約1.2 cm，主要施工原材料為改性瀝青膠結(jié)料、改性乳化瀝青等，借助一體化攤鋪機(jī)進(jìn)行施作，預(yù)期的使用年限在4～5 年。 極薄磨耗層可有效減少行車水霧現(xiàn)象的產(chǎn)生，結(jié)合其較大的構(gòu)造深度，能降低路面噪聲，較好地適用于標(biāo)高限制路段，然而在使用中只能用作罩面，且需要專門的設(shè)備和材料，成本較高[4]。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，極薄磨耗層的單價(jià)在60 元/m2以內(nèi)， 主要適用于病害較少且程度適中路段養(yǎng)護(hù)。

2.4 超薄磨耗層

超薄磨耗層的級(jí)配特征以間斷密級(jí)配為主，厚度約2.0 cm，主要施工原材料為不粘輪乳化瀝青、復(fù)合增效劑等，借助常規(guī)攤鋪機(jī)進(jìn)行施作，預(yù)期的使用年限在5～6 年。 超薄磨耗層對(duì)的噪聲低、抗滑耐久性好，施工設(shè)備簡單，能較好地應(yīng)用于公路單車道和罩面養(yǎng)護(hù)施工，但成本較高。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，超薄磨耗層的單價(jià)在53 元/m2以內(nèi)， 主要適用于病害較多且程度較大路段養(yǎng)護(hù)。

3 工程概況

某高速公路建設(shè)項(xiàng)目全線長94.689 km，設(shè)計(jì)行車速度為80 km/h，路基寬度為26 m，瀝青混凝土路面，按照公路-Ⅰ等級(jí)，雙向四車道，屬于早期修建的高速公路，運(yùn)營使用年限為30 年。該高速公路前期經(jīng)過了大中修養(yǎng)護(hù)，現(xiàn)階段通過全線勘察發(fā)現(xiàn)，公路局部路段存在部分病害問題，且路面抗滑性能較差，影響行車舒適度，現(xiàn)階段建設(shè)單位擬組織養(yǎng)護(hù)隊(duì)伍實(shí)施小修養(yǎng)護(hù)，綜合考慮下決定采用冷拌碎石磨耗層進(jìn)行施作，并對(duì)其施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行重點(diǎn)研究。

4 冷拌碎石磨耗層原材料設(shè)計(jì)分析

4.1 集料

本項(xiàng)目冷拌碎石磨耗層集料選用粒徑為5 mm 的玄武巖，其主要技術(shù)指標(biāo)見表1。 結(jié)合表中數(shù)據(jù)可得，所選用的集料滿足規(guī)范要求。

表1 冷拌碎石磨耗層集料技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

4.2 膠結(jié)料

瀝青路面中冷拌碎石磨耗層采用的高性能黏結(jié)劑技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)以及檢測結(jié)果見表2。

表2 高濃改性乳化瀝青技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

5 冷拌碎石磨耗層施工技術(shù)要點(diǎn)

5.1 預(yù)拌碎石

本項(xiàng)目選用的碎石為3～5 mm、5～10 mm 玄武巖碎石，并采用4 mm 篩網(wǎng)進(jìn)行過篩，篩余即為冷拌碎石磨耗層中碎石集料，該方法還可以起到除塵的作用。 利用MARINI300 拌和樓進(jìn)行碎石預(yù)拌，確保瀝青膠結(jié)料可均勻包裹碎石表面[5]。

5.2 乳化瀝青灑布

首先，在既有路面表面均勻撒布一層改性乳化瀝青，乳化瀝青的灑布量控制在0.5 kg/m2， 要求乳化瀝青徹底破乳完成后再展開下步工序。

5.3 同步施工

采用同步碎石封層車進(jìn)行施工， 以確保碎石封層和黏結(jié)劑可有效黏結(jié)。 將預(yù)拌后的玄武巖碎石和改性乳化瀝青同步鋪灑于既有路面， 確保玄武巖集料碎石可與改性乳化瀝青之間充分接觸，兩者間的裹附面積需滿足施工要求[6]。再采用30 t膠輪壓路機(jī)進(jìn)行3 遍左右的碾壓施工， 以形成冷拌碎石磨耗層。 施工完畢后采用路面清掃車將多余碎石進(jìn)行清理，確保足夠整潔。 該施工環(huán)節(jié)中玄武巖碎石灑布量在8 kg/m2左右，改性乳化瀝青灑布量在1.3 kg/m2左右。

5.4 乳化瀝青再次灑布

同步碎石封層車施工完畢后， 待改性乳化瀝青完全破乳完成，進(jìn)行改性乳化瀝青二次噴灑，灑布量在0.5 kg/m2。

5.5 施工質(zhì)量檢測

為改善該高速公路瀝青路面抗滑性能， 擬采用冷拌碎石磨耗層技術(shù)進(jìn)行養(yǎng)護(hù)處理， 施工完畢后選擇合適路段進(jìn)行施工質(zhì)量檢測，并選用抗滑擺值作為評(píng)價(jià)指標(biāo)，采用擺式摩擦系數(shù)儀檢測檢測路段路面的抗滑性能[7]，其檢測結(jié)果見表3。并選擇6 個(gè)檢測點(diǎn)位分別檢測冷拌碎石磨耗層滲水系數(shù)、 構(gòu)造深度以及摩擦系數(shù)等指標(biāo)，具體檢測結(jié)果見表4。

表3 冷拌碎石磨耗層路面試驗(yàn)段抗滑擺值檢測結(jié)果

表4 冷拌碎石磨耗層路面施工效果

根據(jù)表3、表4 結(jié)果可知，采用冷拌碎石磨耗層技術(shù)進(jìn)行公路養(yǎng)護(hù)處理后，路面抗滑性能得到有效提高，且病害問題得到了有效改善。

6 結(jié)語

本文就冷拌碎石磨耗層在高速公路抗滑性能提升中的應(yīng)用進(jìn)行研究，結(jié)合實(shí)際高速公路路面工程，圍繞冷拌碎石磨耗層原材料設(shè)計(jì)、施工技術(shù)要點(diǎn)進(jìn)行展開，并對(duì)其施工質(zhì)量進(jìn)行檢測。 研究結(jié)果表明，采用冷拌碎石磨耗層技術(shù)進(jìn)行公路養(yǎng)護(hù)處理后，路面抗滑性能得到有效提高，且病害問題得到有效改善，延長了公路使用壽命。