1cm厚超薄罩面在公路工程中的應用分析

摘 要

1cm厚超薄罩面無論是對材料要求還是對施工要求都非常高。在關鍵指標的控制上，與常規熱拌瀝青混合料也不同。項目從原材料選擇、配合比設計以及施工控制著手，有針對性設計半開級配，黏層采用高黏度乳化瀝青。施工過程中采用精銑刨機銑去原路面高差，一體機攤鋪，取得良好效果，對類似工程有借鑒意義。

關鍵詞

路面工程 | 1cm超薄薄面 | 養護工程 | 一體機攤鋪

上海延安路地面道路經10年使用，出現車轍、坑洞、裂縫等病害，路面技術狀況接近中修要求。增設BRT專用道后，需重新規劃路面標志標線。原路面標志標線清除不干凈，容易造成誤導，引發交通事故。出于道路維修補強以及標志標線重新規劃雙重考慮，研究決定在原路面上加鋪超薄罩面：一方面對原路面進行補強，及時消除病害;另一方面方便重新規劃道路標志標線。

考慮盡量保持原路面標高，經技術論證，決定采用1cm厚超薄罩面。但1cm厚度過薄，已突破現有規范，對于原材料的選擇以及施工提出較高的要求。項目從原材料選擇，級配設計以及施工控制著手，研究超薄罩面技術并進行試驗段施工，然后在延安路大面積使用，期望能對類似工程有借鑒作用。

鋪裝結構設計

考慮原路面整體性好，結構強度高，在原路面上加鋪1cm厚超薄罩面。鋪裝結構方案為，超薄磨耗層(1cm)+高黏度乳化瀝青黏層，見表1。

原材料技術要求

瀝青

超薄罩面所使用的改性瀝青技術要求見表2。改性瀝青到廠后應立刻使用，若因天氣或其他因素無法立即使用，在170~180℃下存儲不得超過3d。若超出3d，需降溫存儲。

集料、礦粉及纖維

(1)粗集料選用玄武巖，粒徑規格S14(3~5mm)，細集料選用玄武巖，粒徑規格S16(0~3mm)，礦粉應采用石灰巖或巖漿巖中強基性巖石等憎水性石料，0.075mm通過率80%以上，相關性能符合《公路瀝青路面施工技術規范》JTG F40表4.10的規定。

黏層乳化瀝青

超薄罩面由于厚度僅1cm，結構本身剛度小，容易在汽車制動或啟動時，搓動形成局部損壞，要求黏層具有較高黏結強度與抗剪強度。采用高黏度改性乳化瀝青，技術指標見表3。

瀝青混合料級配及性能要求

瀝青混合料級配要求

由于鋪裝厚度僅1cm，研究篩選了SMA-5、AC-5、OGFC-5。研究發現SMA-5及AC-5構造深度不滿足規范要求，OGFC-5抗飛散性較差。在總結以上3種級配的基礎上，擬定一種新超薄磨耗層混合料，級配范圍見表4。

瀝青混合料性能要求

超薄磨耗層混合料性能，要求見表5。

超薄磨耗層鋪裝施工

項目11月初施工，工期約2個月，正值上海氣溫最低季節，再加上夜間施工又對施工提出更高的要求。因此施工控制是超薄罩面施工的重點與難點。項目從多個角度著手進行施工控制。

施工前的準備

(1)薄層罩面僅有兩檔石料，級配對石料比較敏感，中途不得隨意更換石料，因此石料應單獨堆放，不得混料。

(2)施工前應對原路面進行檢查，如存在結構性病害，應預先處理。

(3)施工前應對施工區域路面進行清理，清除雜物、凸起以及油污。

施工設備配置

安邁(Ammann)3000型間歇式拌和機1臺、裝備噴灑模塊的福格勒超級1800-2-SJ一體化攤鋪機2臺、乳化瀝青運輸車1臺、雙鋼輪振動壓路機4臺、小型手扶振動壓路機4~6臺。

項目采用裝備噴灑模塊的福格勒超級1800-2-SJ一體化攤鋪機進行施工，攤鋪機上配有2000L乳化瀝青罐，具有自動加熱系統，加熱范圍0~80℃。乳化瀝青噴灑采用脈沖式，能以0.2kg/㎡最小噴量精準噴灑乳化瀝青，其最大噴量1.0kg/㎡，且噴灑量不隨攤鋪速度而改變。

原路面處理

攤鋪前，需確保原路面平整潔凈，無結構性病害。若路面有凸起或油斑，采用小型磨地機磨平。若路面有裂縫，應采取灌縫措施，有大面積結構性損壞，應先進行病害處理。

對于原路面與側平石連接處，以及施工新老路面接口處，應最小銑刨寬0.5m，深約2cm?；旌狭蠑備伹?，再次檢查原路面，確保表面無浮塵、無石粒、無病害后方可進行攤鋪工作。

一體化混合料及黏層施工

(1)瀝青混合料生產、拌和

1)采用間歇式拌和樓生產，每鍋拌和重量3t，每盤拌和周期60s，其中干拌時間約20s、濕拌時間約30s、放料時間約10s。

2)纖維添加采用吹入方式，不得人工投料，確保纖維在混合料中不結團。

(2)運輸

1)冬季施工氣溫低，運料車必須采用完整無損的雙層蓬布覆蓋，卸料過程中繼續覆蓋，直到卸料結束取走蓬布，以保溫防雨或避免污染環境。

2)為防止混合料黏于運輸車車箱底部，在裝料之前，應使用專門的瀝青混合料隔離劑在車廂底部均勻涂一薄層，不得有隔離劑集中現象。

3)黏層乳化瀝青生產后裝入儲存罐中，運輸至現場時溫度應70~80℃。乳化瀝青運輸應根據實際工程用量來定，避免反復加熱或長時間維持70℃以上。

(3)攤鋪施工

項目施工過程中，采用一體機施工，同步噴灑乳化瀝青與攤鋪熱拌瀝青混合料。但從工法本身來講，施工并不依賴一體機。先采用乳化瀝青噴灑車噴灑乳化瀝青，待乳化瀝青破乳后再采用傳統攤鋪機攤鋪瀝青混合料，可以進行乳化瀝青噴灑質量檢查，有利于質量控制。一體機施工技術要求如下。

1)在鋪筑瀝青混合料前應確保下層表面清潔無污染。

2)攤鋪混合料時，同步進行乳化瀝青灑布。乳化瀝青灑布應做到均勻無遺漏，加熱溫度70~80℃，灑布量0.3~0.5kg/㎡。

4)混合料攤鋪只能一次成型，不能修補。如不平整應及時調整攤鋪機。

5)混合料必須均勻、連續不斷地攤鋪。攤鋪速度6~10m/min，攤鋪過程中不得中途停頓或隨意變換速度。攤鋪機螺旋送料器應不停頓地轉動，兩側應保持不少于送料器高度2/3混合料，以防止攤鋪機全寬度斷面上發生離析。

6)每班攤鋪工作段長度，應根據攤鋪厚度、幅寬、拌和機生產能力、運輸量、碾壓設備等因素確定。施工中因氣候原因停止攤鋪而未及時壓實部分，應全部清除重新更換新料攤鋪。

7)在攤鋪過程中，運料車應在距攤鋪機前10~30cm處停放，不得撞擊攤鋪機。卸料過程中，運料車應掛空擋，靠攤鋪機的推動緩慢前進。嚴禁結塊冷料進入攤鋪機攤鋪。

(4)碾壓

1)壓路機的類型與數量，應根據碾壓效率確定，每臺攤鋪機后跟2臺凈重不小于10t鋼輪壓路機，小型手扶振動壓路機2~3臺。鋼輪壓路機采用靜壓法壓實，不得采用輪胎壓路機碾壓。

應用效果評估

項目于2016年11月完成，至今已使用近3年時間，整體來看有效改善了路面表觀質量，降低行駛噪音，無車轍、無裂縫發生。

在2016年施工過程中，因為冬季施工料溫不足、乳化瀝青噴灑異常、銑刨機噴水過多等原因，造成局部黏結異常，發生麻面。一旦發生麻面，薄層罩面會在施工結束7d內快速掉粒。對于掉粒區域，無法補料，只能全部清除，重新攤鋪。

以上兩種現象，說明薄層罩面質量是有保證的，但薄層攤鋪對施工控制及原材料要求較高，尤其對溫度比較敏感，施工過程中一定要做好質量控制。薄層攤鋪施工速度快，在原道路基礎較好的情況下基本不會產生車轍、開裂。

結語

1cm厚度相對常規路面鋪裝，是一種結構創新。該技術是高性能瀝青材料技術發展的成果。做好1cm超薄罩面施工，首先要選擇性能可靠的瀝青材料。同時施工過程中做好3方面控制：

(1)超薄罩面是磨耗層，無法解決結構性病害，施工前應對原路面病害預處理;

(2)層間黏結是影響超薄罩面耐久性的關鍵，施工前應做好原路面的清理工作，不得雜物，浮灰及水氣;

(3)由于攤鋪厚度過薄，一旦混合料結塊會造成大面積麻面。施工過程中應做好溫度控制，必要時添加溫拌劑輔助壓實。