高蘭生

(蘭州公路管理局永登公路管理段,甘肅蘭州 730300)

G312線K2207-K2210+400超薄層UTO—7罩面施工體會

高蘭生

(蘭州公路管理局永登公路管理段,甘肅蘭州 730300)

超薄層罩面在公路預(yù)防性養(yǎng)護中具有延長公路使用壽命,恢復(fù)路面性能、而且具有良好的經(jīng)濟效益。與其他預(yù)防性養(yǎng)護措施相比,超薄罩面是一種可以延長路面壽命,恢復(fù)路面抗滑性能、改善行駛質(zhì)量、提高強度和耐久性,延緩橫向裂縫反射,提高原路面的抗滑性能及降噪舒適性的有效措施,對改善瀝青路面的使用性能、減少路面壽命周期成本、節(jié)約養(yǎng)護維修資金具有很好的社會經(jīng)濟效益。

超薄層罩面 施工體會

工程概況:G312線河屯路2005年建成，經(jīng)過幾年的運營，經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，路面出現(xiàn)嚴(yán)重的龜裂、車轍、沉陷、坑槽、網(wǎng)裂、松散、等病害。路面的性能和質(zhì)量逐漸不能滿足安全行車要求。因此，需要對路面采取預(yù)防養(yǎng)護，進行SBR改性瀝青超薄層罩面。超薄層罩面表面層為2cm的密實式瀝青混合料UTO7(UltraThinOverlay)。層間結(jié)合方式為乳化瀝青粘結(jié)層和1cm同步碎石封層粘結(jié)層，是近年來發(fā)展起來的一種預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)，是在舊路面上，鋪筑瀝青混凝土磨耗層，厚度僅為20mm的瀝青瑪蹄脂路面，超薄罩面在預(yù)防性養(yǎng)護具有良好的經(jīng)濟效益和環(huán)境效益。本文通過G312線施工介紹其施工工藝和質(zhì)量控制要點。

1 對原路面的要求

(1)原路面的路面結(jié)構(gòu)強度需達到良以上的要求;(2)原路面的坑槽、龜裂、網(wǎng)裂、松散等病害應(yīng)徹底修復(fù);(3)原路面的車轍深度小于15mm時，可直接加鋪，若車轍深度超過15mm，必須先填充車轍。瀝青路面病害調(diào)查與處治;經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)該路段的主要病害為嚴(yán)重龜裂、與車轍。調(diào)查與路面標(biāo)定，確定銑刨的段落，再根據(jù)銑刨機的銑刨寬度劃線，銑刨機操作人員根據(jù)劃線進行作業(yè)，以保證銑刨的幾何尺寸和線型直順美觀。銑刨以深度7cm進行。施工前，應(yīng)當(dāng)對原路面翻漿、沉陷、擁包、坑槽、裂縫等病害進行全面詳細調(diào)查和徹底處理。對小于6cm的沉陷，先用銑刨機銑刨其表面，并掃凈碎屑、雜物，噴灑或涂刷粘層瀝青，然后用瀝青碎石將沉陷部分填補到與原路面齊平并壓實。因路基沉陷而導(dǎo)致路面下沉的，應(yīng)先處理。

2 對原路面進行精銑刨

在原路面病害處理好后。(1)對舊瀝青混凝土路面進行8--10mm的精銑刨;(2)銑刨后對單根裂縫的處理:小于5mm，用乳化瀝青灌縫;大于5mm，擴縫灌瀝青砂。

3 澆灑改性乳化粘接瀝青

施工前先用掃路車在作業(yè)區(qū)內(nèi)對泥塊等雜物進行清掃，再用吹風(fēng)機清除灰塵，以保證層間良好粘接。然后澆灑粘層乳化瀝青，粘層瀝青噴灑量一般為0.3-0.6kg/m2。噴灑開始前，應(yīng)將乳化瀝青充分?jǐn)嚢杈鶆?。灑布瀝青材料的氣溫不應(yīng)低于10℃，大風(fēng)、濃霧或下雨天不能施工;灑布瀝青材料按照用量采用瀝青灑布車均勻噴灑，在瀝青灑布車噴不到的地方采用手工灑布噴灑;噴灑區(qū)附近的結(jié)構(gòu)物用塑料布覆蓋表面，以免濺上瀝青受到污染。應(yīng)注意灑布的均勻性，不得過量，不得漏灑。灑好粘層的面層嚴(yán)禁車輛、行人通行，待乳化瀝青完全破乳后即可。

3.1 同步碎石封層施工

表1 瀝青技術(shù)指標(biāo)

表2 粗集料的各項指標(biāo)

(1)施工前，在作業(yè)區(qū)內(nèi)先對泥塊等雜物進行清掃，用同步碎石封層車在已經(jīng)處治好的舊瀝青混凝土路面上均勻撒布SBS改性瀝青以及碎石，施工前集料應(yīng)在拌合樓中進行干燥除塵，集料溫度應(yīng)在150℃以上。同步碎石封層車均勻灑布SBS改性瀝青以及碎石(8-12mm集料)，為保證霧狀噴灑形成均勻、等厚度的瀝青膜，必須保持瀝青在170℃～180℃的溫度。(2)同步碎石封層車應(yīng)以適宜的作業(yè)速度(一般為5～7km/h)勻速行駛，在此條件下碎石同瀝青的撒布量必須匹配。改性瀝青用量1.3kg/m2，碎石6.5—7kg/m2，覆蓋率達到65%。(3)同步碎石封層施工后，對局部有遺漏和集料缺少等情況進行人工修補，修補的重點是起點、終點、縱向接縫。(3)用10～20t膠輪壓路機緊跟碾壓2～3遍，壓路機不得灑水、隨意剎車或掉頭。碾壓時應(yīng)遵循先兩邊后中間、先慢后快的原則，碾壓時每次輪跡應(yīng)重疊30cm，碾壓速度控制在70m/min，且每次折回的位置避免在同一橫斷面上。(4)碾壓完畢后，應(yīng)用清掃機或人工方法將松散碎石清除出路面。(5)剛成型的路段，必須待封層碾壓完畢，成型穩(wěn)定碎石粘結(jié)牢固后方可進行超薄層罩面。超薄層罩面施工前嚴(yán)禁車輛及行人進入，并設(shè)置禁通護欄，派專人看守。

3.2 同步碎石封層施工質(zhì)量控制

同步碎石封層施工過程中主要控制瀝青噴灑量和橫向不均勻度、石料撒布量及其橫向不均勻度、碎石脫粒率。

(1)要求瀝青實際用量與設(shè)計量的差值應(yīng)小于100g/m2;(2)橫向瀝青噴灑量的橫向不均勻度系數(shù)不得大于10%;(3)要求碎石撒布量與設(shè)計量的差值應(yīng)小于1.0m3/1000m2;(4)要求碎石撒布量的橫向不均勻度系數(shù)不得大于15%;(5)當(dāng)石料的平均脫落率Mp＜10%時，合格;若Mp＞10%，則表明施工不良，應(yīng)考慮修復(fù)。

4 超薄層罩面UTO-7瀝青路面施工

4.1 UTO-7薄層罩面對材料的要求

瀝青瑪蹄酯混合料是一種骨架密實型結(jié)構(gòu)，其中粗骨料中的嵌擠作用，但是起關(guān)鍵作用的還是骨料的堅韌性，集料形狀和棱角性。所以設(shè)計中對于體積指標(biāo)參數(shù)例如空隙率W、礦料間隙率VMA、瀝青飽和度VFA要求十分嚴(yán)格，而小粒徑SMA因為骨料的粒徑較小，因此對骨料自身的耐磨、抗滑性都有更高的要求。超薄罩面的組成材料制約著瀝青混合料的各項技術(shù)指標(biāo)。如果要得到較高品質(zhì)的瀝青混合料，那么就必須保證原材料的質(zhì)量，以及材料的制備方法合理。

(1)瀝青材料。本項目采用的瀝青是西安殼牌SBSI-C成品改性瀝青。(如表1所示。)

(2)粗集料。SMA混合料的石料必須都是接近立方體的，針片狀石料要嚴(yán)格控制，石料的耐久性要好。本項目用粗集料為永登產(chǎn)輝綠巖。由《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范))(JTJ034--2000)中粗集料要求的測定項目，粗集料的各項指標(biāo)及篩分結(jié)果進行測定，結(jié)果見表2、表3、表4。均滿足規(guī)范要求。

(3)細集料。本項目中UTO7的細集料(機制砂)的產(chǎn)地是永登。根據(jù)《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》(JTJ034---2000)中細集料要求的測定項目，對細集料的技術(shù)指標(biāo)及篩分結(jié)果進行測定，測定結(jié)果見表均滿足規(guī)范要求。

表3 機制砂規(guī)格要求

表4 機制砂質(zhì)量要求

(4)填料。填料宜采用石灰?guī)r等憎水性石料經(jīng)磨細得到的礦粉，礦粉要求干燥、潔凈，本項目中填料均為永登產(chǎn)石灰?guī)r磨細礦粉，通過室內(nèi)測定，各項指標(biāo)均滿足規(guī)范要求。

4.2 瀝青混合料的設(shè)計配合比的確定

設(shè)計配合比的確定應(yīng)嚴(yán)格按照目標(biāo)配合比設(shè)計階段、生產(chǎn)配合比設(shè)計階段、生產(chǎn)配合比驗證階段的步驟和要求來進行，最后確定出生產(chǎn)用的標(biāo)準(zhǔn)配合比，作為瀝青混合料的生產(chǎn)控制和質(zhì)量檢驗的標(biāo)準(zhǔn);設(shè)計合成級配必須順滑，且在0.3--0.6mm范圍內(nèi)不出現(xiàn)“駝峰”，當(dāng)反復(fù)調(diào)整不能滿意時，更換材料重新進行設(shè)計。

蘭州公路管理局試驗檢測技術(shù)服務(wù)中心對集料篩分及密度試驗結(jié)果對UTO-7混合料進行了設(shè)計，確定級配組成為3#:2#:1#:礦粉=55:14:20:11(以下稱為生產(chǎn)級配1)，最佳油石比6.3%。其合成級配如表5，性能結(jié)果如表6(如圖1)。

熱倉篩孔設(shè)置為:3#倉(5～8mm)、2#倉(3～5mm)、1#倉(0～3mm)。蘭州公路管理局試驗檢測技術(shù)服務(wù)中心對篩分及密度試驗結(jié)果對UTO-7混合料進行了設(shè)計，確定級配組成為3#:2#:1#:礦粉=55:14:20:11(以下稱為生產(chǎn)級配1)，最佳油石比6.3%。其合成級配如表5，性能結(jié)果如表6。

對設(shè)計配合比進行驗證，對路面滲水情況進行測試，路面幾乎不滲水，但路面表面構(gòu)造深度較小，重新取熱料再次進行篩分和抽提后，發(fā)現(xiàn)與設(shè)計生產(chǎn)配合比相比細料偏多，經(jīng)研究將級配調(diào)整為生產(chǎn)級配2，即3#:2#:1#:礦粉=55:9:20:11，性能結(jié)果表如表7，確定進行了大規(guī)模施工。

圖1 生產(chǎn)級配1合成級配圖

表5 檢測中心設(shè)計合成級配表

表6 公路管理局試驗檢測技術(shù)服務(wù)中心級配(油石比6.3%)的瀝青混合料試驗結(jié)果

表7 生產(chǎn)級配2料車取料成型Marshall指標(biāo)

4.3 TOU-7薄層罩面施工

(1)拌合纖維必須在混合料中充分分散，拌和均勻。纖維應(yīng)與礦料同時加入并干拌5～10s;濕拌時間一般較瀝青混合料增加不少于5s;加纖維后總的濕拌時間不少于45s。

瀝青加熱溫度165℃-175℃，集料加熱溫度180℃混合料出料溫度170℃-180℃。廢棄溫度195℃(2)拉運:必須在車廂里涂抹隔離劑，裝車時前后移動，運輸時要采取保溫措施。行走中避免急剎車免離避析。(3)攤鋪:瀝青混合料的攤鋪。

采用1臺鎮(zhèn)江華晨華通路面機械有限公司的WLT60C攤鋪機進行半幅攤鋪，攤鋪寬度為4.2m，對路面進行病害處理后，加鋪同步碎石封層后進行攤鋪;1)瀝青混合料面層松鋪系數(shù)確定為1.25，設(shè)計厚度為2cm，攤鋪厚度為2.5cm，攤鋪時嚴(yán)格按照松鋪系數(shù)來控制面層厚度，以保證均勻一致和平整。攤鋪速度為2.5m/min-3m/min;2)為了保證連續(xù)穩(wěn)定的攤鋪作業(yè)，攤鋪速度根據(jù)拌和產(chǎn)量、運料車能力確定，作業(yè)速度時快時慢，時走時停，會破壞浮動慰平板力的平衡，直接影響初壓密實度和平整度。3)螺旋分料器應(yīng)保持均勻轉(zhuǎn)動布料，其料位高度以埋位螺旋2/3以上為宜，這樣可減少粒料離析，并保持作業(yè)部位阻力的穩(wěn)定。4)每次攤鋪機起步前，要對慰平板進行加熱，加熱時間不宜小于50分鐘。起步時攤鋪機速度要從零開始增加，慢慢起步，這樣有助于消除剛起步時由于阻力過大而引起的面層產(chǎn)生橫向波浪的現(xiàn)象。5)在進行自動找平傳感器的調(diào)整時，采用滑撬走鋁合金梁，厚度應(yīng)實際測定，厚度調(diào)整應(yīng)分級逐漸調(diào)整。6)及時清除面層鋪筑時攤鋪機前的撒落料，冷料不得混入鋪層中。7)攤鋪機厚度調(diào)節(jié)有滯后性，因此調(diào)整厚度后要等攤鋪機走過3m—5m后，才能測定較為準(zhǔn)確的攤鋪厚度。(4)碾壓:碾壓要求，壓路機碾壓時要特別注意壓路機的直線型行走，不得產(chǎn)生推移、發(fā)裂，否則將嚴(yán)重影響面層的平整度。前進后退壓完一遍后，慢慢打方向轉(zhuǎn)移位置，再直線前行。壓路機每次應(yīng)由兩端折回的位置，階梯形地隨攤鋪機向前推進，使折回處不在同一橫斷面上。在攤鋪機連櫝攤鋪的過程中，壓路機不得隨意停頓、調(diào)頭。碾壓時壓路機應(yīng)從外側(cè)向中心碾壓，相鄰碾壓帶應(yīng)重疊1/3—1/2輪寬。

壓路機的碾壓長度以與攤鋪速度平衡為原則選定，并保持大體穩(wěn)定，而且要根據(jù)環(huán)境溫度適當(dāng)調(diào)整，當(dāng)周圍環(huán)境溫度低時，混合料溫度降低快，因此攤鋪完一段后檢測初壓溫度合適時即開始碾壓;當(dāng)環(huán)境溫度高時，混合料溫度降低慢，可以將碾壓長度拉長，以防溫度過高而發(fā)生推移等現(xiàn)象。(1)初壓:兩臺雙鋼輪振動壓路機(第一遍靜壓);(2)面層初壓溫度以160℃—170℃為宜，碾壓速度4km/h左右，(3)碾壓距離宜為40m—60m左右。(3)復(fù)壓:一臺膠輪壓路機緊跟鋼輪壓路機碾壓，重疊寬度300mm—500mm。采用高頻率，低振幅。振動碾壓3遍，速度4km/h。(4)終壓采用工作質(zhì)量17600kg的輪胎壓路機靜壓2遍。(5)為防止混合料粘貼輪子，噴灑霧狀水，不能是柱狀水。振動壓路機應(yīng)先移動后振動，先停振后停機。(6)壓路機操作時緩慢起動，緩慢停機，轉(zhuǎn)向角度保持適度，以免搓壞路面。

4.4 接縫處理

因為該路段為半幅攤鋪，所以接縫的處理主要是橫向施工縫和縱向的施工縫處理。

(1)橫向施工縫處理。在施工結(jié)束或攤鋪機因故停機時，在螺旋分料器下混合料不太多時，攤鋪機提起慰平板駛離現(xiàn)場，人工將端部混合料鏟齊，并預(yù)留30CM進行灑水，(橫向接縫易切除)縫后再予碾壓。下次繼續(xù)攤鋪前，劃一與路線垂直方向的線，用切割機在劃線位置垂直切割，將端頭部分30CM灑水部分鏟出路外，將切割面附近的水分清掃、烘干。在面層切割截面上涂上粘層瀝青保證良好粘接。橫向接縫的碾壓首先要進行縱向碾壓。碾壓時，壓路機位于已壓實的混合料層上，伸入新鋪層的寬度為15cm。然后每壓一遍向新混合料移動15—20cm，然后再沿橫縫作橫向碾壓，最后進行正常的縱向碾壓。(2)縱向施工縫的處理。后鋪半幅施工過程中需要處理好與前鋪半幅的縱向接縫。攤鋪時應(yīng)重疊在已鋪層上3—5cm，攤鋪后人工將這部分鏟除。壓路機碾壓時先在已成形半幅路面上行走，碾壓新鋪層3—5cm，充分將接縫壓實緊密。搭接寬度應(yīng)前后一致。

5 結(jié)語

由于超薄層罩面用的是改性瀝青，路面具有:(1)溫差較大的地區(qū)有很好的耐高溫，抵低溫能力。(2)有較好的抗車轍能力，其彈性和韌性好，(3)提高了路面抗疲勞能力，(4)粘接能力特別強，能明顯改善路面遇水后的抗拉能力，并且極大的改善了瀝青的水穩(wěn)定性。(5)提高了路面的抗滑能力。(6)減少了路面因紫外線輻射而導(dǎo)致瀝青路面的老化現(xiàn)象。(7)減少因車輛漏油等而造成的破壞等特點，通過超薄層罩面后期觀察:超薄層，罩面路段表面粗糙，車輪的抗滑性明顯增大，且具有良好的降噪性、抗?jié)B水性，原有路面的裂縫、車轍、龜裂、松散等病害基本消除，表面平整密實，色澤均勻，路容整潔，效果良好。超薄罩面是一種可以延長路面壽命、恢復(fù)路面抗滑性能、改善行駛質(zhì)量、提高強度和耐久性的有效措施，而且超薄罩面具有施工速度快、質(zhì)量易控制等優(yōu)點，越來越受到了廣泛的關(guān)注和應(yīng)用。

[1]SHC F40-01—2002,公路瀝青瑪蹄酯碎石路面技術(shù)指南.

[2]JTG F40-2004,公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].

[3]左秋英.LASTIKA超薄瀝青罩面應(yīng)用技術(shù)研究[D].長沙:長沙理工大學(xué)碩士學(xué)位論文,2007,1-2.