張 君

(山西省公路局晉中分局，山西 晉中 030600)

在我國(guó)，一些高速公路投入使用一定年限后，在路面表面出現(xiàn)車轍、裂縫等病害。在一些路段采用微表處、銑刨加鋪、就地?zé)嵩偕葌鹘y(tǒng)措施進(jìn)行處治后又出現(xiàn)較為嚴(yán)重的車轍等病害。采用ECA易密實(shí)瀝青混凝土進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)能有效提高路面抗車轍能力，恢復(fù)路面使用性能。

在高速公路路面改建及養(yǎng)護(hù)施工中，通過(guò)使用ECA易密實(shí)瀝青混凝土罩面，發(fā)揮其顯著的高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性及中低溫環(huán)境下施工等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，具有造價(jià)低、適用性廣泛、質(zhì)量容易控制、路用性能優(yōu)越等特性，且攤鋪溫度低，使得施工中瀝青煙排放顯著減少，符合“綠色環(huán)保”施工的理念，在我國(guó)界阜蚌高速(安徽界首—阜陽(yáng)—蚌埠)的路面養(yǎng)護(hù)中，運(yùn)用易密實(shí)溫拌瀝青混凝土ECA-10作為磨耗層使用，取得了顯著效果。在江蘇廣靖錫澄高速、寧宿徐高速等養(yǎng)護(hù)中采用該技術(shù)作為嚴(yán)重車轍病害的處治措施，取得了可喜成績(jī)。ECA瀝青混凝土在我國(guó)進(jìn)行推廣，具有極大的應(yīng)用前景。

1 ECA瀝青混凝土技術(shù)

在傳統(tǒng)薄層罩面發(fā)展的基礎(chǔ)上，形成的ECA瀝青混凝土是一種新型的熱拌瀝青混合料新技術(shù)。易密實(shí)瀝青混凝土，英文名：Easy-Compact Hot-Mix Asphalt，簡(jiǎn)稱：ECA，是一種細(xì)粒式薄層、抗車轍型瀝青混凝土，通常厚度為2 cm～3 cm。

ECA瀝青混凝土分為兩種結(jié)構(gòu)類型，分別是ECA-6.7和ECA-10?；旌狭辖M成主要是改性瀝青、規(guī)定的集料級(jí)配、聚酯纖維及易密實(shí)劑等。與我國(guó)運(yùn)用較多的Novachip超薄磨耗層施工相比，無(wú)需專用攤鋪設(shè)備，壓實(shí)也更容易，且材料密實(shí)不透水，路面抗水損能力顯著提高。

ECA-6.7混合料具有顯著的抗車轍性能，主要由一定比例的玄武巖集料、石灰?guī)r礦粉、聚酯纖維、易密實(shí)添加劑、高強(qiáng)瀝青均勻拌和制成，主要是作為嚴(yán)重車轍病害路段的一種處治方式使用，適用的厚度范圍為1.3 cm～2.2 cm。在該類型混合料中，粘結(jié)料采用高強(qiáng)瀝青，使得路面的抗高溫性能得到有效保證，避免車轍在新鋪層形成。

ECA-10混合料主要由一定比例的玄武巖集料、石灰?guī)r礦粉、聚酯纖維、易密實(shí)添加劑及SBS改性瀝青均勻拌和制成，主要是作為路面罩面層使用，適用厚度的范圍為2.3 cm～3.0 cm。

ECA是一種空間骨架結(jié)構(gòu)的混合料，粗集料占比大，一般在集料總量的50%左右，可使得路面構(gòu)造深度增大，抗滑性能顯著。聚酯纖維添加劑，在于明顯提高ECA的破壞應(yīng)變，提高其在低溫下的柔韌性，增強(qiáng)混合料抗裂性能。與SBS改性瀝青混合料相比，ECA混合料的高溫穩(wěn)定性為其兩倍，劈裂強(qiáng)度比其高40%。

2 易密實(shí)劑機(jī)理

在ECA混合料中，易密實(shí)劑的作用在于拓寬薄層瀝青混合料的可碾壓溫度范圍，使瀝青混合料碾壓容易密實(shí)，保證其壓實(shí)度要求。

易密實(shí)劑是基于表面活性平臺(tái)技術(shù)。在拌和過(guò)程中，同步噴入瀝青和易密實(shí)添加劑，大量的結(jié)構(gòu)性水膜潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)在瀝青內(nèi)部形成，使得瀝青膠結(jié)料的團(tuán)聚效應(yīng)得到顯著緩解，還增加了較低溫度下的混合料的和易性。

使用壓路機(jī)碾壓混合料時(shí)，在壓路機(jī)的揉搓作用下，將最大程度的發(fā)揮結(jié)構(gòu)性水膜的潤(rùn)滑效果，更加容易調(diào)整集料的位置確保形成良好的嵌擠效果，降低孔隙率，促使骨架結(jié)構(gòu)的形成，具有顯著的壓實(shí)效果。

碾壓作業(yè)結(jié)束后，在自然因素和形成載荷共同作用下，使得混合料中的水膜潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)逐漸散失。與之相伴隨的是化學(xué)錨固結(jié)構(gòu)的形成，具體表現(xiàn)為在集料與瀝青交界部位大量的表面活性類化學(xué)物質(zhì)集聚，具有顯著增強(qiáng)粘結(jié)料與集料間粘結(jié)的效果。

3 ECA混合料設(shè)計(jì)要點(diǎn)

在混合料級(jí)配設(shè)計(jì)中，采用主骨料空隙體積填充法進(jìn)行ECA混合料的設(shè)計(jì)，以確?；旌狭闲纬闪己玫墓羌芮稊D結(jié)構(gòu)。使用該法進(jìn)行設(shè)計(jì)基于兩個(gè)假設(shè)：粗骨料的嵌擠結(jié)構(gòu)的形成不受細(xì)集料顆粒的干涉，同時(shí)也不受瀝青與細(xì)集料混合形成的膠漿干涉。在混合料壓實(shí)度控制上，使用在搗實(shí)狀態(tài)下未添加細(xì)集料、粘結(jié)料的粗集料集合體的間隙率作為控制標(biāo)準(zhǔn)，要求壓實(shí)后混合料的粗集料骨架間隙率須不大于該標(biāo)準(zhǔn)。

在配合比設(shè)計(jì)上，為保證形成嵌擠型級(jí)配，應(yīng)重級(jí)配設(shè)計(jì)。與常規(guī)密級(jí)配瀝青混合料級(jí)配相比，在ECA-10瀝青混合料設(shè)計(jì)中增加了6.7 mm的篩孔，在石料軋制過(guò)程和拌合樓篩網(wǎng)設(shè)置過(guò)程中需要考慮6.7 mm的通過(guò)率，以確保混合料中的不同粒徑的集料能達(dá)到理想的級(jí)配曲線要求，實(shí)現(xiàn)粗集料用量控制，確保實(shí)現(xiàn)良好的抗車轍性能。

4 施工要點(diǎn)

在ECA混合料施工中，與AC類瀝青混合料在拌和、運(yùn)輸、碾壓等過(guò)程中的施工控制要求相同，成型后的路面在高溫性能、低溫性能、水穩(wěn)定性能、抗裂性能及耐久性能等多方面均能滿足規(guī)定要求。常用的ECA處治車轍的技術(shù)方案如表1所示。

4.1 原路面處治

主要措施有：進(jìn)行舊路銑刨2.5 cm厚度后，進(jìn)行結(jié)構(gòu)性破壞路段的處治；將基層表面的雜物和浮灰予以清理，確保路表清潔度；有裂縫路段應(yīng)采用Trupave聚酯玻纖布進(jìn)行處理；罩面部位均勻?yàn)⒉几哒扯雀男匀榛癁r青，灑布量約為0.3 kg/m2，不均勻部位采用人工補(bǔ)灑。

表1 常用的ECA處治車轍的技術(shù)方案

4.2 添加易密實(shí)劑

一般瀝青拌合樓均可進(jìn)行易密實(shí)瀝青混凝土的拌和、生產(chǎn)。

在拌合樓上，易密實(shí)劑通過(guò)添加裝置管道被直接輸送到拌缸。先開(kāi)始噴灑瀝青，延時(shí)2 s后進(jìn)行易密實(shí)劑噴灑，易密實(shí)劑噴灑作業(yè)須在瀝青噴灑結(jié)束前完畢。易密實(shí)劑噴灑量與瀝青用量比例為5∶95。

4.3 混合料生產(chǎn)

與常規(guī)混合料相比，易密實(shí)瀝青混凝土的出料溫度可降低，通常比常規(guī)瀝青混合料低20 ℃。

為確保成品混合料質(zhì)量，應(yīng)做好拌和時(shí)間控制。每盤(pán)混合料的拌和時(shí)間要求按不低于60 s進(jìn)行控制，其中的干拌時(shí)間為7 s。將瀝青和易密實(shí)劑的噴灑時(shí)間控制在13 s完成后濕拌6 s，繼續(xù)將礦粉添加后濕拌30 s。

為減少裝料過(guò)程中的集料離析，運(yùn)料車應(yīng)品字形裝料。運(yùn)輸途中須采取篷布覆蓋等保溫設(shè)施。

混合料運(yùn)輸車運(yùn)量應(yīng)較拌和能力和攤鋪速度有所富余，攤鋪機(jī)前方應(yīng)有至少兩輛以上運(yùn)料車等候卸料。

4.4 攤鋪

ECA瀝青混凝土溫度較普通熱拌瀝青混凝土低，攤鋪厚度較薄，為減少攤鋪離析和溫度離析，一般不采用全寬攤鋪，且應(yīng)在較高溫度下快速碾壓成型。在連續(xù)攤鋪過(guò)程中，運(yùn)料車在攤鋪機(jī)前10 cm～30 cm處停住，掛空檔卸料，靠攤鋪機(jī)推動(dòng)前進(jìn)，不得撞擊攤鋪機(jī)。施工時(shí)，選擇高溫晴好天氣施工，避免陰天或大風(fēng)等不利天氣施工。

4.5 碾壓

易密實(shí)添加劑能明顯提高混合料的壓實(shí)效果。與常規(guī)熱拌瀝青混合料相比，ECA混凝土內(nèi)部的水膜潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)使得混合料碾壓溫度控制范圍更加寬廣，使得易密實(shí)瀝青混凝土碾壓更容易，壓實(shí)度能夠得到提高，成型后的面層密水性好，性能更加穩(wěn)定。

試驗(yàn)表明，添加易密實(shí)劑的混合料在135 ℃附近出現(xiàn)最大壓實(shí)度，如圖1所示。隨著溫度的進(jìn)一步增加，易密實(shí)劑老化致使混合料空隙率變大。因此，須將最佳壓實(shí)溫度控制在135 ℃左右，不宜超過(guò)155 ℃。

4.6 溫度控制

施工出料和碾壓溫度可以降低，出料溫度可達(dá)140 ℃～180 ℃，碾壓溫度100 ℃以上，延長(zhǎng)了施工有效作業(yè)時(shí)間。

在施工中，應(yīng)根據(jù)試鋪段情況合理進(jìn)行各工序的溫度控制標(biāo)準(zhǔn)確定，也可參考表2進(jìn)行各工序的溫度控制。

表2 各工序的溫度控制參考表 ℃

ECA混合料對(duì)環(huán)境溫度范圍要求寬，施工季節(jié)要求寬，可在5 ℃的氣溫下進(jìn)行施工。

5 結(jié)語(yǔ)

ECA混凝土為新型密級(jí)配瀝青混合料，作為一種新型的車轍處治及罩面措施，施工厚度符合超薄預(yù)防性養(yǎng)護(hù)理念，表面層厚度有效降低，減少了原材料的使用。

ECA混凝土注重層間粘結(jié)效果，使用高粘乳化瀝青作為粘結(jié)層，將其作為高速公路養(yǎng)護(hù)維修中進(jìn)行車轍病害處治的磨耗層使用，路表面構(gòu)造深度大且抗滑性能好，形成優(yōu)良的表面功能特性和抗車轍能力。

ECA混凝土施工攤鋪溫度低，施工工期大大縮短，具有極大的適用范圍，可用于高速公路的新建、改擴(kuò)建以及養(yǎng)護(hù)施工。在我國(guó)進(jìn)行推廣和應(yīng)用，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著，具有極大的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

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