ECA在沥青路面养护中的应用要点分析

2018-07-04张君

山西建筑 2018年15期

张君

(山西省公路局晋中分局，山西晋中 030600)

在我国，一些高速公路投入使用一定年限后，在路面表面出现车辙、裂缝等病害。在一些路段采用微表处、铣刨加铺、就地热再生等传统措施进行处治后又出现较为严重的车辙等病害。采用ECA易密实沥青混凝土进行预防性养护能有效提高路面抗车辙能力，恢复路面使用性能。

在高速公路路面改建及养护施工中，通过使用ECA易密实沥青混凝土罩面，发挥其显著的高温稳定性、低温抗裂性及中低温环境下施工等技术优势，具有造价低、适用性广泛、质量容易控制、路用性能优越等特性，且摊铺温度低，使得施工中沥青烟排放显著减少，符合“绿色环保”施工的理念，在我国界阜蚌高速(安徽界首—阜阳—蚌埠)的路面养护中，运用易密实温拌沥青混凝土ECA-10作为磨耗层使用，取得了显著效果。在江苏广靖锡澄高速、宁宿徐高速等养护中采用该技术作为严重车辙病害的处治措施，取得了可喜成绩。ECA沥青混凝土在我国进行推广，具有极大的应用前景。

1 ECA沥青混凝土技术

在传统薄层罩面发展的基础上，形成的ECA沥青混凝土是一种新型的热拌沥青混合料新技术。易密实沥青混凝土，英文名：Easy-Compact Hot-Mix Asphalt，简称：ECA，是一种细粒式薄层、抗车辙型沥青混凝土，通常厚度为2 cm～3 cm。

ECA沥青混凝土分为两种结构类型，分别是ECA-6.7和ECA-10。混合料组成主要是改性沥青、规定的集料级配、聚酯纤维及易密实剂等。与我国运用较多的Novachip超薄磨耗层施工相比，无需专用摊铺设备，压实也更容易，且材料密实不透水，路面抗水损能力显著提高。

ECA-6.7混合料具有显著的抗车辙性能，主要由一定比例的玄武岩集料、石灰岩矿粉、聚酯纤维、易密实添加剂、高强沥青均匀拌和制成，主要是作为严重车辙病害路段的一种处治方式使用，适用的厚度范围为1.3 cm～2.2 cm。在该类型混合料中，粘结料采用高强沥青，使得路面的抗高温性能得到有效保证，避免车辙在新铺层形成。

ECA-10混合料主要由一定比例的玄武岩集料、石灰岩矿粉、聚酯纤维、易密实添加剂及SBS改性沥青均匀拌和制成，主要是作为路面罩面层使用，适用厚度的范围为2.3 cm～3.0 cm。

ECA是一种空间骨架结构的混合料，粗集料占比大，一般在集料总量的50%左右，可使得路面构造深度增大，抗滑性能显著。聚酯纤维添加剂，在于明显提高ECA的破坏应变，提高其在低温下的柔韧性，增强混合料抗裂性能。与SBS改性沥青混合料相比，ECA混合料的高温稳定性为其两倍，劈裂强度比其高40%。

2 易密实剂机理

在ECA混合料中，易密实剂的作用在于拓宽薄层沥青混合料的可碾压温度范围，使沥青混合料碾压容易密实，保证其压实度要求。

易密实剂是基于表面活性平台技术。在拌和过程中，同步喷入沥青和易密实添加剂，大量的结构性水膜润滑结构在沥青内部形成，使得沥青胶结料的团聚效应得到显著缓解，还增加了较低温度下的混合料的和易性。

使用压路机碾压混合料时，在压路机的揉搓作用下，将最大程度的发挥结构性水膜的润滑效果，更加容易调整集料的位置确保形成良好的嵌挤效果，降低孔隙率，促使骨架结构的形成，具有显著的压实效果。

碾压作业结束后，在自然因素和形成载荷共同作用下，使得混合料中的水膜润滑结构逐渐散失。与之相伴随的是化学锚固结构的形成，具体表现为在集料与沥青交界部位大量的表面活性类化学物质集聚，具有显著增强粘结料与集料间粘结的效果。

3 ECA混合料设计要点

在混合料级配设计中，采用主骨料空隙体积填充法进行ECA混合料的设计，以确保混合料形成良好的骨架嵌挤结构。使用该法进行设计基于两个假设：粗骨料的嵌挤结构的形成不受细集料颗粒的干涉，同时也不受沥青与细集料混合形成的胶浆干涉。在混合料压实度控制上，使用在捣实状态下未添加细集料、粘结料的粗集料集合体的间隙率作为控制标准，要求压实后混合料的粗集料骨架间隙率须不大于该标准。

在配合比设计上，为保证形成嵌挤型级配，应重级配设计。与常规密级配沥青混合料级配相比，在ECA-10沥青混合料设计中增加了6.7 mm的筛孔，在石料轧制过程和拌合楼筛网设置过程中需要考虑6.7 mm的通过率，以确保混合料中的不同粒径的集料能达到理想的级配曲线要求，实现粗集料用量控制，确保实现良好的抗车辙性能。

4 施工要点

在ECA混合料施工中，与AC类沥青混合料在拌和、运输、碾压等过程中的施工控制要求相同，成型后的路面在高温性能、低温性能、水稳定性能、抗裂性能及耐久性能等多方面均能满足规定要求。常用的ECA处治车辙的技术方案如表1所示。

4.1 原路面处治

主要措施有：进行旧路铣刨2.5 cm厚度后，进行结构性破坏路段的处治；将基层表面的杂物和浮灰予以清理，确保路表清洁度；有裂缝路段应采用Trupave聚酯玻纤布进行处理；罩面部位均匀洒布高粘度改性乳化沥青，洒布量约为0.3 kg/m2，不均匀部位采用人工补洒。

表1 常用的ECA处治车辙的技术方案

4.2 添加易密实剂

一般沥青拌合楼均可进行易密实沥青混凝土的拌和、生产。

在拌合楼上，易密实剂通过添加装置管道被直接输送到拌缸。先开始喷洒沥青，延时2 s后进行易密实剂喷洒，易密实剂喷洒作业须在沥青喷洒结束前完毕。易密实剂喷洒量与沥青用量比例为5∶95。

4.3 混合料生产

与常规混合料相比，易密实沥青混凝土的出料温度可降低，通常比常规沥青混合料低20 ℃。

为确保成品混合料质量，应做好拌和时间控制。每盘混合料的拌和时间要求按不低于60 s进行控制，其中的干拌时间为7 s。将沥青和易密实剂的喷洒时间控制在13 s完成后湿拌6 s，继续将矿粉添加后湿拌30 s。

为减少装料过程中的集料离析，运料车应品字形装料。运输途中须采取篷布覆盖等保温设施。

混合料运输车运量应较拌和能力和摊铺速度有所富余，摊铺机前方应有至少两辆以上运料车等候卸料。

4.4 摊铺

ECA沥青混凝土温度较普通热拌沥青混凝土低，摊铺厚度较薄，为减少摊铺离析和温度离析，一般不采用全宽摊铺，且应在较高温度下快速碾压成型。在连续摊铺过程中，运料车在摊铺机前10 cm～30 cm处停住，挂空档卸料，靠摊铺机推动前进，不得撞击摊铺机。施工时，选择高温晴好天气施工，避免阴天或大风等不利天气施工。