超薄磨耗层在隧道路面加铺中的应用

2021-06-12李娇

黑龙江交通科技 2021年5期

关键词：油石平整度集料

李娇

(山西省长治市协成公路养护工程有限公司，山西长治 047500)

1 原材料的选用

1.1 胶结料

此隧道路面工程中超薄磨耗层选择的胶结料是SBS改性沥青，相关技术指标见表1。

表1 SBS沥青技术性能指标

根据表1试验数据结果可知，SBS改性沥青相关技术性能指标都达到了设计标准要求。

1.2 集料

为了提高超薄磨耗层抗滑性与耐磨性，选择的粗集料是辉绿岩，具体规格范围是5～10 mm；细集料选择的是石灰岩，具体规格范围是0～3 mm。其中粗集料的各项技术指标详见表2。

表2 粗集料各项技术指标试验数据结果

根据表2中的试验数据结果可知，粗集料的相关技术性能指标都达到了设计标准要求。

1.3 填料

选择的矿粉类型是石灰岩。设计的矿粉技术指标基本要求是：含水量≤1，亲水系数<1，塑性指数系<4，而试验数据结果分别是：含水量是0.56%，亲水系数是0.42%，塑性指数是2.3。由此可知，矿料各项技术性能指标都达到了设计基本要求。

2 配合比设计与性能试验

2.1 级配设计

为了能够增强超薄磨耗层的相关性能，需要结合原材料选用进行科学的级配设计，级配曲线如图1所示。

图1 级配曲线

分析图1可知，混合料中粒径范围在0.075～4.75 mm的集料含量是30.4%，粒径范围在4.75～9.5 mm的集料含量是61.2%，这充分表现出了超薄磨耗层的小粒径、多碎石与断级配的鲜明特点。将粒径>4.75 mm的集料作为沥青混合料的骨架，然后石料以摩擦的方式嵌入，从而产生高强度的混合料基础。结合实践经验，把粒径范围在2.36～4.75 mm的集料含量提高至6.2%，用其填充骨架空隙，能够使混合料体积特性达到设计基本要求。

2.2 沥青用量

通过总结与分析工程实践经验，分别选择4.5%、5.0%、5.5%的油石比制作马歇尔试件，而试件的具体尺寸是φ101.6 mm×63.5 mm，同时对马歇尔试件的相关参数进行试验，具体数据结果详见表3。

表3 马歇尔试验数据结果

根据马歇尔试验数据结果可知，选择的油石比在空隙率、矿料间隙率与稳定度方面都满足了设计基本要求。而油石比是5.5%时，饱和度与流值都没有满足设计基本要求。通过综合分析隧道路面工程实际情况，并结合实践经验，最后决定选择的油石比是4.9%。

2.3 性能试验

将超薄磨耗层作为隧道路面的表层，其暴露在了自然环境下，而且直接承受车辆的荷载，所以超薄磨耗层必须具备良好的防水性、承载力、高温稳定性以及高强度等。

(1)沥青用量检验

结合设计指标中的最小油膜厚度基本要求，并通过开级配沥青混合料油膜厚度计算公式，得出的结果是9.77 μm，达到了标准规范要求的≥9 μm。隧道路面选择超薄磨耗层，就必须保证超薄磨耗层具备良好的抗滑性能，而这就需要科学控制沥青掺入量。若是沥青用量比较多，处在高温条件下就会发生泛油问题，从而严重影响路面抗滑性能。

(2)高温稳定性

本文选择的油石比是4.9%，在此条件下进行车辙试件制作，试验的温度是600 ℃，荷载压强是0.7 MPa，具体试验数据结果见表4。

表4 车辙试验数据结果

根据表4中的试验数据结果可知，动稳定度均值达到了5 404次/mm，由此表明超薄磨耗层具备良好的高温稳定性。

(3)水稳定性检验

根据相关规范要求制作马歇尔试件(数量是两组)。一组设定的试验条件是在60 ℃的恒温水浴中进行0.5 h浸泡；另一组设定的试验条件是在60 ℃的恒温水浴中进行48 h浸泡，然后开始马歇尔试验，相关试验数据结果详见表5，均达到了相关设计要求。

表5 浸水马歇尔试验数据结果

(4)抗滑性检验

通过制作三块车辙板，然后选择铺砂方法对超薄磨耗层相应构造深度进行检验，具体试验数据结果见表6。

表6 超薄磨耗层构造深度试验数据结果

根据表6中的超薄磨耗层构造深度试验数据结果可知，其试验数值均达到了技术标准要求。从本质上分析，构造深度的大小代表着路面抗滑性能的优与劣。

3 超薄磨耗层施工与效果

3.1 施工工艺

近些年来，随着交通量的不断增多，此高速公路的原路面性能日趋减弱，尤其是隧道路段，选择的路面类型是水泥路面，因为承受的交通荷载比较多，加之养护工作不到位，严重影响了路面平整度与抗滑性。为了进一步增强水泥路面的路用性能，养护单位决定选择2 cm超薄磨耗层技术实施加铺罩面，工程长度是1.36 km。

(1)原路面处理

为了实现薄层罩面与原水泥路面的有效联结，就需要完成原路面的铣刨处理，而且接缝位置应涂刷适量的接缝料，由此能够促进新路面与原路面的粘结。针对发生裂缝的路面，应该先实施灌缝处理，全面挖补坑槽。针对发生严重病害的路段，需要提前完成结构性补强，然后进行超薄磨耗层施工。

(2)超薄磨耗层施工

针对超薄磨耗层的混合料，选择间歇式拌合机完成沥青混合料的充分拌和，然后通过同步摊铺机进行摊铺，并选用钢轮压路机完成碾压。一般摊铺机的运行速度是在3～6 m/min之间，在完成混合料摊铺之后方可进行碾压施工，选择的是12 t双钢轮压路机，进行2～3遍的静压。压路机的碾压速度需要控制在3～6 km/h之间，保证缓慢、均匀碾压。

3.2 施工效果

在超薄磨耗层加铺罩面的施工前后，分别对该路段路面平整度、横向力系数展开了全面检测。施工前，此路段路面平整度数值是3.2 m/km，横向力系数是39；而施工后，此路段路面的平整度数值是1.3 m/km，横向力系数是76。由此表明，此隧道路面在选择超薄磨耗层施工技术后，有效提高了路面的平整度、抗滑性，保证了安全行车。