沥青混合料薄层罩面散热特性及施工控制研究

2022-07-14张琳

交通世界 2022年18期

张琳

（张家口路桥建设集团有限公司，河北张家口 075000）

0 引言

在交通量、外界环境等条件影响下，沥青路面产生各种病害，降低路面性能，缩短使用寿命。而在沥青路面病害尚未发生或发生的早期对其进行养护，通过养护措施对早期病害进行处理，有利于提高沥青路面性能[1]。在高速公路运营过程中，车辆行驶会对沥青路面产生磨耗。目前对于磨耗病害主要采用薄层罩面技术，该技术在高等级公路轻微病害的养护中应用较为广泛。本文对沥青混合料薄层罩面散热特性及质量控制进行研究，为沥青路面养护及工程施工提供参考。

1 原材料技术性能要求

薄层罩面技术对材料的性能要求十分严格，因此在使用前需对其进行检测，确保可用于养护工程。本文对粗集料、细集料和沥青等材料进行了试验和分析。

1.1 粗集料

为了提高薄层罩面抗压和抗滑性能，对粗集料的压碎值和磨光值等指标有着更高的要求。同时还需要具有较高的耐磨性、耐冻性且吸水率满足养护要求。本试验选用了石灰岩碎石进行检测，其检测结果见表1。

表1 粗集料检测结果

表1 （续）

由表1 可以看出，粗集料的表观密度、压碎值、洛杉矶磨耗值、坚固度、对沥青的黏附性和吸水率均满足规范要求，可作为薄层罩面技术的原材料。

1.2 细集料

细集料需要保持干燥洁净、颗粒均匀粗糙以保证和沥青具有较好黏结性。为了减少细集料级配对试验带来的误差，细集料需要通过机器初筛和人工手筛。试验选用的细集料为石灰岩机制砂，并对其检测。检测结果见表2。

表2 细集料检测结果

由表2可看出，所选细集料的表观密度、坚固性和棱角性等指标均符合规范要求，可用于薄层罩面的原材料。

1.3 沥青

薄层罩面具有相对较大的孔隙率，导致外界环境因素对其影响较大，因此要求采用的沥青对集料有较高的黏附力和抗剥离性。故试验选用SBS改性沥青，对其进行试验检测，试验结果见表3。

表3 SBS改性沥青检测结果

由表3 可知，所用的SBS 改性沥青各项技术指标均符合技术要求，可作为薄层罩面技术中的原材料。

2 工程实践

2.1 工程概况

某高速公路K278+000—K778+000 路段，路线总体走向自东向西，采用双车道，路基宽12m，路面宽8m，原路段在多年行车荷载作用下，路面结构损坏严重。考虑当地的地质及损坏调查，决定采用薄层罩面技术进行全面修复。原路面结构见表4。

表4 原路面结构

2.2 施工工艺

（1）施工前准备

为了保证施工安全性，需要提前对施工路段采取封闭措施，清扫路面上的杂物和垃圾，使施工工作面洁净、标高一致，确保施工要求。

（2）路面铣刨、清洗

以铣刨机对原路面进行铣刨处理，铣刨时根据施工图纸的要求进行施工，对铣刨厚度、次数进行确定[2]。使用路面清扫车进行清洗，以分块的方式进行清扫，确保与摊铺进度相匹配，防止出现二次污染的情况。

（3）沥青黏层施工

采用洒布车对沥青进行洒布，要保证均匀，洒布量控制在0.5L/m2，避免出现滑移或流淌的情况，洒布沥青的路段禁止车辆通行。

（4）摊铺

摊铺时应在15°C 以上时进行，同时提高裂缝处的摊铺质量，为提高碾压后的平整度打下基础。

（5）压实

初压时温度控制在125℃以上且不得出现推移、开裂等现象。复压的遍数以4~6遍为宜，当混合料的密实度达到96%以上时即为合格。在复压阶段，应设置专人对面层平整度进行检测，并对混合料的温度进行测量[3]。

2.3 路用性能

本次试验中薄层罩面沥青混合料的级配类型为SAC-10，对沥青混合料高温稳定性、水稳定性、平整度等路用性能进行研究。

（1）高温稳定性

采用3 块成型车辙试件进行试验，试件尺寸为长300mm，宽300mm，厚50mm，对其进养护。养护结束后对其进行车辙试验，以动稳定度评价沥青混合料的高温稳定性。试验结果见表5、图1。由图1 可知，试件1、试件2、试件3 动稳定度分别为3 705 次/mm，3 688 次/mm，3 851 次/mm，3 个试件动稳定度平均值为3 748 次/mm。技术规范标准值为2 400次/mm，试件动稳定度都大于2 400次/mm，满足技术标准要求，表明SAC-10 薄层罩面沥青混合料高温稳定性较好。

表5 薄层罩面沥青混合料车辙试验结果

图1 薄层罩面沥青混合料车辙试验结果

（2）水稳定性

沥青混合料的水稳定性是路面稳定的重要指标，良好的水稳定性可以保证路基稳定，保证公路的使用年限。本文采用两种浸水马歇尔试验和劈裂冻融试验分别测试SAC-10水稳定性。试验结果见表6。

表6 沥青混合料冻融劈裂试验结果

由表6 可知，对试件SAC-10 进行3 次冻融劈裂试验，试验1中TSR为0.83%，试验2 中TSR为0.84%，试验3 中TSR 为0.81%；三次试验冻前劈裂强度平均值为1.13MPa，冻后劈裂强度平均值为0.94MPa，TSR平均值为0.83%。据《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2017）要求TSR 值为80%，三次试验中TSP 值及TSR平均值均大于80%，说明薄层罩面技术能够保证路面水稳定性，满足道路施工质量要求。

（3）平整度

路面平整度是反映沥青路面行车舒适性的指标之一。依据规范要求采用3m 直尺测得路面平整度，在试验路段K278+000—K3788+000、K378+000—K478+000、K478+000—K578+000、K578+000—K678+000，四条路段随机选取一处监测点，检测点使用3m直尺进行检测。依据《公路工程质量检验评价标准》（JTG F80/1—2019），沥青路面3m 直尺测量值允许误差为3mm。并根据公式将3m 直尺测量值转换为IRI 值，试验路段IRI指数检测结果如表7所示，转换公式为：

表7 试验路段IRI指数

式（1）中：X为3m直尺测量值（mm）。

由表7 可知，K278+000—K378+100 段IRI平均值为0.31m/km；K1378+000—K478+100 段IRI 平均值为0.48 m/km；K478+000—K578+100 段IRI 平均值为0.69m/km；K578+000—K678+100 段IRI 平均值为0.41m/km。依据《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）要求国际平整度IRI 应当小于2m/km，4 条试验路段远远小于2m/km，均满足规范要求，说明薄层沥青罩面技术能够改善沥青路面平整度，满足道路施工质量要求且保证行车安全和舒适度。