高韧性超薄罩面施工工艺

潘涛，李志超

（山东高速股份有限公司临沂运管中心，山东枣庄 277000）

0 引言

与普通沥青材料相比，超薄罩面材料在降噪和防水方面比普通沥青具有更好的防滑性能。因此，其被用于高等级路面的施工，可以在预防和纠正轻度病害方面发挥作用，还具有良好的舒适性和安全性、施工较灵活，施工温度范围广、性价比较高的优点[1-3]。一般情况下，超薄罩面的厚度只有1.5～2cm，但与路面黏结更紧密，因此，该工艺被广泛采用，对公路养护工程来说，是一种兼具技术可靠性与经济可行性的新工艺。SMA-8 高韧性超薄沥青罩面是在超薄表面层与下承层之间通过铺设高黏韧性改性沥青预拌碎石封层加强层间黏结，防止表面层的剪切破坏和路表水下渗引起下层沥青混凝土的水损害，在满足表面层功能要求的同时，也保证了整个路面结构的合理性。

1 材料参数

1.1 原材料要求

生产高韧性沥青玛蹄脂碎石混合料SMA-8 的集料包括5～8mm 玄武岩（可用S12 玄武岩过9mm×9mm 筛后获得）、3～5mm 玄武岩（S14）和0～3mm 玄武岩（S16）三档，集料质量满足规范要求，经处理后的集料应保证洁净、干燥以及具有粗糙的表面。

集料必须经水洗除去表面吸附粉尘后风干使用，处理后的集料应保证洁净、干燥以及具有粗糙的表面。粗集料与沥青间应有良好的黏结力，要求黏结力达到5级。用于高韧性沥青玛蹄脂碎石混合料SMA-8 的矿粉必须采用石灰岩经磨细得到的矿粉，原石料中的泥土杂质应清除干净。拌和机的粉尘不得作为矿粉回收使用。用于高韧性沥青玛蹄脂碎石混合料SMA-8 的矿粉应干燥、洁净，能自由地从矿粉仓流出；纤维应在250℃的干拌温度下不变质、不发脆，使用纤维必须符合环保要求，不危害健康。纤维必须在混合料拌和过程中能够充分分散均匀。纤维应存放在室内或有棚盖处，松散纤维在运输及使用过程中应避免受潮，不结团。其质量指标应达到表1中的相关要求。

表1 高黏韧性SMA混合料对粗集料的技术要求

高韧性超薄罩面与原路面间的防水层采用高黏韧性改性沥青，具有应力吸收功能。黏层材料具有高黏、高弹、高软化点的特点，以及优异的抗剪强度，可确保服役期内薄层罩面结构与原路面的紧密黏结。罩面沥青胶结料采用高黏、稳定型沥青胶结料，抗疲劳与弹性恢复性能优异，储存稳定性良好。其质量指标应达到表2中的相关要求。

表2 高韧性沥青玛蹄脂碎石混合料对高韧性沥青的技术要求

1.2 配合比要求

高韧性沥青玛蹄脂碎石混合料SMA-8 采用马歇尔试验配合比设计方法进行混合料设计，建议的矿料级配范围见表3。

表3 通过筛孔的质量百分率

1.3 SMA-8混合料的路用性能要求

在马歇尔试验确定混合料设计结果的基础上，按照标准试验方法检验高韧性沥青玛蹄脂碎石混合料SMA-8的路用性能，具体要求见表4。

表4 SMA-8 混合料的路用性能要求

2 施工工艺流程

2.1 对局部裂缝、坑槽等病害进行预处理

施工前需对下承层进行清理，并对局部裂缝、坑槽等病害进行预处理。

（1）宽度小于5mm 的细微裂缝

对已贴缝或灌缝、裂缝较为稳定，但贴缝或灌缝材料凸起高度较高的，为避免影响后期超薄罩面材料压实，采用清除灌缝料或贴缝材料，重新开槽灌缝：清除原灌缝材料，重新进行平齐式开槽灌缝，开槽尺寸为12mm 宽×12mm 深。对灌缝料或贴缝带凸起高度较小，不影响后期压实的，无需进行清除。对出现的轻微裂缝缝壁无散落、支缝、缝宽不超过5mm 的裂缝，清除裂缝内杂物及尘土后，开槽后使用灌缝胶灌缝。

（2）裂缝宽度大于5mm、缝壁散落严重或伴随3条以上支裂缝的严重裂缝

铣刨4cm 上面层，铣刨长度为1m（行车方向），铣刨宽度为3.58m（即车道分界线与车道边缘线之内5cm）。中面层铣刨面存在轻微裂缝的路段，使用灌缝胶灌缝，回铺4cm SMA-13，沥青层铣刨面底面上喷洒PCR 改性乳化沥青黏层（参考用量0.4～0.6L/m²），侧面涂刷灌缝胶。中面层破损严重的路段，继续铣刨6cm中面层，铣刨长度为2m（行车方向），下面层有轻微裂缝的路段，使用灌缝胶灌缝，回铺4cm SMA-13+6cm SBS 改性沥青AC-20C，沥青层铣刨面底面上喷洒PCR改性乳化沥青黏层（参考用量0.4～0.6L/m²），侧面涂刷灌缝胶。

（3）密集横缝

当裂缝间距较近（小于10m 时），且裂缝长度贯穿整个车道时，以车道为基本单位进行连片铣刨。处治深度根据病害程度确定。整体铣刨后，铣刨面上的轻微裂缝按照上述原则进行处治，严重病害进行局部挖补，如图1所示。同时对路表进行找平，并确保路表干燥无积水。

图1 裂缝病害预处理（裂缝铣刨和抗裂贴施工）

罩面方案：路面清扫后处治相应裂缝病害，铺撒高黏韧性沥青碎石封层，再罩面1.5cm 高韧性SMA-8，压实后重新施划标线。

2.2 封层施工

（1）封层用碎石为3～5mm 粒径范围坚硬、清洁、干燥、无风化、无杂质的玄武岩集料（宜采用5‰基质沥青预拌），主要作用是对下承层加固补强和有效黏结的同时，起到防水保水的作用。

（2）施工前对洒布设备进行仔细清理，在拌和站对沥青洒布量进行标定，并检查喷嘴堵塞状态，确定沥青洒布量为1.5kg/m2，如图2、图3所示，洒布温度为195℃，确保沥青洒布状态呈扇面打开状态。碎石撒布量为5kg/m2。

图2 沥青洒布量标定及喷嘴状态检测（1.5kg/m2）

图3 黏层洒布后的状态

（3）封层施工时，在起始和终止位置铺设沥青毡，避免漏洒和过洒，同时也能有效避免接头路段的路面污染，更可以准确进行横向连接。

2.2 配合比调试

根据目标配比检测的体积指标和性能指标情况，确定拌和机试拌生产配比为：6～9mm∶3～6mm∶0～3mm∶矿粉=59∶13∶18∶10，沥青用量为6.5%；6～9mm∶3～6mm∶0～3mm∶矿粉=59∶13∶18∶10，沥青用量为6.7%。试验结果见表5。

表5 不同沥青含量体积指标结果

根据体积指标试验结果，对生产配比进行微调，比例为：6～9mm∶3～6mm∶0～3mm∶矿粉=59∶12∶18∶11，沥青用量为6.6%。

2.3 拌和

根据具体情况经试拌确定，高黏韧性改性沥青加热温度185℃，矿料加热温度为205℃，混合料出料温度为190℃，混合料干拌10s、湿拌45s。以沥青均匀裹覆集料为度，无花白料、无团块或离析现象。

2.4 混合料的运输

（1）因混合料压实厚度为1.5cm，所以压实过程中热量散失较快。为保证压实密度，混合料在运输过程中应采取有效的保温措施，避免热量散失，采用大吨位的运料车运输，实际运输中，料车装料25t。

（2）运料车车厢板上涂一薄层防止沥青黏结的隔离剂或防黏剂。

（3）运料车进入摊铺现场时，保持轮胎清洁。

（4）摊铺过程中运料车在摊铺机前100～300mm 处停住，空挡等候，由摊铺机推动前进开始缓缓卸料。

（5）料车中混合料温度：靠近料车边缘处178℃，靠近料车中心处194℃。

2.5 混合料的摊铺

（1）高韧性超薄罩面混合料SMA-8 不得在气温低于15℃、黏结层潮湿、大风等环境下施工。

（2）摊铺作业前，摊铺机的受料斗应涂刷薄层隔离剂或防黏结剂。

（3）摊铺温度控制在185℃，松铺系数经试铺确定（本试验段采用1.15）。在摊铺施工前1h 进行熨平板的预热工作，熨平板温度130℃。

（4）为减少施工接缝对桥面铺装层使用质量的影响，根据破损面积大小，尽量采用全幅摊铺。

（5）摊铺机必须缓慢、均匀、连续不断地摊铺，不得随意变换速度或中途停顿，以提高平整度，减少混合料的离析，摊铺速度宜控制在2m/min。

（6）SMA-8 混合料摊铺前应检查下部黏结层状态，满足后续摊铺的条件时方可继续施工。

2.6 混合料的碾压

混合料摊铺后必须在高温状态下开始碾压，不得等候，不得在低温状态下反复碾压，防止磨掉石料棱角、压碎石料，破坏石料嵌挤。

（1）初压：经调整，初压采用双钢轮压路机静压1遍，然后振压2遍，紧跟摊铺机后，保持较短的初压区长度（宜控制在40m 以内），以尽快使表面压实，减少热量散失。通常碾压速度控制在2～3km/h，温度不低于180℃。

（2）复压：复压采用钢轮压路机振动方式碾压4遍，且不随意停顿。温度不低于160℃，压实速度控制在3～4km∕h。

（3）终压：终压采用双钢轮压路机静压3～4 遍。碾压速度控制在3～5km∕h，温度不低于135℃，至无明显轮迹为止。

（4）碾压完毕后封闭交通，待路面温度冷却至常温后通车。

（5）接缝处理等其他环节按现行技术规范执行。

（6）为防止碾压过程中出现黏轮现象，压路机光轮应及时刷涂植物油。

3 材料应用范围

薄层罩面使原路面增加了一个新面层，能整体提升路面平整度、承载力、提高路面抗滑指数。薄层罩面的实施对原有路面病害的维修大幅提高了路面使用性能，延长了路面使用寿命，较路面挖补维修，减少了路面挖补工序，节省了施工时间，减少了废料的产生与碳排放。按照高速公路2021 年专项工程维修清单价计算，较路面上面层挖补维修节省养护资金30%～40%；薄层罩面压实厚度1.5cm，实际施工采用三档骨料级配，沥青用量6.6%，当路面车辙深度大于1.0cm，轮迹带车辙部位压实度难以保证，超压或过压易出现表面泛油现象。作为预防性养护措施，工程造价性价比优势显著。应用范围包括：

（1）高速公路路表功能层的快速直接罩面；

（2）非结构性失稳而出现性能衰退道路的预防性养护与修复性养护；

（3）隧道沥青铺装；

（4）水泥路面或高架桥路面的单层罩面，用于修复道路中轻度病害、解决层间黏结问题、提高道路耐久性。

该技术先后应用于岚曹高速兰陵段、东吕高速聊城段、荣乌高速潍坊段、潍莱高速胶莱河等项目的预防性养护工程，累计推广应用里程近100km。

4 结语

沥青薄层罩面的施工过程对工程质量的提高和道路工程的性能有重大影响。超薄罩面与原路面间的预拌碎石封层，采用高黏韧性改性沥青，兼具有应力吸收功能。封层材料具有高黏、高弹、高软化点的特点，兼具有优异的抗剪强度，可确保服役期内薄层罩面结构与原路面的紧密黏结。罩面沥青胶结料采用高黏、稳定型沥青胶结料，抗疲劳与弹性恢复性能优异，储存稳定性良好。本文对SMA-8 高韧性沥青薄层罩面材料的优势及适用范围进行总结，分析材料参数及施工工艺，为高速公路的预防性养护提供了技术支撑，对提高道路工程质量和交通安全水平具有重要意义。