极薄磨耗层预防性养护施工应用

2023-07-18李伟

运输经理世界 2023年10期

李伟

（北京首发公路养护工程有限公司，北京 102613）

0 引言

沥青路面在长期的使用过程中由于受交通荷载与气候等因素影响，路面使用性能有所衰减。为了保持路面的使用性能，需要在路面出现病害前结合现场实际情况，采取合适的方式方法进行预防性养护。《公路沥青路面预防养护技术规范》（JTG/T 5142-01—2021）指出：“沥青路面预防养护是指为防止病害发生或轻微病害扩展、减缓路面使用性能衰减、提升服务功能而预先主动采取的路面养护措施。”极薄磨耗层的总体性能在预防性养护措施中具有比较大的优势，本文基于北京机场南线高速公路桥面沥青铺装预防性养护工程实例展开相关研究，对于推广极薄磨耗层预防性养护技术具有一定的现实意义。

1 工程实例

极薄磨耗层预防性养护施工技术，适用于结构强度足够、表面状况尚好的沥青路面，适宜路况判断标准采用PSSI 和PCI 两项指标[1]，以PSSI 为检验指标、PCI 为判断指标，即在PSSI 满足要求的前提下，以PCI为判断路面是否可以实施极薄磨耗层工艺的标准。

在宏观路况标准满足技术条件的情况下，微观单项指标横向裂缝、纵向裂缝应属于轻微程度（裂缝宽度≤3mm），车辙深度应小于20mm。

北京机场南线高速公路(S32)起点为京承高速公路黄港互通，终点为六环路李天桥，为双向六车道高速公路，全长为17.5km。设计行车速度为100km/h，于2008 年7 月建成通车。随着交通量不断增加，路面已经出现不同程度的病害。为了及时处理路面病害，延长路面使用寿命，提供良好的通行条件，决定对K0+600—K5+550 段进行极薄磨耗层预防性养护[2]。

该工程预防性养护范围均为高架桥路段，桥梁以30m、35m 标准跨径为主，遇特殊部位进行跨径调整，上部结构形式以简支T 梁、混凝土连续箱梁为主。

2 路况检测结果分析

沥青路面技术状况指数(PQI)的分项指标包括路面损坏状况指数PCI、路面行驶质量指数RQI、路面车辙深度指数RDI、路面抗滑性能指数SR 和路面跳车指数PBI。基于各分项指标对路面技术状况指数的影响大小，规范各分项指标的权重系数如表1 所示。

表1 PQI 各分项指标计算权重

根据《公路沥青路面预防养护技术规范》（JTG/T 5142-01—2021），高速公路适宜实施超薄罩面类预防性养护措施的路面宏观技术状况条件是：路面结构强度指数PSSI 及路面破损状况指数PCI 均不小于90（见表2）。根据检测数据，机场南线高速公路PCI 分数为90.83 分（见表3），满足实施预防性养护工程的基本条件[3]。

表2 适宜路况判断标准

表3 机场南线S32 公路(K0+000—K5+550)技术状况指数(MQI)分项指标统计表

3 材料指标

3.1 粗集料

粗集料技术指标应符合相关规定要求，石料压碎值≤26%、表观相对密度≥2.60、洛杉矶磨耗损失≤28%、坚固性≤12%等。

3.2 细集料

细集料技术指标应符合相关规定要求，表观相对密度≥2.50、砂当量≥60%、棱角性≥30s 等。

3.3 填料

应采用石灰岩等憎水性石料经磨细得到的矿粉，其中，表观相对密度≥2.50t/m3、亲水系数＜1、塑性指数＜4 等[4]。

3.4 级配范围

级配范围如表4 所示。

表4 级配范围

3.5 性能要求

性能要求如表5 所示。

表5 性能要求

4 关键工序

4.1 伸缩缝两侧铣刨接顺

此次施工范围为桥面，整体进行极薄磨耗层罩面处理，施工至伸缩缝位置时需要对原有沥青混凝土面层进行精铣刨接顺，精铣刨范围为伸缩缝两侧15m。其中，伸缩缝两侧0～5m 范围按照1.5cm 深度；5～15m 范围按照0～1.5cm 深度进行铣刨。伸缩缝两侧5m 范围内的铣刨深度要严格控制在1.5～1.7cm 之间，绝对不能小于1.5cm；并保持同一铣刨深度，以便摊铺机对摊铺厚度进行把控，确保极薄磨耗层与伸缩缝衔接平顺，保证行车舒适度。

4.2 路面裂缝处理

极薄罩面施工前需对现状路表裂缝进行处理，对于裂缝宽度在5mm 以内的，先将裂缝清吹干净后，将稠度较低的灌缝材料灌入裂缝中；对于裂缝宽度在5mm 以上的，应使用开槽机在裂缝处开槽，开槽深度与宽度应符合规范要求，清扫干净后以专用灌缝设备灌入灌缝材料并封口找平。

4.3 摊铺作业

由于极薄磨耗层施工工艺对温度要求较为严格，所有材料的拌和时间、出厂时间、运输距离、保温措施必须加强控制，保证材料到场温度。

同步摊铺机第一次使用前要采用水平尺检查摊铺机四块熨平板全部展开之后的整体水平度，不能有明显高差，防止摊铺过程中出现段差现象（段差是液压伸缩熨平装置主机段和伸缩段后沿出现的高度差）。为提高摊铺质量，需将液压伸缩熨平装置的主机段和伸缩段后沿调整到同一平面。断差为手动调整，现场除了三名摊铺机操作手之外还需另配一名专门负责调整断差的操作人员。摊铺过程中采用扳手调整调节螺杆，从熨平板上方观察，顺时针调节伸缩熨平板为升高，反之为降低；然后观察路面，确认平整后，重新拧紧螺丝。由于极薄磨耗层厚度薄，如果出现断差没有及时调整，后期碾压完成之后在板与板之间产生的断差便不能完全消除，将对后期整体罩面效果造成影响。

摊铺之前进行乳液试喷，准备木板或其他材料放在摊铺机乳液喷嘴下防止污染路面。检查喷嘴情况，如有堵塞及时进行清理或更换喷嘴。要保证喷洒面的均匀，喷洒量控制在0.8L/m2。伸缩缝两侧采用人工喷洒高黏乳液方式进行处理，摊铺速度在7m/min。

极薄磨耗层材料与普通沥青混凝土有很大区别，在其初压完成之后面层已经形成，不具备后期弥补的条件，所以对摊铺机的性能和机手的操作水平要求很高。

4.4 碾压

极薄磨耗层沥青混合料沥青用量大、摊铺厚度薄、黏层撒布厚，碾压工序主要作用为整平及提浆，碾压时不开振动，静压4～6 遍完成碾压。压路机应紧跟摊铺机，做到“紧跟、有序、慢压”，在沥青混合料高温条件下完成碾压；极薄磨耗层厚度薄，受力条件有限，碾压时速度要均匀，不得随便调头，压路机的碾压速度宜控制在3～5km/h；压实时混合料表面温度应不低于140℃，以免产生推移、裂缝；极薄磨耗层温度衰减极快，双钢轮压路机应严格控制洒水量，以沥青不黏轮为宜；极薄磨耗层温度低于90℃后，停止碾压[5]。

此次使用的极薄磨耗层材料特别容易发生黏轮现象，尤其是起步阶段双钢轮压路机的钢轮温度较低时，所以在碾压之前需要采用人工方式在压路机钢轮上喷洒植物油，防止起步阶段出现黏轮现象，同时在压路机水箱里提前加注洗涤剂，使之与水结合加大润滑效果防止黏轮。碾压过程中应安排专人负责观察，如果出现黏轮要及时进行清理。

5 施工质量检测

5.1 混合料抽样检测要求

混合料抽样检测要求如下：沥青拌和厂必须按照步骤对沥青混合料的生产过程进行质量控制，按照规定的项目和频度检查沥青混合料产品的质量，检查项目和频度按照《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）的相关规定执行；油石比的检测采用燃烧炉法，但应针对不同的原材料和不同的结构分别做对比修正试验，修正试验采用最佳油石比和最佳油石比±0.3%在室内拌制混合料后燃烧，燃烧值与真值的差值的平均值即为修正系数；在生产过程中，拌和楼每生产1000t 取样一次，进行马歇尔击实试验，测试混合料的空隙率、马歇尔稳定度、油石比和矿料级配。