趙弟俠

（山西晉北高速公路養(yǎng)護(hù)有限公司,山西 太原 030006）

0 引言

山西大部分地區(qū)的高速道路養(yǎng)護(hù)8—11月份進(jìn)行，氣候極大影響了工程進(jìn)度和施工質(zhì)量。針對山西高速公路地區(qū)環(huán)境和道路特征，采用薄層罩面技術(shù)解決低溫施工、快速開放交通的問題。該文在已有研究與已建項目的基礎(chǔ)上，選擇京大高速大同段水泥路面“白改黑”項目為該文應(yīng)用分析。京大高速水泥路面“白改黑”薄層罩面項目的成功實(shí)施，也為北方低溫地區(qū)的水泥路面“白改黑”改造應(yīng)用起到良好推動作用[1]。

該項目研究優(yōu)化常溫瀝青改性技術(shù)，以1.5～2.0 cm為典型厚度的常溫薄層罩面應(yīng)用于京大高速公路的水泥路面“白改黑”預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工程。

1 常溫瀝青改性技術(shù)實(shí)施方案及技術(shù)路線

結(jié)合高速公路養(yǎng)護(hù)典型技術(shù)方案，山西晉北高速公路養(yǎng)護(hù)有限公司（以下簡稱“晉北”）聯(lián)合中公高科養(yǎng)護(hù)科技股份有限公司（以下簡稱：“中公高科”）對京大高速大同段“水泥路面”白改黑項目制定了實(shí)施方案及技術(shù)路線，根據(jù)涉及的施工工藝，擬定常溫瀝青改性技術(shù)優(yōu)化研究路線圖，如圖1所示。

圖1 常溫瀝青改性技術(shù)優(yōu)化研究路線圖

2 常溫瀝青改性劑配方優(yōu)化

2.1 根據(jù)項目對常溫改性劑配方優(yōu)化

2.1.1 黏結(jié)性能的優(yōu)化

基于山西京大高速大同段水泥路面“白改黑”項目施工工藝的特殊性，考慮熱拌瀝青混合料與水泥路面黏結(jié)問題，中公高科對自研常溫改性劑進(jìn)行了配方優(yōu)化，其目的是增強(qiáng)熱拌和瀝青與水泥路面的黏結(jié)性能，晉北委托中公高科對改善常溫改性劑綜合性能的稀釋劑、增強(qiáng)劑和固化劑核心材料進(jìn)行摻配比例優(yōu)化。根據(jù)京大高速工程項目，優(yōu)化了常溫改性瀝青的技術(shù)指標(biāo)（見表1）。

表1 常溫改性瀝青技術(shù)要求

2.1.2 安全性能的優(yōu)化

結(jié)合項目實(shí)際情況，在常溫改性劑原有指標(biāo)基礎(chǔ)上進(jìn)行優(yōu)化，更嚴(yán)格控制VOC有害氣體含量。出于安全方面考慮，常溫改性劑必須具備較高的閃點(diǎn)，配方優(yōu)化結(jié)果如表2所示。

表2 常溫改性劑質(zhì)量技術(shù)要求及檢測結(jié)果

從檢測結(jié)果可以看出，新配方生產(chǎn)出的常溫改性劑不僅有害氣體含量為0，減少了環(huán)境污染，且閃點(diǎn)也提高到190 ℃，提高了產(chǎn)品運(yùn)輸、存儲和使用的安全性。

2.2 常溫瀝青改性技術(shù)級配范圍選取

針對京大高速大同段水泥混凝土路面技術(shù)狀況檢測結(jié)果分析，綜合考慮環(huán)境及水泥路面現(xiàn)狀問題，提出高黏性能優(yōu)良的13C型級配（如表3所示）。

表3 優(yōu)化后的常溫超薄罩面混合料礦料級配范圍

3 常溫改性瀝青施工應(yīng)用

3.1 項目概況

京大高速公路于1998年8月15日開工，公路服役超過20多年，是國內(nèi)第一條高荷載水泥混凝土高速公路。雙向六車道，路基寬度為28.5 m，水泥混凝土路面厚度為30 cm和26 cm，設(shè)計時速120 km。

3.2 病害調(diào)查與分析

京大線大同段因使用年限較長，已出現(xiàn)不同程度的翹曲、沉降，導(dǎo)致抗滑性能、平整度指標(biāo)下降等問題，如圖2所示。

圖2 維修前水泥混凝土路面病害情況

3.3 生產(chǎn)配合比級配設(shè)計

生產(chǎn)配合比驗(yàn)證結(jié)果如表4所示，京大高速常溫超薄罩面生產(chǎn)級配曲線圖如圖3所示。

圖3 京大高速常溫超薄罩面生產(chǎn)級配曲線

表4 生產(chǎn)配合比驗(yàn)證結(jié)果

3.4 生產(chǎn)配合比混合料驗(yàn)證

通過生產(chǎn)配合比驗(yàn)證油石比為4.7%，混合料性能試驗(yàn)結(jié)果見表5。

表5 瀝青混合料性能試驗(yàn)結(jié)果

結(jié)論：通過生產(chǎn)配合比驗(yàn)證與檢測，各項指標(biāo)均能滿足技術(shù)規(guī)范要求，可用于指導(dǎo)工程施工。

3.5 施工工藝

根據(jù)常溫超薄罩面的技術(shù)特點(diǎn)，其施工工序主要包括：前期準(zhǔn)備、封閉交通、精銑刨、界面清掃、黏層灑布、罩面施工、碾壓養(yǎng)生、開放交通[2]。

3.5.1 方案設(shè)計

首先進(jìn)行精銑刨處理，銑刨深度在1～1.2 cm，銑刨速度控制在8 m/min，然后使用冷補(bǔ)料+灌縫膠處治寬度和深度在2 cm以上的板接縫，灌封膠+3～5 mm碎石處治較小的板接縫，最后噴灑黏層油，攤鋪碾壓常溫超薄瀝青混合料[3]。京大線下行線路面結(jié)構(gòu)示意圖如圖4所示。

圖4 京大線下行線路面結(jié)構(gòu)示意圖

3.5.2 銑刨和清掃與病害處治

（1）對水泥路面中間行車道精銑刨處理，銑刨寬度為2 m，銑刨深度控制在1～1.2 cm，清掃路面松散的顆粒和塵土[4]（如圖5所示）。

圖5 對水泥路面精銑刨

（2）使用冷補(bǔ)料+聚氨酯灌縫膠處治寬度和深度在2 cm以上的板接縫，聚氨酯灌封膠+3～5 mm碎石處治較小的板接縫（如圖6所示）。

圖6 板縫使用冷補(bǔ)料補(bǔ)縫

3.5.3 黏層油撒布和拌和溫度控制

黏結(jié)層乳化瀝青采用聚合物改性乳化瀝青，撒布量為0.5 kg/m2（純?yōu)r青）。

瀝青混合料外觀裹覆較為均勻、無花白料、無結(jié)塊和離析現(xiàn)象。拌和溫度見表6。

表6 混合料拌和溫度控制參數(shù)

3.5.4 攤鋪與碾壓

設(shè)定攤鋪機(jī)行走速度保持在4 m/min，保證混合料均勻、連續(xù)不間斷地攤鋪。攤鋪溫度：≥130 ℃，預(yù)估松鋪系數(shù)：1.3～1.4。

碾壓應(yīng)按照初壓、復(fù)壓、終壓三個階段進(jìn)行。初壓采用1臺雙鋼輪壓路機(jī)，關(guān)閉振動功能碾壓1～2遍，復(fù)壓采用1～2臺膠輪壓路機(jī)碾壓6遍，終壓采用1臺雙鋼輪壓路機(jī)碾壓1遍，直至無明顯輪跡為止[5]。

靜載壓路機(jī)碾壓過程中，控制壓路機(jī)的輪跡重疊1/3～1/4碾壓寬度。為不黏輪，噴涂清水或含有隔離劑的水溶液，噴灑呈霧狀（如圖7所示）。

圖7 混合料的碾壓成型

3.5.5 開放交通后的現(xiàn)場檢測

為了充分檢驗(yàn)常溫超薄罩面施工后的效果，施工后對路段進(jìn)行檢測，由檢測結(jié)果可知，常溫超薄罩面施工后，路面各項指標(biāo)均能滿足規(guī)范要求，各項指標(biāo)見表7。

表7 摩擦系數(shù)、構(gòu)造深度、滲水系數(shù)檢測結(jié)果

3.5.6 應(yīng)用效果

該技術(shù)應(yīng)用有效解決了現(xiàn)有常溫瀝青混合料在水泥路面應(yīng)用中存在的問題，解決了常溫薄層罩面與水泥路面的黏結(jié)問題，完善了常溫薄層罩面技術(shù)的綜合路用性能，完成對常溫瀝青改性技術(shù)的本地化應(yīng)用與轉(zhuǎn)化，通過項目的實(shí)施分析，具有以下應(yīng)用效果：

（1）進(jìn)一步降低瀝青混合料的施工溫度。

（2）進(jìn)一步提高改性劑的安全與環(huán)保性能。

（3）進(jìn)一步提高混合料的路用性能。

4 結(jié)語

常溫薄層罩面技術(shù)是一種具有良好特性的新型道路工程技術(shù)。常溫改性瀝青與熱拌瀝青的對比具有明顯優(yōu)勢[6]。

第一，常溫改性瀝青在制備和攤鋪過程中的節(jié)能和環(huán)保性能滿足了國內(nèi)公路建設(shè)綠色低碳的戰(zhàn)略要求。

第二，其低溫攤鋪特點(diǎn)，滿足了北方地區(qū)冬季施工中瀝青鋪裝的需求，填補(bǔ)了我國冬季道路低溫攤鋪技術(shù)的空白。

第三，通過配方優(yōu)化，施工工藝改良，薄層罩面技術(shù)在水泥路面上鋪裝效果好，壽命周期得以延長。

第四，即鋪即通可大大減輕交通擁堵，在公路維護(hù)工程中有著顯著的優(yōu)越性和推廣前景。