改性超薄罩面在隧道路面抗滑處治中的應用

文/趙振興

1 前言

改性超薄罩面可以對高等級瀝青或水泥路面出現的輕微病害進行養護和維修。施工所用設備主要為攤鋪機和鋼輪壓路機，完成攤鋪和噴灑后，利用壓路機碾壓，實現對輕微病害的修補。該技術的應用工程主要為高速公路，通常情況下的高速公路路面壽命為6年以上，但應用該技術修補預防養護后，路面可以實現長達10年的使用壽命，這是因為應用改性超薄罩面技術后，噪聲減小，滲水性能提升，提高霧天能見度，能夠實現和原有路面的完全貼合，減少病害發生的可能性，大量節約資源和成本支出，值得推廣應用。

2 工程概況

G30 連霍高速公路烏鞘嶺隧道群包括五座隧道，隧道總長為21.9km,單洞總長度為43.84km。其中,分別使用不同的路面施工技術和材料，本次工程養護主要為烏鞘嶺1 號隧道、4 號隧道，由于其以混凝土為主要路面材料結構，路面結構為:26cm 厚混凝土路面+20cm 厚水泥混凝土調平層組成。自2013年通車以來,混凝土路面在重載交通作用下逐漸磨光,抗滑性能減低,過往車輛行車安全存在一定隱患,急需整治。

3 配合比設計

3.1 原材料

3.1.1 集料

此次項目所選粗集料為永登縣榮源石料場生產的0-3mm,5-10mm,10-15mm 輝綠巖,通過對我國高速公路路面施工抗滑表層質量標準進行分析，并結合當前高速公路路面施工經驗，所選細集料采用永登縣榮源石料場生產的機制砂,對其進行完全破碎處理，確保礦料中沒有雜質和風化，然后進行干燥處理，確保礦料能夠完全黏結瀝青[1]。檢測結果見表1、表2。

表1 粗集料試驗結果

表2 細集料試驗結果

3.1.2 填料

超薄罩面中的填料選擇以石灰巖或巖漿巖中的強基性巖石為主，這是因為上述材料的滲水性能優異，能夠保障材料的干燥不潮濕，石料需要進行研磨直至成為礦粉。本次施工選擇了三明尤溪礦粉。永登鈺榮商貿有限公司生產的石灰巖經磨細得到的礦粉。檢測結果見表3。

表3 礦粉試驗結果

3.1.3 高粘改性瀝青和高粘改性乳化瀝青

瀝青的選擇應以實際工程的特點進行分析，并對瀝青材料的性價比進行比較，最終選擇符合工程要求的材料，本次施工選擇Nov-aBinderTM 高粘改性瀝青和NovabondTM 高粘改性乳化瀝青。

3.2 配合比設計

某項目辦、施工單位對配合比所需的樣材進行收集并送往專業研究結構——甘肅省交通勘察設計院股份有限公司進行研究配比，在設計研究的過程中，相關研究人員對當地的施工條件和氣候、公路使用規律等進行分析，并結合不同材料的價格質量進行配合比設計。根據甘肅省交通勘察設計院股份有限公司出具的目標配合比報告,項目辦與施工單位在工地試驗室進行配合比復核工作。超薄罩面級配需要對間斷路面進行黏結，因此需要材料具有較強的嵌擠能力,在保證施工規范的要求內應寧粗勿細,級配越粗,空隙率越高,越能夠促進施工技術的質量提升[2]。超薄罩面最佳瀝青用量需要根據綜合混合料體積性能和最小油膜厚度進行設計的。通過礦料的配合比級配分析能夠得知，設計階段的礦料比例與復核階段的礦料比例之間的數據相比，后者更加準確，瀝青膜具有更大的厚度，有利于施工質量的提升。數據見表4和表5。

表4 礦料配合比合成級配

表5 混合料配合比試驗數據比較

4 原路面病害處治

改性超薄罩面技術后，由于其只有2.5cm 厚，直接接觸到車輛輪胎，因此其施工質量關系著工程路面的使用壽命。為了保障工程質量安全和公路路面使用壽命的延長，需要在修補之前，對原路面存在的問題進行徹底的處理，保障施工有效性。如原水泥混凝土路面裂縫、局部破損、板塊脫空病害等，處理原有路面病害能夠促進后續修補養護工作的開展，對于提升路面的磨耗層表面具有重要作用[3]。

5 超薄罩面施工質量控制

5.1 高粘改性乳化瀝青噴灑量控制

每平方米進行1L 的70～80℃改性乳化瀝青噴灑,控制精度為±0.1kg/m2,為保障攤鋪均勻，需要對噴灑量進行嚴格的計算，通常情況下，需要一次性將2T的高粘改性乳化瀝青加入攤鋪機，并且加入時間控制在10～15min 之間為宜。

5.2 混合料攤鋪

超薄罩面需要攤鋪前在原路面上噴灑一層高粘改性乳化瀝青黏層,為了保障黏層不被破壞，本次工程施工選用的改裝版攤鋪機能夠實現5s 內的改性乳化瀝青噴灑和熱瀝青混合料攤鋪，施工效果滿足工程需求。

5.3 碾壓控制

碾壓過程的操作需要進行嚴格的時間控制，不要將壓路機停留在剛剛完成攤鋪的瀝青混合料位置上，需要立即對完成攤鋪的部分進行碾壓。在日常施工中做好對壓路機的維護和檢查，對于新攤鋪熱瀝青混合料粘在碾壓輥上的情況需要使用皂液水進行處理，確保設備的正常使用。碾壓只是讓石料有較好的嵌擠,并達到良好的平整度。通過對壓實度的檢測,壓實度符合規范要求,確保了碾壓質量[4]。

5.4 質量控制

對鋪筑完成并達到開放交通條件的路面及時進行檢測路面厚度、摩擦系數、構造深度等指標的檢測、分析。

6 超薄罩面使用效果評價

完成養護施工后，需要對路面的使用應能進行監測，確保其符合養護標準后方可投入使用，表6 為本工程的超薄罩面施工檢測結果，可見，養護施工后，工程的構造深度、橫向力摩擦和抗滑性能均得到了明顯的改善，符合施工標準。

表6 超薄罩面交工后檢測結果

7 結語

對案例工程分析可知超薄罩面技術具有施工周期短、滲水性強、節約材料成本支出、路面壽命延長等優點，能夠實現和原有路面的完全貼合，減少病害發生的可能性，大量節約資源和成本支出，值得推廣應用。