UTAC-8超薄罩面在公路隧道養護中的應用

歐陽丁沛，關鈺麟

(廣東羅陽高速公路有限公司，廣東 陽江 511500)

1 工程概況

肇陽高速公路陽陽段主線采用雙向四車道，路線全長55.178km，設計時速為120km/h，其中水泥路面51.131km，瀝青路面4.047km。全線包括鵝步嶺隧道和沙洋寨2座隧道，單洞長5 395m，洞內為水泥混凝土路面。肇陽高速公路陽陽段于2010年底通車，由于行車荷載等外在因素作用下，近年來鵝步嶺隧道4.3km和沙洋寨隧道0.2km的水泥路面抗滑性能衰減較快，嚴重影響了隧道的行車安全?？紤]隧道路面凈空等因素[1]，采用2cm熱拌超薄磨耗層進行罩面加鋪處治。

UTAC-8瀝青混合料是一種斷級配混合料，具有以下特點：(1)粗料比例用量達70%～75%，可提供良好的、耐久的抗滑構造；(2)粉料多，可達7%～8%；(3)改性瀝青用量相對較多，達6%左右，這樣可以獲得豐富的瀝青油膜保護，使混合料具有優良的耐久性[2]。此外，UTAC-8瀝青混合料是在UTAC-10基礎上進行的改良，將粗集料最大粒徑由10mm減小為8mm，能更好地保證罩面的均勻性。

2 UTAC-8型混合料設計

2.1 集料

(1)粗集料的品質較大程度上決定著瀝青路面磨耗層路用性能的耐久性[3]，為保證路面磨耗層抗滑耐久性，粗集料應具備堅硬、強度高、耐磨等特性，同時為保證施工均勻性，集料應具有較好的顆粒形狀。為此，粗集料采用廣西貴港市木梓鎮石牛嶺石場生產的5～8mm碎石，巖性為輝綠巖，其各項性能指標見表1。

表1 粗集料性能試驗結果

(2)細集料以采用100%破碎加工成的機制砂為宜，要求機制砂干燥、潔凈、無雜質且顆粒的棱角性好。為保證超薄罩面層的抗滑耐久，細集料的選擇盡量與粗集料同源。為此，細集料采用石牛嶺石場輝綠巖材質的0～3mm機制砂，其各項性能指標見表2。

表2 細集料性能試驗結果

(3)礦粉的選擇。礦粉采用化州市粵能化工實業有限公司生產的石灰巖礦粉，其各項性能指標見表3。

表3 礦粉性能試驗結果

2.2 瀝青

改性瀝青作為超薄罩面瀝青混合料的關鍵因素，對瀝青路面質量的耐久性起決定性作用，必須保證實現超薄磨耗層系統的整體功能。經對比，采用殼牌SBS改性瀝青(PG82)，其各項技術指標見表4。

表4 殼牌SBS(PG82)改性瀝青主要指標檢測結果

2.3 配合比設計

2.3.1 目標配合比設計

原材料檢測結果顯示所用集料相關指標均符合設計及規范要求，最終確定的UTAC-8目標配合比為：5～8mm：0～3mm：礦粉：水泥=75：17：6.5：1.5，其瀝青用量(油石比)范圍為5.7%～6.0%，最佳油石比為6.0%。

2.3.2 生產配合比設計

根據目標配合比確定的最佳油石比進行生產配合比的調試。結合UTAC-8瀝青混合料級配和瀝青混合料性能指標的要求，確定最終的生產配比為：1#熱料倉(0～3mm)：2#熱料倉(3～6mm)：3#熱料倉(6～9mm)：礦粉：水泥=15.5%：5%：70%：8%：1.5%，確定最佳油石比為6.0%。生產配合比的具體結果見表5。

表5 生產配合比合成級配

考慮到UTAC-8瀝青混合料是斷級配富油型混合料，級配調試過程中嚴格控制關鍵篩孔的通過率，尤其是4.75mm和0.075mm兩個篩孔的通過率，分別控制在31%、9%左右。

3 UTAC-8型超薄罩面施工

3.1 原路面的處理

由于超薄罩面層僅為功能層，所以在施工前要對原路面的裂縫、坑槽等病害進行處治，清掃路面雜物，確保與原路面的粘結性。實施交通分流前，采取封閉單車道的交通組織，用高壓水槍對路面進行徹底的清洗清理。同時根據刻畫好的銑刨面積和銑刨深度沿行車方向逐道進行銑刨。速度控制在合理的范圍內，銑刨后邊線順直，路槽應及時清理干凈，避免影響層間的粘結效果。

3.2 瀝青混合料的拌和與運輸

UTAC-8型超薄瀝青混合料采用瑪連尼MAC320型瀝青拌和樓生產，產量按2 000kg/鍋控制拌和，拌和時間按60s控制，其中干、濕拌時間分別按10s、50s控制?？紤]到隧道內溫度較低、PG82改性瀝青UTAC-8混合料的特性以及僅有2cm的厚度，出廠溫度嚴格按照設計要求進行控制。

瀝青混合料的運輸采用自卸汽車，并用篷布覆蓋嚴實，用以保溫和防止污染。自卸車車廂內應平整、潔凈，并涂刷1:3的植物油水混合液。

3.3 瀝青混合料溫度控制

溫度控制是超薄磨耗層施工質量控制中的重要環節[4]，UTAC-8型瀝青混合料施工過程中的溫度控制要求和檢測結果見表6。

表6 瀝青混合料溫度檢測結果 (單位：℃)

3.4 瀝青混合料的攤鋪與碾壓

混合料進行攤鋪前，應預先實施SBS改性瀝青碎石封層。改性熱瀝青灑布量按照1.2～1.6 kg/m2控制，集料采用(5～8 mm)的碎石、灑布量按照5～8kg/m2控制，同時集料應經瀝青拌和樓除塵處理。灑布時應注意，碎石應不完全覆蓋，均勻覆蓋面積以60%為宜，露黑、不粘輪，局部撒布過多的石料時應人工清除。

混合料進行攤鋪時，采用2臺沃爾沃攤鋪機聯機攤鋪。攤鋪機前后間距按5～10m控制，并使用平衡梁自動找平的方式。由于隧道內水泥板平整度較差，故降低攤鋪速度，保持較高的初始壓實度，攤鋪速度按2m/min控制?；旌狭蠑備伜?，混合料溫度快速下降，應及時跟進碾壓。復壓中振動壓路機采用弱振，并要求膠輪壓路機緊跟碾壓。碾壓方案見表7。

表7 瀝青混合料試驗路碾壓機具組合方案

4 質量檢測與評價

通過以上各環節施工質量的有效控制，隧道水泥路面的2cm UTAC-8超薄罩面層的加鋪取得了良好效果。工后罩面外觀質量均勻、美觀，國際平整度指數IRI平均值由原來的2.65m/km下降至1.21m/km，路面橫向力系數SFC平均值由罩面前的36增加至54，路面平整度和抗滑性能明顯改善。滲水系數、構造深度和壓實度三項指標均達到UTAC-8超薄罩面的技術要求，合格率為100%。UTAC-8型超薄罩面技術對隧道原水泥混凝土路面的使用性能起到良好的改善作用。

5 結語

施工實踐表明，幾個關鍵環節值得重視:一是原材料的選擇，高質量的原材料才能生產高質量的混合料;二是嚴格的級配控制，拌和樓應嚴格把控4.75mm和0.075mm兩個篩孔的通過率;三是原路面的處治應徹底，不能殘留病害及各種異物。

通過UTAC-8超薄罩面的加鋪，隧道路面抗滑性能得到有效恢復及提高，保證了路面行車安全。隧道路面平整度得到較大改善，顯著提升了路面的行車舒適性。UTAC-8超薄罩面加鋪是一種可有效處治高速公路隧道路面抗滑不足等病害的技術，具有良好的經濟效益和社會效益。