ETOS冷拌冷鋪超薄罩面在道路養(yǎng)護(hù)維修中的應(yīng)用

趙佳龍

(中鐵上海設(shè)計(jì)院集團(tuán)南通晟大有限公司，江蘇 南通 226000）

一、引言

在傳統(tǒng)的道路養(yǎng)護(hù)維修工程中，瀝青罩面通常采用直接加鋪4cm～10cm瀝青面層，這種處理辦法，浪費(fèi)資源，污染環(huán)境，且使用年限較短，一般在3年～5年。其加鋪厚度較厚，對道路的凈空及路側(cè)附屬設(shè)施的安全高度影響較大，當(dāng)安全高度無法達(dá)到規(guī)范要求時(shí)，則需改造，增加了項(xiàng)目的投資。當(dāng)在橋梁上加鋪時(shí)，橋梁恒載增加較多，影響橋梁的結(jié)構(gòu)安全。ETOS冷拌冷鋪超薄罩面作為一種新興的加鋪材料，有效地解決了傳統(tǒng)加鋪方案的問題，在保證質(zhì)量和耐久性的前提下，其最薄厚度可做到0.9cm～1.5cm，對道路凈空、路側(cè)附屬設(shè)施安全高度、橋梁結(jié)構(gòu)安全影響小，節(jié)約資源，施工成本低，施工速度快，使用壽命可達(dá)5年～8年，具有較高的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。

二、瀝青混合料主要性能及優(yōu)點(diǎn)

ETOS冷拌冷鋪超薄罩面混合料主要包括改性瀝青（固體顆粒改性）、集料（玄武巖）、礦粉、纖維（木質(zhì)纖維素）等。

（一）改性瀝青

ETOS冷拌冷鋪超薄罩面基質(zhì)瀝青可以就地取材，選用普通的SBS改性瀝青，添加ETOS固體顆粒改性，能夠雙向顯著提高混合料的路用性能，比如耐高溫、抗松散、抗反射裂縫、抗水損害等方面的能力都大幅增強(qiáng)。

圖1 ETOS瀝青主要性能對比

此外，因混合料厚度較薄，降溫較快，其中摻拌適當(dāng)?shù)臏匕鑴档土嘶旌狭系某鰪S溫度、拌和溫度和碾壓溫度，確保了薄層的可施工性和可壓實(shí)性。添加ETOS固體顆粒施工方法主要有干法添加和濕法添加。

（二）專用超黏黏層油

ETOS冷拌冷鋪超薄罩面為了增強(qiáng)超薄面層與下承層的層間黏結(jié)，杜絕飛散剝落，使用專用超黏黏層油，該黏層油強(qiáng)度高，可自愈，大大的增加了超薄罩面與下承層的黏結(jié)力，保證了使用壽命。

（三）專用超強(qiáng)灌縫膠

圖2 ETOS超黏黏層油抗拔強(qiáng)度表

為了減少反射裂縫，薄層加鋪原路面裂縫處治需要選用性能優(yōu)良的灌縫膠以防治原路面反射裂縫的產(chǎn)生與發(fā)展，然而普通的灌縫膠大多以基質(zhì)瀝青或者普通改性瀝青制備而成，反而在高性能薄層加鋪后成為薄弱環(huán)節(jié)，使得本身有缺陷的地方再次成為缺陷。所以ETOS冷拌冷鋪超薄罩面需配合專用的超強(qiáng)灌縫膠使用。

表1 超強(qiáng)灌縫膠技術(shù)指標(biāo)表

超強(qiáng)灌縫膠的高軟化點(diǎn)、高動(dòng)力黏度保證了具有足夠的高溫性能，在熱拌混合料攤鋪時(shí)不會(huì)出現(xiàn)流淌，以至于提升到表面后造成泛油；高運(yùn)動(dòng)黏度保證了灌縫膠在180℃左右的加熱溫度下，即可滿足施工與灌縫的流淌性要求，同時(shí)也避免現(xiàn)場的過度加熱造成老化。此外，超強(qiáng)灌縫膠可以確保灌縫膠在冬季低溫條件下提供足夠的抗拉伸能力，承受溫縮造成的位移與應(yīng)變，同時(shí)良好的延韌性使得應(yīng)力在灌縫膠中得以吸收與消散，抵抗反射裂縫。

（四）集料和填料

ETOS瀝青混合料是一種開級配混合料，礦料級配主要由粗集料嵌擠組成，間隙由較少的細(xì)集料填充，壓實(shí)后空隙率大于12%。該混合料具有良好的骨架結(jié)構(gòu)，并且能提供更好的路面承載能力、高溫穩(wěn)定性能及抗滑能力。集料和填料的技術(shù)要求及混合料級配要求如表2至表5所示。

表2 粗集料技術(shù)指標(biāo)

表3 細(xì)集料技術(shù)指標(biāo)

表5 混合料級配

三、超薄罩面結(jié)構(gòu)層計(jì)算

ETOS冷拌冷鋪超薄罩面的采用瀝青路面加鋪設(shè)計(jì)模型，彈性層狀體系理論，主要計(jì)算老瀝青路面彎沉代表值、老瀝青路面當(dāng)量回彈模量、加鋪層瀝青混合料永久變形量、動(dòng)穩(wěn)定度、瀝青混合料疲勞開裂驗(yàn)算。

以江蘇省蘇北某城市二級公路為例，凍結(jié)指數(shù)為500(℃.d)。假定老瀝青路面面層已達(dá)到永久變形量，測點(diǎn)舊路面的路表彎沉代表值為27.25、29.57、30.81、28.66、33.28，設(shè)計(jì)方案為加鋪2cm超薄罩面，設(shè)計(jì)車道上當(dāng)量設(shè)計(jì)軸載累計(jì)作用次數(shù)為8.23×106次，瀝青混合料在實(shí)驗(yàn)溫度為60℃，壓強(qiáng)0.7MPa，加載次數(shù)為2520次時(shí)，車轍永久變形量為1.5mm，車轍試驗(yàn)試件50mm，加鋪層層頂面豎向壓力為0.68MPa。瀝青混合料20℃動(dòng)態(tài)壓縮模量為1.3萬MPa，瀝青飽和度為74%，疲勞開裂分析時(shí)，溫度調(diào)整系數(shù)為1.05，層底拉應(yīng)變105.4με。

（一）老瀝青路面計(jì)算彎沉代表值

測點(diǎn)樣品標(biāo)準(zhǔn)差S=2.29

（二）老瀝青路面當(dāng)量回彈模量

（三）瀝青混合料永久變形量驗(yàn)算

（四）動(dòng)穩(wěn)定度驗(yàn)算

（五）瀝青混合料疲勞開裂驗(yàn)算

疲勞加載模式系數(shù):

根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，ETOS瀝青混合料的主要控制指標(biāo)均符合規(guī)范要求，從數(shù)據(jù)來看具有極強(qiáng)的抗變形、抗車轍能力。

四、結(jié)語

ETOS冷拌冷鋪超薄罩面打破了傳統(tǒng)罩面的做法，在保證高質(zhì)量、高耐久性的前提下，顯著降低了項(xiàng)目成本，且對路側(cè)附屬設(shè)施，如緣石、護(hù)欄、標(biāo)志安全高度影響較小，減少了附屬設(shè)施改造工程量，提高了項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益。并減少了原材料的消耗，有效降低了能耗和碳、有毒氣體的排放，提高了項(xiàng)目的環(huán)境效益，響應(yīng)國家可持續(xù)發(fā)展的號(hào)召。

圖3 現(xiàn)場攤鋪后效果

ETOS冷拌冷鋪超薄罩面視覺美觀好，黑化耐久，增強(qiáng)標(biāo)線對比度；平順靜音、平整度好，而且能夠有效提高抗滑性能，保證了車輛行駛安全；施工后路面低于50℃即可開放，施工快速，對沿線交通影響小，提高了項(xiàng)目的社會(huì)效益。