基于超粘精罩面技術(shù)的公路工程綠色預(yù)防性養(yǎng)護(hù)研究

馮常芳

（佛山市南海區(qū)公路管理站,廣東 佛山 528000）

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和城市化進(jìn)程的加速，公路交通在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。車輛數(shù)量的增加和道路交通量的提升，對(duì)公路路面的養(yǎng)護(hù)和維護(hù)工作提出了更高的要求。在環(huán)保意識(shí)日益增強(qiáng)和資源緊缺的背景下，采用環(huán)保、高效、低成本的養(yǎng)護(hù)方法對(duì)于公路工程具有重要意義。

1 項(xiàng)目概況

南海區(qū)“百里芳華”鄉(xiāng)村振興示范帶公路主游覽線路路面提升工程為公路養(yǎng)護(hù)工程項(xiàng)目，共包括6 條路線，其中Y168 中信線、Y259 金和線、X516 逢里路共計(jì)10.524 km 的路段采用超粘精罩面（NovaPave）新型路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)。該技術(shù)是一種具備抗滑、抗車轍、抗磨耗、降水霧和降噪等優(yōu)良性能的新型養(yǎng)護(hù)技術(shù)。

2 超粘精罩面（NovaPave）新型路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

超粘精罩面使用嵌段共聚物——納米復(fù)合改性超黏韌瀝青作為黏結(jié)劑，添加相變材料，使混合料具備“高溫黏度低，低溫黏度高”的顯著特點(diǎn)，并以嵌段共聚物——納米復(fù)合改性超黏乳化瀝青作為黏結(jié)層，同步攤鋪薄層瀝青混合料，經(jīng)壓路機(jī)壓實(shí)后一次成型，具有以下優(yōu)勢(shì)。

2.1 綠色環(huán)保，節(jié)能減排

超粘精罩面（NovaPave）技術(shù)相對(duì)于傳統(tǒng)罩面養(yǎng)護(hù)技術(shù)（如GAC 罩面技術(shù)、SMA 罩面技術(shù)）能減小約65%的碳排放，節(jié)約原材料約50%[1]。該項(xiàng)技術(shù)罩面厚度僅為2 cm 左右，為傳統(tǒng)罩面技術(shù)厚度的1/2，節(jié)省了大量礦料資源；同時(shí)，同步攤鋪施工方式極大地提高了施工效率，將混合料攤鋪速度提高至3 倍左右，且無(wú)需提高混合料拌和溫度和攤鋪溫度。

2.2 抗滑性好

原道路路面為密級(jí)配瀝青混合料，其構(gòu)造深度小，且已使用多年，抗滑性能下降明顯，摩擦系數(shù)一般為50～65 BPN。超粘精罩面（NovaPave）采用高規(guī)格集料作為礦料骨架結(jié)構(gòu)，對(duì)原有級(jí)配進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，采用半開(kāi)級(jí)配替代原有密級(jí)配，使其級(jí)配空隙率達(dá)到了12%，因此可為薄層提供豐富的表面紋理和充足的構(gòu)造深度，從而使路面具有優(yōu)良的抗滑性能。加鋪超粘精罩面（NovaPave）后，路面摩擦系數(shù)可以達(dá)到75～85 BPN，相較于原路面提升了50%，優(yōu)良的抗滑性能可以降低交通安全事故的發(fā)生率。

2.3 排水降霧效果顯著

原路面為密級(jí)配瀝青混合料，使用多年后其滲水系數(shù)幾乎為0，雨天時(shí)路面極易積水，車輛在行駛過(guò)程中容易打滑，產(chǎn)生飛濺的水霧。超粘精罩面（NovaPave）由于空隙率較大，可充分吸收雨天時(shí)行車產(chǎn)生的水霧，減少路面積水。加鋪超粘精罩面（NovaPave）后，路面滲水系數(shù)可達(dá)到800 ml/min 以上，可使雨水充分下滲至內(nèi)部連通孔道，通過(guò)構(gòu)造形式排水，減少路表積水和行車水霧，從而提高行車安全性與舒適性[2]。

2.4 降噪效果顯著

超粘精罩面（NovaPave）表面構(gòu)造豐富、紋理多，其內(nèi)部的連通孔隙有利于排出氣流，從而使輪胎接觸面不易擠壓路表構(gòu)造內(nèi)的空氣而產(chǎn)生氣爆音，同時(shí)還具備吸收聲波的功能，可有效降低由空氣泵吸而產(chǎn)生的噪音。此外，超粘精罩面（NovaPave）具備高黏高彈的瀝青膜，有利于減少輪胎振動(dòng)并降低行車噪聲，相比原路面密級(jí)配混合料可使得噪音降低3～5 dB，減少交通噪音對(duì)周邊市民的影響。

2.5 施工效率高，開(kāi)放交通快

超粘精罩面（NovaPave）技術(shù)采用同步攤鋪機(jī)進(jìn)行攤鋪，施工效率高，且混合料空隙較大，層厚薄，降溫快，攤鋪結(jié)束后30 min 即可開(kāi)放交通，極大地緩解了由交通管制產(chǎn)生的交通擁堵壓力。

2.6 使用壽命長(zhǎng)

超粘精罩面（NovaPave）是一種路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，即在路面出現(xiàn)輕微病害時(shí)實(shí)施罩面，可延長(zhǎng)路面壽命。從長(zhǎng)壽命路面理論的角度分析，一般路面在使用1～2 年左右將出現(xiàn)輕微病害，使用5 年后將需進(jìn)行中修或大修。由于超粘精罩面（NovaPave）的使用壽命可達(dá)8～10 年，若在路面出現(xiàn)輕微病害時(shí)加鋪超粘精罩面（NovaPave），可降低5 年后進(jìn)行中修或大修的風(fēng)險(xiǎn)，延長(zhǎng)路面壽命[3]。

3 超粘精罩面技術(shù)的工藝要點(diǎn)

南海區(qū)“百里芳華”鄉(xiāng)村振興示范帶公路主游覽線路路面提升工程項(xiàng)目采用超粘精罩面（NovaPave）技術(shù)，施工工藝要點(diǎn)如下：

3.1 下承層條件

該項(xiàng)目在加鋪之前先對(duì)原瀝青路面出現(xiàn)的病害進(jìn)行預(yù)處理，對(duì)于縫寬較小的裂縫類病害，采用超黏韌熱瀝青進(jìn)行灌縫；對(duì)于縫寬較大的裂縫類病害，采用超黏乳化瀝青進(jìn)行灌縫；對(duì)于局部位置出現(xiàn)的坑槽、碎裂或車轍，采用挖補(bǔ)的傳統(tǒng)方式進(jìn)行修復(fù)；對(duì)于平整度不良的路段，采用精銑刨的方式處理原路面，銑刨深度為8～10 mm，根據(jù)舊路情況適時(shí)調(diào)整銑刨深度，避免留白。處治下承層并驗(yàn)收合格后，徹底清掃路面并去除積水后再加鋪超粘精罩面（NovaPave）。

3.2 混合料拌和生產(chǎn)

按照項(xiàng)目最終確定的標(biāo)準(zhǔn)配合比進(jìn)行生產(chǎn)控制。超粘精罩面（NovaPave）采用嵌段共聚物——納米復(fù)合改性超黏韌瀝青，由于該瀝青已添加相變材料，具備“高溫黏度低，低溫黏度高”的特點(diǎn)，因此對(duì)于拌和溫度沒(méi)有特殊要求。施工時(shí)，可按照普通改性瀝青混合料的施工溫度要求進(jìn)行溫度控制，如出料溫度應(yīng)處于175～185 ℃間，但濕拌嵌段共聚物——納米復(fù)合改性超粘韌瀝青時(shí)，拌和時(shí)間需增加5 s，并據(jù)實(shí)觀察花白料的殘留情況，以便控制充盈率，保證瀝青的使用性能達(dá)到施工要求。

3.3 攤鋪工藝

該項(xiàng)目采用高性能薄層專用設(shè)備福格勒SUPER1800-3 SJ，設(shè)備包含受料斗、螺旋輸送器、乳化瀝青儲(chǔ)罐、乳化瀝青噴灑和計(jì)量系統(tǒng)、寬度可調(diào)節(jié)的振動(dòng)熨平板等部分[4]。改性乳化瀝青膜須在60～80 ℃的溫度下噴灑，并且超粘精罩面（NovaPave）噴灑量須控制在0.8～1.2 l/m2之間。為此，施工時(shí)要做好用量計(jì)量、記錄和監(jiān)測(cè)，根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行用量調(diào)整，精準(zhǔn)密切控制噴灑量，以確保超粘精罩面（NovaPave）噴灑均勻，表面平整。

瀝青混合料拌和好后，攤鋪前需要確保攤鋪機(jī)械準(zhǔn)備充分：調(diào)試良好，熨平板預(yù)熱溫度達(dá)到要求，瀝青混合料處于150～170 ℃之間，攤鋪機(jī)料斗提前刷油水混合液（使用柴油）。然后用自卸車運(yùn)料，送入料斗，啟動(dòng)攤鋪機(jī)，按設(shè)計(jì)路線8～10 m/min 的速度勻速前進(jìn)，中途不可隨意停機(jī)，以保證攤鋪均勻、連續(xù)，確保攤鋪進(jìn)度和質(zhì)量[5]。

該項(xiàng)目采用1 臺(tái)12 t 的雙鋼輪壓路機(jī)碾壓（靜壓）2 次，碾壓速度4 km/h，初壓溫度應(yīng)不低于120 ℃，終壓溫度應(yīng)不低于90 ℃。碾壓前必須保證壓路機(jī)性能良好，進(jìn)行詳細(xì)的檢查和調(diào)試，做好碾壓前的準(zhǔn)備工作，使碾壓工作順利進(jìn)行。

碾壓施工需與攤鋪施工工序有序銜接，攤鋪后及時(shí)進(jìn)行碾壓，避免長(zhǎng)時(shí)間等待而導(dǎo)致路面溫度過(guò)低，造成碾壓效果不佳，碾壓時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。同時(shí)，要避免壓路機(jī)壓壞瀝青混合料，剛剛攤鋪好后，可稍待溫度降低，在路面溫度降至120 ℃之前進(jìn)行碾壓即可。最后在攤鋪和碾壓作業(yè)中，要嚴(yán)格按照施工質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行監(jiān)管和驗(yàn)收，詳細(xì)的質(zhì)量檢驗(yàn)項(xiàng)目和要求見(jiàn)表1。待攤鋪、碾壓施工完成，并通過(guò)監(jiān)理工程師驗(yàn)收，路面溫度冷卻到50 ℃后才可恢復(fù)交通，撤去圍擋、警示牌等臨時(shí)遮擋物。

表1 混合料攤鋪和碾壓過(guò)程中質(zhì)量檢驗(yàn)頻率與要求

3.4 混合料拌和過(guò)程中的質(zhì)量檢驗(yàn)頻率與要求

混合料拌和廠應(yīng)有穩(wěn)定的計(jì)量和質(zhì)量控制系統(tǒng)，在拌和生產(chǎn)過(guò)程中質(zhì)量檢驗(yàn)頻率與要求見(jiàn)表2。

表2 混合料拌和過(guò)程中質(zhì)量檢驗(yàn)頻率與要求

4 應(yīng)用效果分析

4.1 路用性能評(píng)價(jià)

該項(xiàng)目施工后對(duì)擺值、構(gòu)造深度以及平整度等性能進(jìn)行測(cè)試，原路面的路面擺值平均值為52.7 BPN，采用超粘精罩面技術(shù)施工后，路面的平均擺值為72.7 BPN，提升約38%，顯著提升了該公路工程的抗滑性能。同時(shí)，施工前后路面平均構(gòu)造深度均值從0.84 提升為1.15，性能提升37%。此外，路面平整度從1.9 mm 提升至0.7 mm，顯著提升了行車舒適性。

4.2 工程經(jīng)濟(jì)效益分析

超粘精罩面技術(shù)在公路工程預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中的作用是保護(hù)原路面，延遲中修、大修時(shí)間，延長(zhǎng)道路使用年限，從而降低道路整體費(fèi)用。該工程項(xiàng)目采用超粘精罩面（NovaPave）技術(shù)，與目前常用的幾種養(yǎng)護(hù)技術(shù)對(duì)比，選取整體造價(jià)、服務(wù)壽命以及壽命周期3 個(gè)指標(biāo)來(lái)對(duì)比技術(shù)方案的經(jīng)濟(jì)學(xué)。通過(guò)工程實(shí)踐和市場(chǎng)調(diào)研，超粘精罩面綜合造價(jià)為80～100 元/m2，使用壽命為8～10 年。經(jīng)濟(jì)效益如服務(wù)壽命對(duì)比如圖1～2 所示。

圖2 常用瀝青薄層罩面服務(wù)壽命

由圖可知，該項(xiàng)目采用的超粘精罩面技術(shù)，由于所使用的材料在成本、使用壽命等方面具有更高的優(yōu)勢(shì)，且能夠保障道路良好的使用性能，更加有效的保護(hù)原路面，因而展現(xiàn)出了較高的經(jīng)濟(jì)效益、工程效益的良好應(yīng)用結(jié)果，因此，具有良好的推廣前景。

5 結(jié)語(yǔ)

該文結(jié)合南海區(qū)“百里芳華”鄉(xiāng)村振興示范帶公路主游覽線路路面提升工程的特點(diǎn)，分析了超粘精罩面（NovaPave）技術(shù)這種新型路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)在實(shí)際道路中的應(yīng)用，結(jié)果表明該技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)公路養(yǎng)護(hù)的綠色環(huán)保、節(jié)能減排，同時(shí)具備抗滑性好、施工效率高、壽命長(zhǎng)等優(yōu)勢(shì)。該項(xiàng)預(yù)防性新型路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)為社會(huì)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境保護(hù)雙贏提供了新的思路，對(duì)我國(guó)綠色循環(huán)低碳公路建設(shè)和發(fā)展具有積極的作用。