淺談高韌靜音薄層瀝青在市政路面大規模應用

李璇

廣州市市政工程維修處有限公司 廣東 廣州 510000

1 前言

2017年是廣州推廣“全要素”建設理念和標準的開端之年，項目設計大膽采用國內外先進的路面材料，廣泛的應用在市區重要城市道路和橋梁，包括二沙島片區周邊道路、海印大橋、東濠涌高架等，共計有23條道路采用高韌靜音薄層瀝青。筆者參與并負責的《市政設施維護新技術研究推廣專項工程》主要建設范圍為東濠涌高架橋、海印大橋和珠江隧道主干道，包括車行道瀝青面層改造、護欄和交通標志等，其中東濠涌高架橋采用傳統瀝青自重過大，影響橋梁結構安全，從改善交通環境，提升行駛舒適性，降低行車噪音對周邊居民影響等多角度出發，最后經多方案比較，選取GT-8型高韌靜音薄層瀝青路面，后簡稱“高韌薄層”進行提升改造。經改造后的路面在各方面性能均滿足設計要求，尤其是東濠涌高架在行車噪音方面，較之前水泥路面大幅降低，獲得較好的社會好評。也通過住建局及省建科院聯合組織的后評估，與會專家一致認為該項技術成熟，適合大規模應用的先進鋪裝技術。

2 GT-8型高韌靜音型薄層簡介

2.1 GT-8型高韌薄層簡介

高韌薄層以高性能改性瀝青為主要材料、在 NovaChip技術體系上基礎上改進與提升性能的新型熱拌超薄瀝青。該熱拌超薄磨耗層實施厚度為1-2cm，采用目前較為先進的同步攤鋪技術，攤鋪同步噴灑偶聯型聚合物改性高粘乳化瀝青作為粘結層。成型后的路面具有良好的抗裂、抗滑和降噪等優良性能。

高韌薄層與NovaChip兩者均采用粘層油和瀝青混合料同步攤鋪工藝，兩者間的具體差異表現為：

1）在瀝青材料體系方面，高韌薄層采用高粘高彈瀝青+高粘 SBS 改性乳化粘層油，相對NovaBinder+NovaBond組合在指標體系上更為先進。

2）高韌薄層的瀝青用量范圍可高達7.2-8.0%，相對NovaChip4.6-5.8%的瀝青用量范圍要高，換算成油膜厚度，高韌薄層瀝青混合料的油膜厚度可達15-20μm，同樣要遠高于NovaChip油膜厚度9-10μm，從而使得混合料具有更優異的抗裂性能和耐久性，使得 GT-8 型高韌薄層可直接應用于水泥混凝土路面和半剛性基層開裂嚴重路段的加鋪罩面[1]。

3）高韌薄層采用特殊骨架密實級配，形成表面粗糙抗滑內部密實封水的結構體系，與NovaChip和OGFC等排水式半開級配或開級配相比，具有更好的封水效果。高韌薄層的具有一定粗糙度，既能保證路面的摩擦系數，又能有效地保護原路面結構，保證行車的安全。

2.2 高韌薄層原材料關鍵技術指標

2.2.1 高粘高彈改性瀝青及粘層油

高韌薄層瀝青混合料采用的高粘瀝青為GT TECH聚合物改性高粘高彈瀝青。同步噴灑采用經化學處治的高通達偶聯聚合物改性高粘乳化瀝青粘層油。

2.2.2 粗細集料

高韌薄層采用的粗集料一般采用玄武巖、輝綠巖等顆粒形狀好，壓碎值高、瀝青粘附性能好的優質石料，且經二次反擊破加工成型集料。細集料要求應潔凈無雜質機制砂或反擊破加工生成的石屑[2]。具體性能指標符合《公路瀝青路面施工技術規范》高速公路表面層用細集料技術指標要求。

2.2.3 混合料關鍵技術指標要求

高韌薄層瀝青混合料應具有良好的施工和易性及相關路用性能。具體混合料技術指標要求應符合下表1的相關技術要求。

表1 高韌薄層混合料技術指標要求

3 GT-8型高韌薄層施工技術要點

3.1 原路面處治與工作面清理

高韌薄層瀝青攤鋪前需對原路面進行病害或者基面處理，主要瀝青路面的裂縫、坑槽、沉陷和擁包進行處理和修復，如舊路面存在標線則需進行標線銑刨，舊路面為瀝青混凝土路面根據現場路面標高，可采取銑刨攤鋪同等厚度或直接加鋪的方式，直接加鋪要求路面具有一定的結構強度，不作為結構補強層。加鋪舊路段為水泥混凝土路橋面的情況，可采取用精銑刨或者拋丸等方式進行表面拉毛處理，以增加新舊路面的摩擦力。其中東濠涌高架橋采用拋丸處理方式，在完成基地處理后，需清理干凈灰塵及積水，保證攤鋪高韌瀝青薄層前路面干燥平整。

3.2 瀝青混合料的拌合與運輸

本次高韌薄層瀝青混合料的拌制采用了專用的日工4000型間歇式瀝青拌合樓，拌制過程中對混合料的級配、集料的加熱溫度，瀝青溫度等參數進行了嚴格的控制。混合料運輸采用專用瀝青運輸車，由于項目施工處在冬季夜間，相對氣溫低（極端氣溫為5℃），除車輛自身保溫外，全過程采用特制棉被覆蓋，確保混合料的到場溫度。

3.3 瀝青混合料的攤鋪

高韌薄層瀝青路面的攤鋪采用維特根 SUPER1800-3SJ型同步攤鋪機，該攤鋪機是粘層和薄層混合料同步噴灑、攤鋪技術，主要優點一是攤鋪一次成型，減少周邊瀝青污染；二是能有效提高攤鋪效率，無需等待常規乳化油破乳；三是避免了運料車輪胎碾壓粘層油造成破壞，保證新舊瀝青層間的粘結強度等。

3.4 高韌薄層的壓實

高韌薄層屬于極易壓實的骨架密實結構體系，因攤鋪厚度較常規瀝青較薄，同步攤鋪機熨平板攤鋪后可達到90%左右的密實度。根據現場情況采用13噸雙鋼輪壓路機靜壓1-2遍，復壓采用水平震蕩，終壓消除壓路機輪跡帶即可[3]。根據項目投入及檢測，碾壓遍數不超過3遍即可達到設計壓實度。碾壓主要遵循緊跟、慢壓的原則。重點關注混合料攤鋪后壓路機初壓在高溫狀態下開始碾壓，不得在低溫狀態下反復碾壓，防止磨掉石料棱角、壓碎石料，破壞石料嵌擠。壓路機噴水系統處于常開狀態，涂噴灑應呈霧狀，以不粘輪為度。

3.5 接縫處理

縱向施工縫：縱向施工縫分為熱接縫和冷接縫，在交通環境允許的情況下，盡量采用雙機聯合攤鋪，在前臺攤鋪時留下10-20cm暫不碾壓，作為后機高程基準面，熱接縫在后機攤鋪完盡快碾壓，壓路機應有2/3先碾壓已成型的路面，剩余1/3碾壓在新鋪瀝青路面上，然后逐漸移動跨縫碾壓，直至消除縫跡[4]。如不能采用熱接縫的情況，舊鋪部分宜采用刀切切齊整。鋪另外半幅時，需將縫邊打掃干凈并涂刷乳化油。碾壓時從已壓實路面逐漸過度至新鋪路面，將縱縫碾壓密實。縱縫應順直，盡量留在車行道標線位置。

橫向施工縫：全部采用平接縫。用三米直尺沿縱向位置，在攤鋪段端部的直尺呈懸臂狀，以攤鋪層與直尺脫離接觸處定出接縫位置，宜采用鋸縫機割齊后鏟除；繼續攤鋪時，應將接縫鋸切時留下的灰漿擦洗干凈，攤鋪機熨平板從接縫后起步攤鋪；碾壓時用鋼筒式壓路機從先鋪路面上跨縫逐漸移向新鋪面層。橫向施工縫應遠離橋梁毛勒縫20m 以外，不許設在毛勒縫處，以確保毛勒縫兩邊路面表面的平順。

3.6 養護與開放交通

高韌薄層在完成碾壓作業后，當路面溫度低于 50℃以下即可開放交通。路面施工完成后的降溫期間，路面不得有車輛駛入，防止路面出現痕跡影響平整度。本次品質提升項目通常碾壓作業完成后30分鐘左右即可滿足開放交通要求，從而大大提高了施工作業效率。

4 施工質量評價

為有效評價高韌薄層瀝青路面施工質量與使用性能，本文針對天河路、海印大橋、廣州大道北等10個實施高韌薄層后的項目進行了檢測評價工作，主要開展了常規性檢測評價（摩擦系數、構造深度與滲水系數）、厚度均勻性檢測評價、層間拉拔強度檢測評價與行車噪聲檢測評價。

4.1 常規性檢測評價

常規性檢測檢測評價指標包括摩擦系數、構造深度與滲水系數，其中摩擦系數與構造深度評價高韌靜音薄層抗滑性能，滲水系數用以評價高韌薄層密水性能。

常規性檢測檢測表明：高韌薄層瀝青路面檢測點位構造深度平均值為0.96mm，最小值為0.88 mm，構造深度檢測結果均滿足設計要求；檢測點位摩擦系數平均值高達69 BPN,最小值為67BPN，摩擦系數檢測結果均滿足設計要求(≥52 BPN)；檢測點位滲水系數平均值為29 ml/min，最大值為43 ml/min，滲水系數檢測結果均滿足設計要求(≤80ml/min)。可見高韌薄層瀝青路面具有較大的宏觀構造及良好的抗滑性能，并且具有良好的封水能力。

4.2 厚度均勻性評價

厚度均勻性評價主要通過三維探地雷達進行區域范圍厚度檢測，并根據厚度檢測數據進行成圖分析，以直觀的方式進行厚度均勻性評價。本次檢測采用由挪威3D-Radar公司生產的3D探地雷達系統的采樣點格，一共采集83650個厚度數據。3D雷達檢測結果表明：檢測路段厚度變異系數均處于較低值，平均值為5.04%，最大值6.54%，表明整體鋪筑的厚度較好，變異系數最大路段為廣州大道北，主要原因是廣州大道北原路面平整度整體交叉導致高韌靜音薄層瀝青路面出現較大波動現象。

4.3 拉拔強度檢測評價

層間拉拔強度檢測主要目的是評價高韌薄層與瀝青路面、高韌薄層與原水泥混凝土路面的粘結效果。具體檢測方案為采用鉆芯機鉆出直徑5cm，深3cm的圓形拉拔芯樣，采用高強度膠水將拉拔頭與芯樣表面粘結，開始實驗至芯樣被拔起。現場拉拔檢測結果表明：高韌薄層瀝青路面現場拉拔強度平均值為0.6MPa，最小值達到0.42MPa，拉拔強度測試結果均滿足設計強度要求（0.3MPa）。同時原鋪裝層為瀝青混合料的路段的檢測點破壞層位于原瀝青路面內，而水泥混凝土路面的路段，存在一個檢測點的破壞層位于水泥路面內（東濠涌）可見高韌薄層于原鋪裝層的粘結效果較好，且薄層與原瀝青路面的粘結強度大于舊瀝青路面本身的抗拉強度，部分薄層與水泥混凝土粘結強度大于舊水泥混凝土抗拉強度。

4.4 行車噪聲檢測評價

本次檢測采用 AWA6228 型多功能聲級計，檢測分為車內噪聲檢測與車外噪聲檢測。為對比高韌薄層降噪效果，在高韌薄層噪聲檢測時，在相同時間段、相同車流量的條件下就近選擇相鄰非該薄層瀝青路段進行噪聲對比測試，具體檢測數據見圖1和圖2。

圖1 車內噪音均值大小對比圖

圖2 車外噪音均值大小對比圖

行車噪聲檢測結果表明：高韌薄層瀝青路面車內噪音與對比路段差值平均為4.0dB,與對比路段最小差值為 3.2 dB（對比段為同一時期新鋪SMA- 13路段），最大差值可達5.4dB（對比段為舊SMA-13路段）；車外噪音較對比路段車外噪音差值平均為 5.1dB，與對比路段最小差值為3.2dB（對比段為同一時期新鋪其它類型簿層），最大差值達7.2 dB(對比段為舊SMA-13 路段）。可見高韌薄層瀝青路面具有優越的降噪效果。

5 結論

廣州市中心六區城市道路品質化提升項目高韌薄層瀝青路面技術體系的開發與應用，在國內市政道路上首次實現單一標的施工面積超過80萬m2。對全國乃至全球市政與公路薄層技術體系的推廣起到示范和標桿作用。通過項目實施，形成的主要結論和建議如下：

1)通過實驗室性能評價，高韌薄層采用高瀝青含量的骨架密實型級配，相對同類薄層瀝青混合料體系，具有更為優異的原材料技術指標體系和混合料路用性能，可更好地保護原路面（橋面）結構體系。

2)高韌靜音薄層體系采用同步攤鋪施工工藝，不僅提高了施工作業效率，也可使得粘結層避免污染，從而確保薄層結構與原路面實現緊密粘結。

3)常規性檢測結果表明：高韌薄層瀝青路面檢測的構造深度96mm、摩擦系數和滲水測試均符合設計要求。其中，高韌薄層瀝青路面具有明顯優于常規 SMA 路面的宏觀構造,抗滑性能較好。

4)厚度檢測結果表明：檢測路段厚度變異系數平均為5.04%，最大值為6. 45%(＜7%)，整體鋪筑厚度控制較好且均勻性較好。

5)層間拉拔粘結強度檢測結果表明：高韌薄層瀝青路面與原鋪裝層的粘結強度(0.6MPa ＞0.3MPa)滿足設計要求，且粘結效果較好；原路面為瀝青路面時，拉拔破壞層位均位于原瀝青路面內，表明高韌薄層與原路面粘結強度大于原瀝青路面抗拉強度。

6)行車噪聲檢測結果表明：高韌薄層瀝青路面車內噪音與對比路段差值平均為 4.0dB；薄層車外噪音較對比路段車外噪音差值平均為 5.1dB, 表明高韌薄層瀝青降噪效果明顯優于對比路段。