易密实沥青混凝土薄层罩面技术在养护维修工程中的应用

熊 亮，马 翔，黄 勇

（1.安徽省交通投资集团道路养护管理有限公司，安徽 合肥，230088;2.东南大学，江苏 南京，210096）

0 前言

随着高速公路沥青路面使用年限的不断增长，沥青路面养护维修技术也在不断发展和创新。在公路养护中采用科学合理的路面养护技术，不仅能延长路面的使用寿命，同时又能减少养护的工作时间、节约养护成本。养护维修技术依据养护时机的不同可分为预防性养护和矫正性养护[1]，其中预防性养护被认为是科学性养护的具体体现，可以有效地节约沥青路面周期寿命成本。

目前，各类封层、表处技术是预防性养护技术中的典型技术[2]。这类技术虽然造价低，但使用效果、耐久性并不理想。易密实沥青混凝土是东南大学倪富健教授课题组提出的一种新型的沥青路面材料，这种材料摊铺厚度可以薄至2.5 cm，在养护维修工程中应用易密实沥青混凝土薄层罩面技术是技术可靠性与经济可行性较好的协调。本文以安徽界阜蚌高速公路蒙蚌段2012年度养护维修工程为依托，对易密实沥青混凝土薄层罩面技术在养护维修工程中的应用进行研究，为这项技术的推广应用提供实践经验。

1 养护维修方案设计

1.1 项目背景

安徽省界阜蚌高速公路是G36（宁洛高速）中的一段，其蒙蚌段是2004年10月建成通车的沥青路面，截至2009年底路面使用状况良好，路面基本处于“零维修”状态。从2010年开始路面逐步出现了横、纵向裂缝。为了防止病害的进一步恶化，2012年度对部分路段进行养护维修。

1.2 路况调查

为了制定合理的养护维修方案，2011年10月，对蒙蚌段全线的双向道路进行了详细的路况调查，包括弯沉、车辙、平整度和破损，其中弯沉采用路面结构强度指数（PSSI）、车辙采用车辙深度（RD）、平整度采用国际平整度指数（IRI）来表征，具体检测结果如表1所列。

表1 路况检测结果一览表

从表1中的检测结果可知，该路段强度、车辙和平整度均较好。这条路较严重的是破损病害，其调查结果如表2所列。

表2 破损病害统计结果一览表

从表2中的调查结果可知，这条路最主要的是裂缝病害。为了进一步弄清裂缝的主要形式，对裂缝处进行了跨缝取芯，通过现场的取芯发现：横缝基本为半刚性基层特有的反射裂缝，纵向裂缝既有反射裂缝，也有表面层轮迹带附近出现的由上至下的裂缝。

1.3 养护维修方案设计

基于路况调查的结果和预防性养护的总体思路，制定了如图1所示的养护维修方案。

图1 养护维修方案示意图

该项养护维修工程包括两大分项工程：裂缝病害处治和2.5 cmECA-10易密实薄层罩面。裂缝采用挖补措施进行处治，对原有路面裂缝进行挖补后，再对路面整幅进行拉毛处治，拉毛深度约为8 mm，拉毛处治不仅可以提高新旧结构物间的粘结性能，而且可以有效地消除旧路面车辙对罩面层横向平整度的影响。

2 易密实沥青混凝土的组成设计

薄层易密实沥青混合料是一种新型的沥青混合料，相对常用的热拌沥青混合料而言，其组成设计在材料和级配方面都有明显的不同。易密实沥青混凝土中使用易密实添加剂延长薄层沥青混合料的可碾压时间，提高其压实度。目前应用的易密实沥青混凝土有ECA-6.7和ECA-10两种级配[3]，该项工程采用ECA-10作为薄层罩面的材料。易密实沥青混合料ECA-10的组成材料包括：集料、矿粉、PG76-22SBS改性沥青、聚酯纤维、易密实添加剂。聚酯纤维增强混合料的柔韧性[4]，易密实添加剂提高薄层混凝土的压实度。其级配组成如表3所列。

在易密实沥青混凝土ECA-10组成设计时，首先按照相关技术规范的要求，对原材料进行了检测，在原材料检测的基础上，采用马歇尔试验方法（双面击实75次）确定了易密实沥青混凝土的最佳油石比，各指标检测结果如表4所列。

易密实沥青混凝土粒径小，应用实例少，能否满足我国高速公路表面层的技术要求需要通过室内性能试验论证。为此，研究过程中对易密实沥青混凝土ECA-10进行了详细的路用性能试验。试验结果如表5所列，试验方法均依据《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》（JTG E20-2011）。

从表5中的试验数据可以看出，易密实沥青混凝土ECA-10各项路用性能指标均能很好满足其技术要求。尤其是60℃动稳定度达到5231次/mm，可见，这种沥青混合料均有很好的高温稳定性，可以有效地防治新铺沥青混凝土在高温条件下产生较大永久变形。此外，由于采用了合理的级配组成，细粒式的易密实沥青混凝土表面构造深度和抗滑性能均能很好地满足技术规范的要求。

3 薄层罩面施工工艺

在室内试验的基础上，依据设计的养护维修方案，在界阜蚌高速公路养护维修工程中实施了易密实沥青混凝土薄层罩面技术，具体施工流程及工艺如下所述。

3.1 裂缝处治

该项工程裂缝病害处治采用挖补的技术措施，具体方案是沿裂缝走向分层开挖面层结构后回填沥青混凝土，其中横缝一般铣刨2 m宽、5 cm深的槽，热沥青封缝后铺设沿裂缝走向1.91的聚酯玻纤布，再回填5 cm温拌AC-13改性沥青混凝土；纵缝一般铣刨3.9 m宽、5 cm深的槽后，铺设3.81 m的聚酯玻纤布，回填5 cm温拌AC-13改性沥青混凝土。铺设聚酯玻纤布前对下层结构的裂缝进行灌缝处治，若铣刨上面层结构后发现下层结构裂缝病害严重需要继续铣刨下层结构，必要时对基层进行铣刨重铺，如图2、图3所示。

3.2 路面拉毛

在原路面裂缝处治彻底处治后，对拟罩面的整幅路面采用精铣刨机进行拉毛处理，拉毛深度按8 mm控制，如图4所示。

3.3 黏层油洒布

路面拉毛后，对旧路面进行彻底的清扫，然后洒布高粘度乳化沥青，用量按照0.4～0.6 mL/m2（乳化沥青用量）控制，如图5所示。

施工过程中必须有技术人员全程负责粘层油的洒布，包括洒布前路面的检查，洒布过程中粘层油的用量和均匀性检查，洒布后必须破乳后方能允许施工车辆通行，且应该尽量减少人和车辆通行。

表3 ECA-10的级配组成一览表

表4 ECA-10马歇尔试验结果一览表

表5 易密实沥青混凝土路用性能试验结果一览表

图2 开槽后热沥青封缝实景

图3 贴聚酯玻纤布后回填沥青混合料实景

图4 旧路面拉毛处治实景

图5 黏层油洒布实景

3.4 ECA-10罩面

ECA-10罩面的施工工艺与常规的沥青混合料罩面类似，主要区别在于易密实添加剂的应用，易密实添加剂作为一种添加材料需要与沥青同时喷入拌合缸中，因此，易密实沥青混合料施工前需要对拌合楼进行适当的改装，安装易密实添加剂输送设备。此外，易密实沥青混合料施工过程温度控制宜参考表6所列的技术要求。

表6 易密实沥青混合料施工温度控制要求一览表

3.5 现场检测

在试验段施工结束后，对易密实沥青混凝土ECA-10的现场施工质量进行检测，其检测结果如表7所列。

表7 现场检测结果一览表

从表7中的检查结果可知：2.5 cm易密实沥青混凝土ECA-10薄层罩面各项性能指标均能很好地满足我国技术规范的要求，特别是构造深度、摆值等表面功能特性指标较常规的AC-13沥青混合料还要好，是一种性能优良、造价经济的罩面层材料。

4 结语

易密实沥青混凝土作为一种新型的沥青混凝土，公称最大粒径为10 mm，满足薄层的厚度要求；易密实添加剂的应用，提高了薄层沥青混凝土的碾压效果；特有的级配组成满足表面层的抗滑性能要求，这种沥青混凝土从设计、施工和使用方面均能很好地满足薄层罩面的要求。从界阜蚌高速公路蒙蚌段实施效果来看，易密实沥青混凝土薄层罩面技术是一项经济可靠的预防性养护措施，值得在全国高速公路养护维修工程中推广应用。

[1]王朝辉，王丽君，白军华，等.基于时段的沥青路面预防性养护时机与对策一体优化研究[J].中国公路学报，2010，23（5）：27-34.

[2]李宁，张兵，俞先江.沥青路面预防性养护雾封层在沿江高速公路上的应用研究[J].中外公路，2009,29（2）：90-93.

[3]丁林江，邵虎.易密实沥青混凝土在车辙处治中的应用研究[J].公路交通科技（应用技术版），2009，（9）：31-34.

[4]马翔，倪富健，顾兴宇，等.聚酯纤维沥青混合料录用性能研究分析[J].公路交通科技，2006.