■何 宁 ■四川公路桥梁建设集团大桥工程分公司,四川 成都 610000
热拌沥青薄层是指介于传统的磨耗层(如40mm-50mm 的沥青混凝土、SMA 或多孔沥青等)和石屑封层(如6mm-14mm 的表面处治或稀浆封层)之间的材料。沥青薄面层首现于20 世纪70 年代后期的法国,用于沥青路面抗滑性能的恢复,后来也用于新建路面[1]。
在中国,薄层沥青混凝土路面起步较晚,1990 年代,利用埃索改性沥青在我国几个城市的市政工程道路建设中进行了超薄沥青混凝土路面的试验[2]。由于考虑到当地沥青路面铺设中的沥青构造深度的需要标准,混料级配基本上都是采用的1994 年国家道路规范中的二级标准,由于级配不良,造成混料颗粒之间存在很大的间隙,在施做过程中外部施加的物理震动导致稳定性较差,试验段投入使用之后很快就产生了路面病害。目前,中国常用的沥青路面预防性养护措施主要包括[3]:裂缝修补:国内的大部分省份都引进了先进的裂缝灌缝设备和材料,开展较大面积的定期裂缝修补作业。雾封层:在我国也得到了一定量的应用,例如安徽合宁高速公路就大面积使用了雾封层技术,取得了良好的使用效果。稀浆封层:已广泛用于公路建设和养护工程。微表处:目前已经广泛应用于高速公路路面养护工程,每年全国微表处用量保持在3000 万平方米左右。就地热再生:我国从20 世纪90 年代后期起陆续从日本、德国等国引进了近10 套就地热再生机组,京津塘高速、京石高速、成渝高速等都实施了面积不等的就地热再生,目前国内就地热再生累计实施面积超过1000 万平方米。另外,碎石封层技术、薄层罩面和超薄罩面技术在我国也得到了一定的应用。
超薄磨耗层是将间断级配热拌沥青混合料与乳化沥青相结合的一项技术,能够解决路面轻微裂缝、轻微松散,车辙(小于15mm),路面渗水,表面贫油、老化,抗滑性能降低等病害,既可用于旧路面表面功能的恢复,又可用于新建路面的抗滑层。其铺装厚度一般为15~25mm。从施工工艺方面来划分,可分为同步施工超薄磨耗层和分步施工超薄磨耗层。同步施工超薄磨耗层是指采用特殊机械同步完成乳化改性沥青洒布与沥青混合料摊铺的超薄磨耗层。分步施工超薄磨耗层是指先利用沥青洒布设备进行乳化低标号沥青的洒布,然后再用普通摊铺设备对沥青混合料进行摊铺的超薄磨耗层。Novachip 超薄磨耗层是一种超磨耐久的表面层,具有抗滑、抗磨耗、防水害、降噪的优良性能。Novachip 超薄磨耗层由具超强粘结能力的改性乳化沥青粘结层和高性能的间断半开式级配改性热沥青混和料组成,通过独特的施工工艺实施。Novachip 超薄磨耗层使用专用设备施工,特种改性乳化沥青粘结层洒布与改性热沥青混和料摊铺同时进行,经压路机压实以后一次成型,在经处理过的路面形成1.5-2.5cm 的超薄罩面。
(1)路面出现轻度裂缝、轻微剥落、路面渗水,需校正表面缺陷。
(2)路面光滑、摩擦系数不够或路面纹理深度不足,需要改善行驶质量;路表面横向排水不畅,需要改善表面排水等。
(3)路面贫油、泛油,摩擦力降低。
(4)路面出现轻微到中等病害,需要经济有效的养护,以改善路用性能,延长使用寿命。
(5)行驶过程中路面噪音过大,需要减少路面---轮胎噪声。
(6)车辙深度小于1.2cm。
超薄磨耗层对路面结构能稍微增加承载能力,并能延缓疲劳裂缝。但对于路面出现严重的结构性病害,如严重的疲劳裂缝和严重的车辙,在施工前必须做好预先处理。这种技术在预防性养护的情况下,其寿命为5~8 年。
(1)施工过程Novachip 超薄磨耗层施工过程主要步骤为摊铺和路面成型,摊铺前需路面平整,对各组分指标要以规定比例为基础再根据实际路面情况和路段情况进行调整,在配料输送过程中要注意保护不受外界的影响。摊铺过程中注意配料喷洒的速度和现场具体的铺设温度等参量,要根据现场实际情况设定,在现场实际生产过程中主要通过选取试验段来进行参数参量的选取工作,其中乳化沥青厚度控制在1.1mm 左右,石料粒径选取9.5mm,石料之间的沥青膜厚度控制在9-12um,通过铺设温度控制乳化沥青由于重力差异引起液态沥青上升对石料进行包裹,最小摊铺厚度控制在15mm。在铺设完毕后,路面成型过程首先进行碾压,碾压温度保持在120 摄氏度以上,作用机理主要在于使改性乳化沥青粘接层破乳,经过这个步骤超薄热沥青层与原路面才能实现充分粘接。
(2)工艺特点分析
Novachip 超薄磨耗层施工工艺特点主要体现在材料、特殊的混合料级配-断级配、特殊的施工设备三方面。其中材料包括优良的改性沥青,具有更好的温度性能、开放交通快、粘接能力强、水敏感性好、抗裂缝能力强、寿命长等特点,还有具备高强度与高硬度、优良的颗粒形状、良好的磨光性能等特点的碎石粗骨料,硬质石料轧制而成的机制砂细集料,填料一般选取石灰石矿粉,水稳定不足时可掺加2%的普硅水泥;断级配由于粗集料多、细集料少、空隙率大而具有良好的嵌锁型级配,具有构造深度大、良好的抗滑能力、排除路表水快、降低噪音、减少水雾等优点。Novachip 超薄磨耗层施工采用的专用特殊设计摊铺设备具备乳化沥青喷洒、热沥青混合料摊铺功能,摊铺厚度1.5-2.5cm,摊铺速度最高可达1km/h,一次成型无污染,摊铺路面平整度好。
(1)薄层罩面对路面整体强度提高不大,对大的裂缝防治效果一般,主要用于预防性养护,以保护路表的性能,它只是一个功能层。因此不能用它来进行矫正性维修。
(2)Novachip 超薄磨耗层的使用,应在原路面结构强度满足使用要求的前提下进行,它主要是提高路面抗滑能力、排水能力、降低行车噪声、改善路面外观、保护表层结构层。
(3)在加铺Novachip 超薄磨耗层前,应把原路面的表层病害(主要是裂缝、坑槽、车辙)彻底处理到位,否则将大大降低Novachip 超薄磨耗层的使用效果和寿命。
(4)一般不对桥面进行Novachip 超薄磨耗层加铺,在经过验算桥梁强度满足的前提下也应加铺密级配的薄层沥青混凝土,如SMA、AC(掺纤维)类混合料。
[1]壳牌沥青.壳牌NovaChip 超薄磨耗层系统[R/OL].2008.
[2]沈金安.沥青与沥青混合料[M].北京:人民交通出版社,2003.
[3]曹卫东,沈建荣,韩恒春.超薄沥青混凝土面层技术研究及应用简介[J].石油沥青,2005,19(4):56-58.