高性能U—PAVE超薄罩面技术探究

贺承猛

摘 要：本文阐述高性能U-PAVE10沥青混合料超薄铺装层在G25长深高速公路连云港段的实际应用过程中，从罩面技术优势、配合比设计、施工工艺、施工质量等方面进行了阐述，为其它高速公路进一步研究U-PAVE10超薄铺装罩面技术，扩大使用规模，完善并优化施工工艺具有一定的意义。

关键词：高速公路 U-PAVE 技术

U-PAVE高性能超薄铺装技术是针对高速公路沥青路面开发的一项快速养护新技术。U-PAVE高性能超薄铺装技术具有提高路面高温稳定性，改善抗水损害性能，并有一定的温拌施工效果，提高施工和易性等特点。该技术作为超薄磨耗层，可以广泛适用于高速公路养护与新建工程，如路面车辙、桥头沉降等病害的快速养护，高速公路沥青路面功能化超薄铺装，长寿命沥青路面的磨耗层等方面。G25长深高速公路连云港段于2015年9月28日～9月29日期间，在K1703+286～K1704+270（双向）进行了U-PAVE10科研段施工，其矿料配合比 l#：2#：3#：矿粉为51.0：12.0： 32.0：5.0，设计 油石比为5.4%。

1、U-PAVE10超薄罩面技术优势

U-PAVE10混合料由于级配及材料的特点，使U-PAVE在施工过程中施工变异性小。此外，U-PAVE混合料中使用了复合改性的手段，通过SBS改性沥青与自熔型复合增效改性剂的复合改性，提高了混合料的抗车辙性能，提高了施工和易性，较传统改性沥青碾压温度基础上降低15～20℃，同时保证了超薄铺装的压实度。与其他超薄罩面技术相比，U-PAVE超薄罩面技术具有以下优势：

（1）高温稳定性强：60℃混合料的动稳定度超过8000次/mm，70℃动稳定度大于3000次/mm，高温抗车辙性能优异。

（2）抗滑耐久、低渗水：U-PAVE10经过路面检测，渗水系数一般在20ml/min以内，同时由于表面粗骨料较多，运营过程中，路面构造深度衰减缓慢，保证了路面抗滑耐久性能。

（3）低噪音：经工程验证，U-PAVE10铺装路面较传统沥青路面噪音降低1～2分贝。

（4）温拌施工：所用复合增效改性剂可在生产中以直投方式加入到混合料中，具有温拌的特点，提高了温拌效果，同时保证了超薄铺装的压实度。

（5）生产成本降低：造价与SMA相当，较Novachip技术降低15%～20%。

（6）施工简便，无需对拌和楼进行改造：施工过程中混合料无推移、粘轮现象，施工和易性较好，经工程验证铺装效果较好。在进行铣刨加铺养护方案中可考虑一体化施工，将粘层与磨耗层一体化铺装，提高铺装与下承层的粘结效果。

2.批准的配合比设计

2.1 目标配合比设计。本次U-PAVE10科研段按照马歇尔设计方法对SBS改性沥青U-PAVE10沥青混合料进行了设计，并进行了各项性能试验的验证，目标配合比设计的结果如下，其矿料配合比 l#：2#：3#：矿粉为51.0：12.0： 32.0：5.0，设计油石比为5.4%，其中复合添加剂的用量为矿料质量的0.35%。

2.2 生产配合比设计。在进行了混合料试拌后，根据生产配合比室内设计结果及拌合楼试拌结果，验证了设计的生产配合比指标均能够满足设计文件的要求。生产配合比设计结果如下，其矿料配合比l#：2#：3#：矿粉为34.0：12.0：49.0：5.0，设计油石比为5.4%，其中复合添加剂用量为矿料质量的0.35%。

3、沥青混合料

3.1 拌和。施工時拌和楼产量约为280t/h，（每锅拌和重量为3.5t，每盘拌和周期约为45s，其中干拌时间约10s、湿拌时间约20s、其他时间15s）。集料加热温度约175～185℃左右，SBS改性沥青加热温度为170℃～175℃左右。复合添加剂采用人工直接投放拌缸的方式，每锅投放4袋，每袋3kg。

3.2 运输。混合料运输采用大吨位自卸汽车，运输车前后移动，料车分前、后、中三次装料。在运输前，检查出料温度，运输过程中每辆运输车在车厢顶部采用篷布、棉被、防晒网两层覆盖、一层紧扣的双层保温措施。在摊铺过程中混合料运输车辆不掀开篷布，以防止混合料降温速度过快，产生温度离析现象。现场采用水银温度计测量混合料运到现场温度，均在170℃～180℃之间，满足U-PAVE10混合料施工要求。

3.3 摊铺。一体化摊铺机可以在摊铺机前方喷洒高粘乳化沥青，避免出现粘轮的现象，保证了粘层油的喷洒质量，提高了施工整体性。设计文件中指出，高粘乳化沥青粘层和U-PAVE10沥青混合料应使用一体化摊铺机进行施工。摊铺的路面事先使用乳化沥青喷洒车按0.4～0.6L/m2的用量喷洒高粘乳化沥青。摊铺机就位后，调整熨平板高度，加热熨平板底部，预热至100℃以上，摊铺速度稳定在4m/min，摊铺机振动频率设定为20%，振捣频率20%，现场摊铺松铺系数为1.2，施工现场的摊铺温度控制在165～170℃，满足设计要求。

3.4 碾压。碾压方案为，初压、终压均采用两台双钢轮压路机，复压采用胶轮压路机。

4、相关试验与检测结果

4.1 室内试验结果

（1）马歇尔试验。马歇尔试验结果各指标满足设计要求。

（2）抽提试验。科研段混合料的级配稳定，油石比满足设计控制范围要求。

（3）渗水系数、摩擦系数、构造深度等试验指标均满足设计要求。

5、总结分析

5.1 U-PAVE科研课题总结分析。在宁连北段U-PAVE10科研段的施工过程中，技术服务单位通过比较使用一体化摊铺机与普通摊铺机施工的U-PAVE10路段检测结果，得到以下结论：

（1）对比现场试验检测结果表明，使用一体化摊铺机摊铺的U-PAVE10路面，其压实效果、密水性能比用普通摊铺机摊铺的U-PAVE10路面略好，构造深度基本相当，总体看来二者相差不大。

（2）界面拉拔试验表明，采用一体化摊铺机施工的U-PAE10混合料经压实后，与原表面接触密实，层间粘结效果优于常规的摊铺机+乳化沥青喷洒车的施工方法，粘结强度可以提高10%。

（3）进行U-PAVE10超薄罩面施工时，需重视施工过程中的质量控制，加强对粘层的保护，提高粘层油的洒布质量，并建议开发抗施工损伤型的乳化沥青作为U-PAVE10混合料的粘层使用。

综上，从宁连北段高速公路U-PAVE10科研段的现场检测结果可以看出，在其他施工工艺相同的情况下，一体化摊铺机与普通摊铺机摊铺的U-PAVE10混合料路面，完工后的压实度、渗水系数和构造深度等路用性能相差不大，但是长期使用性能仍有待观测；拉拔试验结果可以看出，一体化摊铺机对U-PAVE10混合料的层间粘结效果有一定的提升效果。

从U-PAVE10路段施工、混合料试验及现场检测结果来看，本次科研段施工整体效果良好，完成了预期目标。

（作者单位：宁连高速公路北段管理处 江苏连云港市 222000）