GT TECH高韧超薄沥青磨耗层在高速公路养护工程中的应用

谢海光

摘 要：薄层沥青混凝土加铺层可以改善高速公路的整体质量，例如平整度和舒适度，节省资源，还可以提高经济效益，因此在高速公路施工过程中得到广泛的应用。本文以G78汕昆高速公路外砂至庵埠段路面薄层罩面处治工程为例，根据本人自身实践，首先对原路面及存在的病害采取相应的处理措施，包括抛丸、换板处治和灌缝等，最后对薄层罩面施工技术进行探讨，可供类似工程施工参考与借鉴。

关键词：高速公路;沥青混凝土;薄层罩面;施工技术

1 工程概况

项目为汕昆高速公路外砂至庵埠段（K0+402～K9+844），设计时速为100 km/h，其中K0+402～K5+350段为双向六车道，K5+350～K9+844段为双向四车道。施工方向包括梅州方向和汕头方向，梅州方向施工长度为9.625 km，汕头方向施工长度为9.577 km，总长度为19.202 km。罩面宽度控制在标线外侧10 cm处，其中金洲至月浦单向三车道路段罩面宽度按 13.13 m 控制，月浦至 K8+270单向二车道路段罩面宽度按 11.88 m 控制。K8+270～K9+600 单向双车道路段罩面宽度按11.5 m 控制，立交加减速车道及渐变段一并罩面，以两侧新泽西护栏控制宽度，以分合流鼻端控制罩面范围。罩面面积为260 242.19 m2，路段加铺厚度为1.2 cm。

2 GT TECH高韧超薄沥青磨耗层罩面施工技术

2.1 GT TECH高韧超薄沥青磨耗层技术特点

2.1.1 结构层薄

结构实施厚度为0.8 cm～2.0 cm，极大程度地减小了沥青胶结料、优质石材的用量及原路面铣刨作业量，不仅可以降低生产、加工和运输过程中的资源消耗，还可最大限度地减小加铺层自重对桥梁受力状况产生的影响。

2.1.2 密实封水

GT TECH高韧超薄沥青磨耗层经碾压成型后，封水性能优越，可以隔绝雨水下渗，最大限度地保护路面、桥隧结构内部避免受水的侵蚀。

2.1.3 施工效率高

GT TECH高韧超薄沥青磨耗层的实施采用同步摊铺技术，粘层油和混合料同步喷洒、摊铺，可减少施工作业环节，大幅高作业效率。施工完成后半小时即可开放交通，减小养护工作时封闭交通对交通状况的影响。

2.2 生产配合比设计

生产配合比设计中所用3种热料仓的集料规格为7～12 mm、4～7 mm、0～4 mm。经集料筛分和试配后，确定高韧沥青混合料生产配合比矿料组成为7～12 mm ： 4～7 mm ： 0～4 mm ：矿粉=13：43：37：7，如表1所示。

通过马歇尔试验确定该级配下的最佳油石比为7.8%，根据设计要求对混合料各项指标进行试验验证，具体测试结果详见下表2。

采用以上材料配合比为7～12 mm ： 4～7 mm ： 0～4 mm ：矿粉=13：43：37：7，油石比7.8%时，高韧超薄沥青磨耗层的车辙动稳定度、四点弯曲疲劳、肯塔堡飞散试验损失、孔隙率试验结果均符合指标要求。因实际材料与路况存在一定的变异性，高韧超薄磨耗层施工工艺、最终沥青用量应经试验段最终确定，并根据现场实际工况及时适当的调整。

2.3 原路面病害处治

薄层加铺工程实施前对水泥路面前面存在的破碎板、板角断裂、边角剥落等病害进行了处理;同时对伸缩缝进行了灌缝处理。为保证超薄磨耗层与原路面的紧密粘结效果，对原有路面标线进行了铣刨处理。针对原路面粗糙度不足的情况，对处治路段水泥面进行了抛丸处理。

2.4 混合料拌制

本次混合料生产过程中，矿料加热温度控制在215℃，沥青加热温度控制在190℃。混合料的拌制顺序按加集料→加沥青→加矿粉的次序进行，其中，控制干拌时间不小于10 s，湿拌时间不小于45 s，总拌和时间控制在55 s以上。沥青混合料出厂温度为196℃。通过目测检查混合料的均匀性，均未发现拌制完成的混合料出现花白、冒青烟和离析、析漏等现象，说明本次生产的高韧沥青混合料生产质量良好。

2.5 改性乳化沥青喷洒与热沥青混合料摊铺

GT TECH高韧超薄沥青磨耗层采用专门的同步摊铺设备super1800-3，设备包含受料斗、螺旋输送器、乳化沥青储罐、乳化沥青喷洒和计量系统、宽度可调节的振动熨平板等部分。该设备能够一次性实现改性乳化沥青喷洒和摊铺沥青混合料摊铺及熨平，减少运输车辆和摊铺机履带对粘层的污染与破坏，同时提高施工作业效率，节约施工时间。改性乳化沥青在80℃左右的温度下喷洒，设计喷洒量为0.8 kg/m2～1.0 kg/m2。摊铺前对乳化沥青喷洒量进行了标定，摊铺后结束后對乳化沥青使用总量进行核算。

本路段使用乳化沥青喷洒量为0.806 kg/m2。热沥青混合料摊铺在改性乳化沥青喷洒后3 s内进行。摊铺热沥青混合料前预热熨平板，预热温度高于规定的120℃;沥青混合料的摊铺温度不低于170℃，摊铺机料斗受料前涂刷少量油、水混合液，防止混合料与料斗粘结。自卸车缓慢向料斗卸料，摊铺机推动自卸车前进，开始摊铺;设定摊铺机行走速度保持在3 m/min～6 m/min，保证混合料均匀、连续不间断地摊铺。摊铺过程中，摊铺机螺旋送料器应不停地转动，保证混合料高度不少于送料器高度的2/3，以使摊铺出的混合料表面不发生离析。

2.6 热沥青混合料碾压

整个碾压过程均遵循紧跟、慢压的原则进行。混合料摊铺后紧跟着在高温状态下开始碾压，以防止低温状态下磨掉石料棱角、压碎石料，破坏石料嵌挤。摊铺温度控制良好，基本不低于180℃，满足不低于170℃的技术要求。高韧沥青混合料依靠摊铺机熨平板基本可达到90%以上的密实度，故采用钢轮静压的方式进行。本路段实施过程中采用13 t的双钢轮压路机静压2～3遍和收光整平即可达到最终压实效果，并严格控制碾压次数不超过4遍，防止集料被磨光。静载压路机碾压过程中，控制压路机的轮迹重叠1/3～1/4碾压宽度，且减少压路机轮表面喷涂油类或油水混合液。控制喷水系统不得处于常开状态，需要时喷涂清水或含有隔离剂的水溶液，喷洒呈雾状，以不粘轮为度。施工过程中各环节温度进行了检测记录，详细结果见下表3。

2.7 松铺系数确定

按照以往高韧超薄罩面施工经验，松铺系数按照经验预估加摊铺验证的方法进行确定摊铺松铺系数。具体操作方法：预先通过经验确定一个摊铺松铺系数1.1，虚铺厚度则控制在1.3 cm～1.4 cm，摊铺机摊铺过程中采用在摊铺机后每隔5 m左右选取三点进行定点插入针进行测量虚铺厚度是否准确，在压路机初压后再进行插入测量厚度看是否为1.2 cm来控制摊铺机摊铺厚度。按照实体检测抽芯数据显示，最终采用松铺系数为1.18，压实后厚度基本能达到要求。最后按照本次施工面积及沥青混合料使用数量确定摊铺厚度作为校核指标，基本符合要求。

3 实施质量评价

（1）现场检测结果表明：GT TECH高韧超薄沥青磨耗层具有良好的构造深度（0.98 mm）和摩擦系数（71.41 BPN），抗滑性能良好。

（2）整个路段压实状态良好，具有较好的封水效果，可以对下部桥梁结构进行充分的保护。

（3）此次GT TECH高韧超薄沥青磨耗层实施效果良好，各项指标均达到甚至大幅超越设计要求，有效改善了原有路面的行驶性能和外观。实施结果表明，GT TECH高韧超薄沥青磨耗层已经具备在高速公路养护工程施工的成熟条件。

4 工后验收检测指标

施工完成后，对路面分别进行了厚度、渗水系数、横向力系数、平整度、构造深度、车辙等项目检测，结果如下：

4.1 厚度

采用钻芯法测定，共取18个点，平均值为17.1 mm，合格率100%，满足设计要求（≥设计厚度-5%）。

4.2 渗水系数

采用渗水系数仪检测，共测18个点，合格点数18个点，合格率100%，渗水平均值为60 mL/min，远远小于设计上限值80 mL/min，表明GT TECH高韧超薄沥青磨耗层具有良好的封水能力，可以有效阻隔雨水下渗，保护路面下部结构。

4.3 横向力系数

采用横向力系数测试车（SCRIM）进行检测，检测车道为主车道。横向力测试车每10 m统计一个检测数据，现场测试温度为 20℃～30℃，速度按50 km/h±4 km/h 控制，共测试3 684点，合格点数共3 682点，合格率为 99.9%，表明GT TECH高韧超薄沥青磨耗层路面具有良好的抗滑性能较好。

4.4 平整度

采用ZOYON-RTM 智能道路检测车所配备的激光平整度仪进行连续检测，检测车道为主、超车道，共测试378点，合格点数共350点，合格率为 92.6%，国际平整度指数IRI均值为1.57 m/km，满足设计要求，表明GT TECH高韧超薄沥青磨耗层可以有效提升原路面平整度，行车舒适度高。

4.5 构造深度

采用铺砂法进行检测，共测18个点，合格点数18个点，合格率100%，满足设计要求（≥0.80 mm），平均值为0.85 mm，表明GT TECH高韧超薄沥青磨耗层路面具有良好的表面构造，抗滑性能较好。

4.6 车辙

采用ZOYON-RTM 智能道路检测车进行检测，检测车道为主、超车道，共测试3 773点，合格点数为3 773点，合格率为100%，车辙深度平均值为2.3 mm，符合规范≦10要求。

5 結论

本次GT TECH高韧超薄沥青磨耗层的施工组织较为完善，项目实施前原路面病害得到了有效处治;实施过程中各类施工设备和人员配合作业紧凑，实施效果良好，经采用GT TECH高韧超薄沥青磨耗层进行罩面加铺后，大幅提升了路面的平整度，可显著提高行车舒适度，并改善路面的抗滑性能，提高了结构耐久性和道路服务水平。

经过建设单位、设计单位、监理单位和施工单位的科学组织、严格管理、精心施工、艰苦努力，整个项目按期顺利完成;在项目实施和后评价过程中得到了上级领导、主管部门的大力支持和帮助。本工程采用的GT TECH高韧超薄沥青磨耗层技术已获得交通运输部2019年科技成果推广项目证书，是新技术新材料在本项目的推广应用。

参考文献：

[1]JTGF40-2004，公路沥青路面施工技术规范[S].

[2]JTGD50-2017，公路沥青路面设计规范[S].

[3]JTGE20-2011，公路工程沥青与沥青混合料试验规程[S].