薄层罩面技术及其在沥青路面中的应用

刘子文

（甘肃省嘉峪关公路事业发展中心，甘肃 嘉峪关）

1 项目背景

G30 连霍高速公路清嘉段原设计路面为16 cm厚沥青混凝土路面，自通车运营以来，随着车流量逐年增大，加之实行差异化收费以来车流量更是激增，且超载车辆较多，在原有路面局部形成不同程度的纵横裂缝、龟裂、唧浆、细集料剥落等病害。为恢复路面状况，改善连霍高速清嘉段路面行驶质量，提升路面服务水平，决定对该路段进行薄层罩面处理。经调查研究设计决定，对原路面进行铣刨2 cm 后，采用2.5 cm 厚SBS 橡胶粉复合改性沥青玛蹄脂钢渣碎石SMA-10+1cm 热熔橡胶沥青碎石封层（应力吸收层）进行预防性养护，示意如图1 所示。

图1 薄层罩面结构

2 混合料制备

2.1 原材料

2.1.1 沥青

采用90 号基质沥青和高黏度改性剂混合拌制而成，其性能参数如表1 所示。

表1 基质沥青性能参数

改性剂主要是由高分子聚合物、添加的增粘剂以及增塑剂组成，其粘度较高，可充分与基质沥青拌和[1]。

2.1.2 集料

集料由粗集料、细集料以及矿粉等材料组成，粗集料选用玄武岩制成的碎石，采用2.36～4.75 mm（a组）和4.75～9.5 mm（b 组）两挡碎石，细集料选用河砂，其中5～10 mm 粗集料采用的是酒泉钢铁有限公司生产的钢渣，其表面应洁净、干燥、无杂质，经过破碎且存放期超过半年以上[2]，经试验，集料性能参数如表2 所示。

表2 集料性能参数

2.1.3 矿料级配

按照相关规范要求，行筛分试验，结果如表3 所示。

表3 拟定3 组矿料级配

2.2 油石比

根据以往工作经验及实际情况，对拟定的矿料通过标准马歇尔试验，初步选定其油石比分别为5.1%、5.6%、6.1%、6.6%和7.1%，再通过试验找出矿料的最佳油石比[3]。试件采用双面进行击实，次数为50 次，试验数据如表4、图2 所示。

表4 标准马歇尔试验结果

图2 各参数随油石比变化情况

从试验结果可以看出，毛体积密度达到最大时，其油石比为5.6%；VV 取中值时，其油石比为6.1%；稳定度达到最大时，其油石比为5.6%；VFA 取中值时，其油石比为6.1%，取这4 组油石比算术平均值5.85%作为OCA1，取满足要求的油石比中值6.1%为OCA2，然后再计算出OCA1 和OCA2 的平均值5.98%作为最佳油石比，此时最佳沥青用量5.5%。

3 薄层罩面施工技术

3.1 粘层施工

粘层作为沥青路面重要的功能层，其施工的关键是必须在旧路路面上洒布一层均匀、密实的薄层，起到上下路面结构层联结紧密的作用。影响其施工质量的主要因素有洒布车行驶速度、洒布时的压力等，这些因素需在试验段中确定，因此，在正式洒布前必须进行试验段施工。除此之外，还应确定洒布完成后粘层的凝结时间，以不粘轮为度[4]。

3.2 罩面混合料拌和、运输与摊铺

薄层罩面尽可能选择在夏季施工，一般情况下，路表温度应超过20 ℃，且越高越好。

3.2.1 混合料拌和

罩面混合料拌和主要应对拌和时的温度以及拌和的均匀性进行控制，因为使用了粘度较高的混合料，因此，必须根据所选择的粗、细集料、沥青品种等选择合适的加热以及拌和时的温度。一般情况下，拌和温度应保持在180 ℃左右。除此之外，还应对拌和均匀性进行控制，控制方法一般为通过控制拌和时间进行。一般情况下，拌和时间随着设备的不同而有所区别，因此，正式拌和前需经试验确定拌和时间。

3.2.2 混合料运输

在混合料运输方面，主要应控制保温和防止离析两方面。在运输过程中，务必加强保温措施，尽量减少不必要的热量散失，防止摊铺时混合料温度过低影响工程质量。在运输过程中，尽量保持匀速行驶，避免急转弯、急刹车等可能导致混合料离析的操作，同时应现有道路进行运输，尽量减少颠簸，从而减小可能发生离析现象的概率。

3.2.3 混合料摊铺

混合料摊铺应重点关注的是摊铺时混合料的温度和层厚。摊铺前，应根据设备生产能力和现场实际情况，确保摊铺得以连续进行，避免发生温度离析。同时在摊铺时，对每一车混合料都进行温度检测，对于温度不符合要求的混合料坚决予以废弃。厚度主要通过摊铺时设置的高程基准线进行控制，如在摊铺过程中发现摊铺数量过多或过少时，应及时铲走或补料，防止局部过薄或过厚[5]。

3.3 工程实施情况

正式开始罩面施工前，首先对半幅路面进行封闭，将封闭的半幅路面上的车流引导至对向车道，然后再对拟处理路面进行铣刨，并对原路面结构存在的坑槽、松散采取措施进行彻底处治，然后再对路面进行彻底清扫，对纵横向裂缝病害采用抗裂贴进行贴缝处理，完成初步修复，再全面均匀涂刷粘层油。

上述工作完成后，进行高粘度碎石封层施工，然后正式开始薄层罩面施工。摊铺时，采用1 台摊铺机分两次进行，摊铺速度为4 m/min，采用自动找平装置找平。碾压设备采用振动压路机，碾压速度不超过4 km/h，紧跟摊铺机进行，共碾压4 遍。对于纵向接缝，采用冷缝处理的方式进行，摊铺前在接缝处涂刷一层乳化沥青，再摊铺混合料，最后用压路机骑缝碾压。

施工完成后，对罩面层的压实度、厚度等指标进行检测，同时用电阻抗密度仪对全部施工路段进行压实度分布和均匀性检测，检测结果如图3 所示。除此之外，还对罩面层构造深度和渗水性能进行检测，其结果如表5 所示。

表5 构造深度和路面渗水测试结果

图3 压实度分布频率

结束语

薄层罩面是一种非常实用且经济的快速修复路面的施工技术，可以为旧路路面形成一层新的路面面层，以修补旧路车辙、坑槽、裂缝等病害，提高行车舒适度，改善行车条件，阻止旧路路面进一步恶化。除此之外，还有增大旧路路面摩擦力，提高抗滑性能，确保交通安全，延长道路使用寿命的功能。薄层罩面施工质量，关键在于原材料，罩面混合料制备、运输及摊铺等环节。因此，在施工中务必重视上述因素。在施工结束后，还应对所施工路段进行全面检测，以确保旧路路面原有病害得到消除。