快速同步型超薄磨耗层在高等级公路路面养护中的应用.doc.deflate

路面养护中的应用

李君1 王 洁2

1.河南通和高速公路养护工程有限责任公司 郑州 450000 2.河南省交通运输厅京珠高速公路新乡至郑州管理处 郑州 450000 摘 要：本文对同步型超薄磨耗层路面施工技术，从原材料选取到工

艺质量控制，详细叙述了此种技术在高等级公路路面养护工作中的施工要点及应用价值，具有指导及实际操作性。

关键词:超薄磨耗层；同步技术；质量控制；路面养护 1、超薄磨耗层技术在我国的发展情况：

超薄磨耗层在2002年开始引入中国，在广东省铺筑了第一条试验路，并取得了成功。随后在广花高速、成贯高速、京珠高速、连霍高速等多条高速公路上得到了很好的应用。无论是高速公路还是市政道路，无论是道路还是桥面，超薄磨耗层在其上都得到了很好的性能发挥。截止到2007年年底，超薄磨耗层已经在我国铺筑了约320万平方米，2007年我公司在连霍高速公路郑开段一次性摊铺面积约为52万平方米，并且联合壳牌中国公司，通过合作及授权的方式利用其先进技术和自购的进口专用设备，在连霍高速共摊铺面积约为86万平方米，位居全国之首。 2、快速同步型技术特点：

快速同步施工型改性沥青超薄磨耗层是一种针对交通负载大、路面性能要求高的高等级路面解决方案。其主要应用于高等级沥青路面

或水泥路面的预防性养护和轻微病害的矫正性养护，特别是对基层较为稳定的老路面平整度和外观改善效果极为突出，也可以作为新建道路的表面磨耗层。超薄磨耗层是将15-25mm厚的断级配改性热沥青混合料摊铺在一层聚合物改性乳化沥青粘层膜上，使用专用的同步摊铺设备进行施工，即粘结层特种改性乳化沥青喷洒与改性热沥青混合料摊铺同时进行，经压路机压实以后一次成型。 3、材料要求: 3.1 粗集料

所选粗集料应为典型高等级公路路面使用集料，满足我国关于抗滑表层的使用质量要求标准或在高等级路面表面层有成功应用的先例。直径大于4.75mm的粗集料必须满足表1的各项指标。

粗集料性能指标 表1

试验 洛杉矶磨耗损失％ 单个破碎面％ 两个或多个破碎面％ 狄法尔磨耗损失％ 坚固性％ 3.2 细集料

直径小于2.36mm的细集料必须是机制砂（100％破碎加工而成），应该洁净、干燥、无风化、无杂质，与沥青有良好的粘结能力。性能指标满足表2的要求。

试验方法 ASTM C 131 ASTM 5821 ASTM 5821 ASTM TP 58-00 T 0317－2000 T 0312－2000 T 0346－2000 T 0346－2000 规范 28max 15 max 100min 90min 18 max 12 max 细长扁平颗粒含量％3：1 ASTM D 4791 AASHTO T 104-94 T 0314－2000 细集料性能指标 表2

试验 砂当量％ 亚甲基兰mg/g 细集料棱角性试验％ 3.3 填料

沥青混合料的填料宜采用石灰岩等憎水性石料经磨细得到的矿粉，矿粉要求干燥、洁净，其质量满足表3的要求。

填料性能指标 表3 0.6mm方孔筛通过率100％ 0.075mm方孔筛通过率75－100％ 注意：以上各表所列各项指标是集料选择的目标值，但不应被认为是选择集料的唯一依据。 3.4 NovaBinder（沥青粘结料）

NovaBinder性能必须满足NovaChip系统整体设计要求，以实现系统的路用性能，同时，NovaBinder必须满足表4的性能要求。

NovaBinder沥青粘结料技术性能要求 表4 试验 针入度，25℃，100g,5s,0.1mm 软化点TR&B, ℃ 密度15℃，g/cm3 延度5℃，5cm/min,cm 4Bh离析，℃ 旋转粘度135℃，Pa.s 测力延度比4℃，5cm/min, ％ 弹力恢复25℃，％ 方法 ASTM D5 ASTM D36 ASTM D70 ASTM D-113 ASTM D5976 ASTM D4402 ASTM D226 T0604-2000 T0606-2000 T0603-1993 T0605-1993 T0661-2000 T0625-2000 规范 50min 70min 实测 20min 2max 3max 0.3min 70min 试验方法 AASHTO T 0334-1994 AASHTO AASHTO T 0344－2000 规范 60min 10max 45min ASTMD6084-97 T0662-2000 旋转薄膜加质量损失％ 热试验残留针入度比％ 物163℃，ASTM D2872 ASTM D5 T0610-1993 T0604-2000 T0605-1993 1.0max 60min 15min 延度5℃，5cm/min,cm ASTM D-113 75min 3.5 NovaBond（聚合物改性乳化沥青）

NovaBond性能必须满足NovaChip系统整体设计要求，以实现系统的路用性能，同时，NovaBond必须满足表5的要求。 NovaBond聚合物改性乳化沥青技术性能要求 表5 试验 塞波特粘度试验25℃，s 储藏稳定性试验24h，％ 筛上剩余量试验1％ 蒸馏固含量试验2％ 蒸馏后石油馏分％ 破乳35ml,0.02N,CaCl2 ASTM D244 速度 35ml,0.8％,气溶胶ASTM D244 OT 蒸馏残留物性能试验 针入度，25℃，100g,5s,0.1mm ASTM D5 溶解度％，三氯乙烯 T0604-2000 60-150 97.5min 40 40 试验方法 ASTM D244 ASTM D244 ASTM D244 ASTM D244 ASTM D244 T0623-1993 T0656-1993 T0652-1993 规范 20-100 1.0max 0.05max 63.0min 2.0max ASTM D2042 T0607-1993 延度10℃，5cm/min,cm 弹性恢复％，10℃ ASTM D113 T0605-1993 AASHTO T301 40min 60min 1.备注：如果现场施工效果良好，可以不进行筛上剩余量试验。 2.备注：改性乳化沥青进行试验时，必须达到最高温度200℃±6℃并保持15分钟。 3.6 混合料设计

混合料设计集料配合比必须满足表6的指标要求。

混合料设计集料参考配合比 表6

通过重量百分比 方孔筛大小 ASTM 19mm 12.5mm 9.5mm 4.75mm 2.36mm 1.18mm 0.6mm 0.3mm 0.15mm 12．5mm－C型 设计限值％ 100 85-100 60-80 28-38 25-32 15-23 10-18 8-13 6-10 0.075mm 混合料沥青含量％ 典型厚度，mm 4-7 4.6-5.6 20 备注：推荐使用16mm方孔筛通过率为100％的集料。含有16mm以上集料的沥青混合料施工要求提高摊铺厚度。 4、施工过程简介及施工质量控制 4.1 路面条件

路面病害彻底处理后方可施工超薄磨耗层。路表面可采用清水清洗,保证路面完全干燥并晾晒至少24小时后施工下道工序；或采用压风机清扫路面及缝隙内的灰尘和杂物；原路面拉毛处理，拉毛后必须彻底清洗,达到路面没有任何杂物、灰尘、松散和不稳定颗粒、粘结的粉浆。 4.2 天气

NovaChip系统施工过程现场气温不得低于10℃，路面不能有积水。 4.3 设备

NovaChip系统采用专用设备NovaPaver进行施工。NovaPaver必须包含受料斗、传送带、乳化沥青储罐、NovaBond喷洒和计量系统、宽度可调节的振动熨平板等部分。设备能够一次性完成NovaBond喷洒、热沥青混合料摊铺及熨平。可在NovaBond喷洒后5秒钟内进行热沥青混合料摊铺。在热沥青混合料摊铺之前，NovaPaver履带或其它部位不能接触喷洒在路面上的NovaBond。NovaPaver摊铺宽度可调，从而达到理想的路面效果。

4.4 Novachip混合料生产 4.4.1拌和机标定和调整

施工前必须对拌和机的计量系统进行校准，保证计量的准确；对机械传动和传送部分进行检修和润滑，保证生产的稳定和连续；对除尘设备进行检修及对需要更换的耗件进行更换；根据生产计划及生产的混合料类型对热料仓上的筛网调整及更换，但必须保证具有2.5～3.0mm、5～6mm和10～11mm各一片。 4.4.2施工配合比调整

首先在冷料仓取料进行筛分试验(水筛法)，根据筛分结果以目标级配为基准调整冷料上料比例，同时根据使用拌和机的实际情况确定冷料上料器的转速、振幅及料门角度；

分别从热料仓取料，进行筛分试验(水筛法)，根据筛分结果以目标级配为目标调整热料仓下料比例； 4.4.3 NovaChip混合料生产 石料加热温度180℃～190℃； 沥青加热温度165℃～175℃； 拌和温度170℃～180℃； 拌和时间30s～45s。 4.4.4 Novachip混合料运输

采用大于15t的自卸汽车运输,车厢底板和侧板必须涂抹防粘剂,而且车厢必须遮盖,防止温度降低过快。 4.4.5 Novachip混合料摊铺

①NovaBond在60～80℃的温度下喷洒，喷洒量必须精确计量，以保证路面摊铺均匀。

②C型混合料，NovaBond理想喷洒量约为1.00L/㎡，由专业实验室设计喷洒量，并结合现场由具体路面情况进行调整。

③热沥青混合料摊铺温度约为150～170℃，在NovaBond喷洒后摊铺；热沥青混合料摊铺在所有NovaBond喷洒表面上，并由电加热的振动熨平板进行熨平。

④NovaChip系统摊铺必须提前确定摊铺宽度及厚度，以便于工程量统计。

4.5 Novachip混合料碾压

NovaChip系统碾压必须在路面温度降至90℃之前进行。用9～12吨的双钢轮压路机碾压三次。压路机不能静止停留在刚刚摊铺好热沥青混合料表面上。必须在NovaChip摊铺后立刻进行压实。压路机必须维护良好，具备可靠操作稳定性，装备有皂液水添加系统和刮板，从而防止新摊铺热沥青混合料粘在碾压辊上。碾压通常以静态方式进行。根据现场实际情况确定碾压操作宽度，新的路面在碾压完成、路面温度冷却到50℃之前不能开放交通。 4.6 质量控制

施工时采用表7数据来进行质量控制和保持稳定性。

施工质量控制 表7

允许误差范围 通过指定筛孔百分率 方孔筛大小 12．5mm－C型 允许误差％ 19mm 12.5mm 9.6mm 4.75mm 2.36mm 1.18mm 0.075mm 沥青粘结料含量，％ 厚度控制，mm － ±5 － ±4 ±4 － ±1.0 ±0.3 ±5 同时，需要随时对新铺路面外观进行目测，表面必须平整密实，不得有轮迹、裂缝、推挤、油斑、油包、离析等现象。接缝必须紧密平顺，无跳车。此外，沥青混合料的拌和、摊铺、碾压、开放交通温度均符合要求。

5、超薄磨耗层的优点及应用性质：

5.1 施工时间短。超薄磨耗层在施工时不仅摊铺速度快（15-25m/min，较普通摊铺机提高了5-8倍），在连霍高速中牟段曾经一天完成13公里超薄磨耗层摊铺，而且碾压结束后30分钟即可开放交通，符合高速公路的快速养护、及时养护的特点，适合于高速公路的养护。

5.2 改性乳化沥青封层能有效的封闭路面裂缝，对路面裂缝有防治作用。

5.3 按照正常的设计寿命8-10年计算，从改善路面使用性能的角度看，性价比优于传统的路面铣刨摊铺及路面微表处的养护手段。

5.4 超薄磨耗层有着抗滑、耐磨、降噪、排水等优良的路用性能。

断级配混合料结构，优秀的路面安全使用性能，确保路面行驶安全；高排水能力，减少雨天行车水雾。是一种超常耐久的预防性养护与矫正性养护措施。

5.5 以最低的施工成本，最短的施工时间提高高速公路的平整度和外观。

6、超薄磨耗层的工程应用范围：

通常超薄磨耗层系统主要可以解决如下路面问题：

6.1 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；

6.2 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；

6.3 路面出现轻度裂缝，轻微剥落等情况，需校正表面缺陷； 6.4 行驶过程中路面噪音过大，需要减少路面摩擦轮胎的噪音； 6.5 路表面横向排水不畅，需要改善表面排水等。 6.6 在短时间内高质量的完成路面罩面工程。 7、参与完成河南省内超薄磨耗层施工路段的后期评价：

连霍高速郑州至开封段2007年6月完成罩面工程，现已通车两年半，截至目前路面使用状况良好，路面平整度均方差指数由原有1.5以上提高到0.8，路面摩擦系数增加，路面平整度、外观得到有效的改善。 8、结论

快速同步施工型改性沥青超薄磨耗层施工技术相对传统方式处治

路面病害的铣刨罩面施工方法，具有交通封闭时间短、对周边环境污染低、费用低、加大了施工期间的安全保障。因此，超薄磨耗层技术的应用是落实节能减排、低碳环保的一项重要举措，值得大力推广。