薄层罩面技术及其在沥青路面中的应用.pdf

2023.21 科学技术创新检测结果 集料 类别 性能参数 规范要求 a 组 b 组 压碎值（%）26.0 14.9 10.8 洛杉矶磨耗损失（%）28.0 13.9 12.7 表观密度 2.6 2.66 2.68 吸水率（%）2.0 0.4 0.3 水洗法小于0.075 mm 颗粒含量（%）1.0 0.59 0.62 针片状颗粒含量（%）15.0 4.3 2.3 粗集料 软石含量（%）3.0 1.2 0.7 表观密度 2.5 2.71 含泥量（%）3.0 1.3 砂当量（%）60.0 76.2 细集料 棱角性（s）30.0 36.8 表观密度 2.5 2.69 含水率（%）1.0 0.39 粒径不超过 0.6 mm 颗粒含量（%）100 100 粒径不超过 0.15 mm 颗粒含量（%）90100 94.1 粒径不超过0.075 mm 颗粒含量（%）75100 82.2 亲水系数 1.0 0.28 矿粉 外观质量 无结块 无结块 表 2集料性能参数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 2.5cm 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。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 2.364.75 mm（a摘要：薄层罩面是一种在原有路面上新铺设一层薄沥青混凝土的技术，主要用于路面修复补强等，和其他路面修复技术相比，该技术在抗滑能力、防水性能、造价等方面具有明显的优势。施工完成后，可显著地提高路面使用舒适度，且施工速度快，对社会交通影响较小，能适应各等级国省干线公路预防性养护的要求，有效降低了养护成本，具有显著的社会和经济效益。关键词：薄层罩面；油石比；最佳沥青用量；压实度中图分类号院U416.217文献标识码院A文章编号院2096-4390渊2023冤21-0145-04作者简介：刘子文（1989-），男，本科，工程师，主要从事公路养护工作。表 1基质沥青性能参数性能参数 检测结果 规范要求 针入度（mm）8.96 810 延度（mm）1510?1000 软化点（）44.8?44 质量损失率（%）0.38 0.8 残留针入度比率（%）58.1?57 残留延度（mm）119?80 叟叟叟叟145-科学技术创新 2023.21图 2各参数随油石比变化情况组）和 4.759.5 mm（b 组）两挡碎石，细集料选用河砂，其中 510 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。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AC-05通过百分比（%）筛孔尺寸（mm）合成级配 级配范围 13.2/9.5 100 100 4.75 86.9 84100 2.36 53.1 5175 1.18 35.9 3455 0.6 27.2 2040 0.3 17.9 1228 0.15 14.2 718 0.075 8.3 410 油石比 毛体积密度（gcm-3）VMA（%）VV（%）VFA（%）稳定度（kN）5.1 2.501 17.1 4.9 71.1 9.22 5.6 2.511 17.2 3.9 76.8 10.21 6.1 2.502 15.9 3.3 82.3 10.17 6.6 2.496 17.3 3.1 84.1 9.71 7.1 2.481 16.9 2.3 86.7 9.21 146-2023.21 科学技术创新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 4km/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。图 3压实度分布频率表 5构造深度和路面渗水测试结果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，确保检测项目 检测值 规范要求 构造深度 0.69 mm，检测 3 个测点取其平均值 0.5 mm 路面渗水 21 mL/min，检测 4 个测点取其平均值 80 mL/min 147-科学技术创新 2023.21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。参考文献1蔡莉莉，陈红梅，汤薇，等.大跨径钢桥面铺装树脂薄层罩面养护研究J.公路工程，2023，48(2)：48-54.2唐丹，李国威，原天龙，等.沥青路面就地热再生薄层罩面机加热效率测试 J.机械管理开发，2023，38(2)：83-84，87.3沈建成，任全生，韩方元，等.玄武岩纤维薄层罩面AC-10 沥青混合料性能研究 J.科技创新与应用，2023，13(6)：77-80.4张四恒，黄运军，邵景干，等.矿料级配与沥青对薄层罩面路用性能的影响J.长沙理工大学学报(自然科学版)，2022，19(3)：59-68.5张超，魏必成，代松航，等.高性能冷铺薄层罩面混合料优化设计与路用性能研究J.市政技术，2022，40(9)：55-63.Thin Layer Overlay Technology and itsApplication in Asphalt PavementLiu Ziwen（Jiayuguan Highway Development Center,Jiayuguan,China）Abstract:Thin layer overlay is a technology that newly lays a thin layer of asphalt concrete on theexisting road surface,mainly used for road repair and reinforcement.Compared with other road repairtechnologies,this technology has obvious advantages in terms of skid resistance,waterproof performance,andcost.After construction is completed,it can significantly improve the comfort of road surface use,and theconstruction speed is fast,with little impact on social traffic.It can adapt to the requirements of preventivemaintenance of national and provincial trunk highways at various levels,effectively reducing maintenancecosts,and has significant social and economic benefits.Key words:thin layer mask;oil stone ratio;the optimal amount of asphalt;compactness148-