温拌薄层罩面技术在高等级公路沥青路面养护施工中的应用

雷荣军

摘要 为了保障公路性能能够达到安全行驶标准，实施有效的养护措施是十分必要的，文章为此提出温拌薄层罩面技术在高等级公路沥青路面养护施工中的应用研究。通过从性能角度对Sasobit 温拌剂进行选择，从技术参数角度对SBS改性沥青进行选择，在配置温拌沥青阶段充分结合SBS改性沥青和Sasobit温拌剂的特点，采用边搅拌边掺加的方式配制表层厚度为2 cm的温拌改性沥青薄层罩面。实验测试表明，养护后路面的高温稳定性、水稳定性以及低温抗裂性均达到了施工要求。

关键词 温拌薄层罩面技术；高等级公路；沥青路面；Sasobit温拌剂；SBS改性沥青；养护施工

中图分类号 U418.6文献标识码 A文章编号 2096-8949（2023）14-0159-03

0 引言

为了保障对高等级公路沥青路面的养护效果能够达到理想状态，配置性能稳定的温拌沥青施工材料是十分必要的。与常规聚合物改性沥青的制备过程相比，温拌沥青的制备过程更显得简单方便，它既减少了高速剪切机的应用时间，也减少了常规聚合物改性沥青制备阶段的溶胀和发育过程，因此温拌沥青在高等级公路路面的养护施工中具有更高的实际应用价值[1]。为此，该文以高等级公路沥青路面养护施工为目标，对温拌薄层罩面技术应用与施工工艺展开分析研究。

1 温拌薄层罩面施工技术设计

薄层罩面技术是一种经济合理的公路路面修复方法，其应用可以改善公路路面的平整度，恢复路面抗滑阻力，校正路面轮廓并对路面有一定的补强作用。薄层罩面在施工中最大的困难是层面较薄且容易冷却，因此难以达到较高的密实度。但是，温拌薄层罩面沥青混凝土技术可以使沥青混合料在相对较低的温度下拌和与施工，其通过降低沥青混合料的拌和与摊铺温度，达到降低沥青混合料生产过程中的能耗与CO2等气体及粉尘排放量的目的，同时还可以保证温拌沥青混合料具有与热拌沥青混合料基本相同的路用性能以及施工和易性，最终还能够保证其压实度[2]。

1.1 温拌沥青原材料选择

（1）沥青：可选取高强沥青作为主要填补材料，选取等级为PG76-22的SBS改性沥青作为超薄沥青混凝土材料。

（2）粗、细集料：集料主要对路面起到骨架和填充作用。根据高等级公路施工实际，可选取不同粗、细粒料进行有效组成，如19～26.5 mm为粗集料粒径范围，13.2～19 mm为中集料粒径范围，细集料粒径范围则需控制在4.75 mm以内。

（3）矿粉：高等级公路沥青路面施工中选取的矿质粒料粒径一般在0.075 mm以下，其功能为空隙填充，以避免热沥青渗流，有效提升了沥青材料的黏结能力和热稳定性能。由于矿粉与沥青具有良好的黏着力，还能够对水的剥蚀产生有效抵抗，因此，高等级公路一般都采用石灰石粉[3]。

（4）聚酯纤维：为进一步提升填补材料的使用性能，要适当添加2%的聚酯纤维至ECA-6.7以内。

（5）温拌添加剂：为了确保填补材料和超薄沥青混合料的压实度能够符合施工标准和要求，还需要将温拌添加剂（DAT-F6）掺加至沥青混合料内。

（6）黏层：施工过程中，在车辙填补与罩面施工之前，为了提升新旧沥青混凝土层之间的黏结强度，要开展黏层油喷洒环节，应选用快裂高黏度改性乳化沥青作为黏结层沥青材料。

利用有机化学产品Sasobit温拌改性剂作为主要原材料，作为一种从煤炭中气化得到的物质，Sasobit温拌改性剂主要是由含长链脂肪烃的碳氢化合物构成，因此可以在很大程度上盖上沥青的流动性，并对沥青能起到改善作用，其熔点基本稳定在100 ℃左右。在对沥青进行溶解处理时，温度要保证控制在115 ℃以上。Sasobit温拌剂主要为白色固体颗粒，其性能技术指标主要有4個方面：一是要确保在20 ℃的环境下Sasobit温拌剂不溶解，以此降低保存管理阶段的难度；二是要确保Sasobit温拌剂的密度在850～950 kg/m3区间范围内；三是对闪点的选择，要保障其温度不低于285 ℃；四是Sasobit温拌剂酸碱性的选择，一般情况下应以中性为宜[4]。

除了Sasobit温拌剂的性能指标，对改性沥青的技术参数进行合理控制也是保障后续施工效果的关键因素。对SBS改性沥青的选择主要从6个角度入手：首先，SBS改性沥青的针入度要控制在40～60 mm之间，软化点不宜高于60 ℃，在5 ℃的环境下时延度要控制在20.0 cm以内。考虑到稳定性因素对于路面养护效果的影响，在25 ℃环境下其弹性恢复程度要控制在75.0%以内。最后，就是对SBS改性沥青离析参数和运动黏度的选择，要求其离析参数要控制在2.5mm以上，135 ℃条件下时其运动黏度要控制在3.0 Pa/s以上。通过以上方式实现对SBS改性沥青主要原材料的选择，SBS改性沥青技术指标如表1所示。

1.2 温拌沥青配制

结合上述温拌沥青的制备特点，制备温拌沥青时，根据对Sasobit温拌剂的选择可以看出，该文在实施高等级公路沥青路面养护施工阶段，使用的沥青为SBS改性沥青。考虑到该类沥青的属性特点，在制备时要先将其先放入恒温装置中保存，温度要求控制在160 ℃，预热时间以15 min为宜；对于温拌剂的掺加时间，以沥青完全达到熔融状态为基准，Sasobit温拌剂的掺量比例为3.0%[5]。在温拌剂的作用下，SBS改性沥青中会出现局部属性参数不均匀的情况，因此需要采用搅拌器对其进行拌匀处理。由于Sasobit温拌剂以固体颗粒的形式存在，因此在将其掺加到沥青中时要分多次加入，并保持沥青始终处于搅拌状态（搅拌过程应为低速搅拌，搅拌机的转速控制在600～800 r/min即可）。当SBS改性沥青表面不存在明显固体颗粒漂浮后，方可提升搅拌器转速至1 200～1 400 r/min，连续搅拌20 min即可[6]。

1.3 高等级公路沥青路面养护施工

在对高等级公路沥青路面养护施工时，主要目的是借助养护措施对路面存在的安全隐患进行治理消除，防止路面病害进一步发展。针对此，该文在养护设计阶段将恢复路面功能性损失作为施工目标，其具体施工方案如图1所示。

结合图1可以看出，为了不影响公路沿路设施的标高，满足混合料在高温抗车辙、抗疲劳、抗开裂、抗水损等性能要求的前提下，温拌改性沥青薄层罩面的施工厚度设置为2.0 cm，最大限度地保障公路路面性能。黏层油作为温拌改性沥青薄层罩面与公路地层的连接层，一方面可以隔绝来自路基因素参数变化对路面的影响，另一方面也可以加强公路路面自身整体性。在对路基、路面不同结构及厚度进行设置时，还应充分考虑公路路面的荷载强度。在具体施工阶段，可以结合实际情况进行适应性调整。

2 应用测试

2.1 测试环境

实验测试的高等公路基坑开挖范围内有2条地下电缆和1条水管，场地南侧紧邻高铁站房场地，北侧紧邻未拆除的拆迁房，场地东侧为农用场地，西侧为市政道路及空地，其基坑支护周长约815 m，公路所处地质条件较为复杂，对工程施工有一定影响。基坑支护除了基坑南侧采用支护桩+斜撑和桩间挂网喷锚形式，其他三面均采用锚杆+放坡挂网喷锚的形式（土钉墙）。根据岩土工程技术资料及现场实际踏勘，设计基坑的等级为二级，预计使用年限为一年，孔桩类型为Φ1 000@1 500，钻孔灌注桩共计202根，对应的成孔方式为泥浆护壁旋挖成孔，持力层为完整灰岩，嵌岩深度桩端进入持力层2 m，在主筋连接上采用套筒机械连接方式，以此为基础对公路路面进行养护施工处理。

2.2 评价指标

通过温拌薄层罩面技术对高等级公路沥青路面开展养护时，结合公路施工要求分别从高温稳定性、水稳定性以及低温抗裂性三个角度进行评价。其中，对养护后公路高温性能评价引入了动稳定度，具体计算方式如下：

式中，DS——养护后公路沥青路面的动稳定度参数；n——质检阶段试验轮往返碾压速度，设置该参数为43次/min；Δt——时间间隔；Δd——养护后公路沥青路面的形变量差值；c1——试验机类型修正系数；c2——养护后公路沥青路面的系数，其中测试养护后公路沥青路面的宽度为300 mm，对应系数为1.0。对于养护后公路沥青路面的水稳定性，采用浸水马歇尔试验方法开展测试，具体计算方式如下：

式中，MS——养护后公路沥青路面的浸水残留稳定度；MS1——养护后公路沥青路面浸水48 h后的稳定度参数；MS2——养护后公路沥青路面浸水30 min后的稳定度参数。对于养护后公路沥青路面的低温抗裂性能，采用冻融劈裂试验进行分析，具体计算方式如下：

式中，TSR——养护后公路沥青路面的冻融劈裂抗拉强度比；RT2——未冻融养护后公路沥青路面的劈裂抗拉强度；RT1——冻融循环后养护公路沥青路面的劈裂抗拉强度；PT2——冻融试验后养护后公路沥青路面荷载的最大值；PT1——冻融试验前养护公路沥青路面荷载的最大值。其中，马歇尔性能指标如表2所示。

2.3 测试结果

在上述基础上，统计了以温拌薄层罩面技术为基础的高等级公路沥青路面养护效果与目标养护效果之间的关系，具体的数据结果如表3所示。

结合表3中的测试结果可以看出，在实施以温拌薄层罩面技术为基础的高等级公路沥青路面养护施工后，高等级公路路面的高温稳定性、水稳定性以及低温抗裂性均与养护前相比有了明顯提升。对路面养护效果评价指标的设计值与养护后的实际参数进行比较，其动稳定度、浸水残留稳定度以及冻融劈裂抗拉强度比都达到了设计要求。综合上述测试数据和分析结果可以初步得出结论：以温拌薄层罩面技术为基础的高等级公路沥青路面养护施工方式可以实现对路面的有效处理，实现提高路面性能的目的，对于保障高等级公路的性能及安全性具有良好应用价值。

3 结语

为了最大限度地保障公路车辆行驶安全，该文结合高等级公路的实际状态实施及时有效的养护措施是十分必要的。该文提出的温拌薄层罩面技术在高等级公路沥青路面养护施工中的应用，在很大程度上保障了公路沥青路面的性能参数能够达到道路安全的行驶要求。

参考文献

[1]张琪元彤， 豆莹莹， 许新权， 等. HET-Y（B）高性能超薄罩面在广韶高速公路养护中的应用[J]. 广东公路交通， 2022（6）： 21-26.

[2]徐芳媛. 高速公路沥青路面养护中温拌薄层罩面技术的应用探析[J]. 交通世界， 2022（30）： 141-143.

[3]王义强， 姜英田， 付兴胜， 等. 京哈高速公路绥中（冀辽界）至沈阳段维修养护工程交通特征分析[J]. 北方交通， 2022（7）： 53-56+61.

[4]李海莲， 蔺望东， 林梦凯， 等. 基于BSC-FAHP和灰色聚类评价模型的农村公路养护管理绩效评价[J]. 重庆交通大学学报（自然科学版）， 2022（4）： 46-53.

[5]王森， 高立波， 陈明瑶. LC-13抗裂薄层罩面技术在内蒙高速公路中的应用[J]. 北方交通， 2021（6）： 38-41+46.

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