薄层罩面技术在沥青混凝土路面的应用(终)

薄层罩面技术在高等级公路及市政道路沥青路面养护中应用河南埃科森道路新技术有限公司二零一八年三月一、薄层罩面技术介绍薄层技术主要特点是将常温改性沥青在基质沥青中加入人工合成的高聚物弹性体（以废旧轮胎、塑料炼制的橡胶油为主要成分，约占改性剂重量的80%，其它辅助化工原料占重量的20%），可熔融或分散在沥青中以改变沥青结合料在常温条件下的施工和易性，使沥青及沥青混合料在常温及零下温度条件下仍具有一定的流动性。

经过一定养生时间后，常温改性沥青混合料中的可挥发性溶剂挥发完全，混合料逐渐固化形成强度，其力学强度及其它路用性能与聚合物改性沥青相当，具有极好低温抗裂性能、抗水损害性能及抗疲劳开裂性能。

将这种常温改性沥青作为胶结料，混合料采用间断级配，50℃以上即可摊铺施工，碾压成型后即刻开放交通，摊铺厚度为1~1.5cm。

技术特点：（1）节能减排。

薄层技术常温沥青混合料拌和时不需高温加热，节约大量燃料，减少有害气体排放，降低机械损耗。

（2）施工组织灵活。

混合料具备一定的储存性，施工环境、温度几乎不受限制，可即铺即通，施工对交通影响小，薄层技术薄层罩面设计不对原路面产生影响，不需铣刨原有路面，能一次碾压成型，成型后即可开放交通，且可低温天气及夜间施工，大大缩短了施工周期，工程进度得到保障。

（3）路用性能良好。

薄层罩面技术所用混合料采用间断级配，具有较高抗摩擦力和排水能力，可以降低行车水雾。

其改性后的沥青具有低温抗开裂性能好，薄层不易龟裂且粘附力强与原路面结合能力非常优良的技术特性。

薄层技术常温沥青改性剂不经高温、沥青不老化、路面耐久性好、使用寿命有保障。

（4）延长施工季节。

薄层技术常温薄层罩面适用于冬、雨季施工，解决了以往沥青温度过低导致沥青脱层、粘结不牢靠而开裂从而无法进行冬、雨季施工等现象，适宜北方寒冷区域的使用。

（5）降低综合成本。

薄层罩面技术可将罩面厚度由3cm降至1.5cm以下。

传统热薄层因不易压实且易脆裂，很难使用1.5cm以下的厚度，此厚度区间仅微表处工艺可供选择，但微表处造价高昂，需要专用设备，且路用性能一般。

薄层罩面技术与微表处、传统热薄层技术对比见下表：薄层罩面技术与微表处、传统热薄层技术对比工艺薄层罩面微表处传统热薄层基本材料薄层技术常温沥青混合料改性乳化沥青混合料热拌沥青混合料厚度1~1.5cm 1~1.5cm 2.5~3.0cm降噪效果极佳很差佳抗滑性好好一般抗裂性好差差路面外观美观差美观摊铺温度大于50℃大于10℃大于160℃车辙处理一次性整体修复轻微车辙局部修复车辙一次性整体修复轻微车辙施工要求常规沥青混合料摊铺机与压路机专业设备常规沥青混合料摊铺机与压路机2014年12月于西藏那曲嘉黎县省道，零下27℃、海拔4800`5200此施工图片很好的证明了材料的低温性能是传统摊铺工艺无法比拟的。

二、薄层罩面材料薄层罩面技术通过对基质沥青改性，使沥青混凝土与沥青基材具有良好附着粘结性、抗剥离性和扯断伸长率；对基材实现高强度的无缝连接，实现良好的防水防渗效果，具有较好的耐高低温性能；高温下不推移、不流淌、不鼓包；﹣20℃～﹣30℃下不开裂、低温柔韧性好，耐穿刺性和自愈性能优良；粘结层对基材有良好的渗透性，成型后的涂层与热沥青又有极佳的粘结性。

2.1矿料级配设计石料可选择具有足够的强度和颗粒形状的优质玄武岩等，填料采用矿粉。

如下图所示：（a）．5～10mm石料（b）.3～5mm石料（c）.0～3mm石料图2-1石料根据集料规格及摊铺厚度，初步采用以下矿料级配类型：10型矿料级配，将9.5mm作为关键筛孔，通过率为100%；4.75mm筛孔通过率为35%；0.075mm筛孔通过率为7%。

矿料级配比现行规范规定的级配偏粗，且在2.36mm~4.75mm处矿料含量相对较少，以保证矿料级配形成骨架且密实。

矿料级配合成计算表生产配合比矿料级配曲线在进行级配设计时，4.75mm~9.5mm 粗集料占全部矿料的63%，使矿料形成骨架结构，且保证路面具有较好的抗滑耐磨性能。

由级配曲线可以看出，2.36mm以下各筛孔通过率略低于级配下限，主要是0~3mm细集料偏粗，1.18mm以下部分较少导致。

2.2 常温改性沥青现场加工工艺相对其他改性沥青较为简单，在拌和站与成品沥青在110~120℃范围内混溶后，简单搅拌30~60min左右混溶均匀即可。

若由于拌和站沥青罐内没有搅拌装置，因此在实际施工时，利用沥青泵实现改性沥青在卸油池与沥青罐之间的循环混溶。

首先将成品沥青抽至卸油池内，再按比例将薄层技术常温改性剂抽入卸油池，然后开启沥青泵，使成品沥青与改性剂在卸油池与沥青罐之间循环流动，实现复合改性沥青的混溶均匀。

2.3 马歇尔击实试验及最佳油石比的确定室内马歇尔试验采用10型矿料级配，油石比以0.4%为间隔，分别成型四组油石比的马歇尔试件，随后进行马氏试验，其中稳定度和流值为养生24h 后的测试数据。

最大理论密度采用真空实测法得出。

经计算，矿料合成毛体积相对密度为2.659。

体积指标试验结果见表2-3：表2-3 马氏体积参数试验结果马歇尔试件体积参数与油石比关系曲线从以上试验数据可知，油石比在5.3%左右时，矿料间隙率最小，即矿料处于最紧密状态，此时沥青混合料的水稳定性、低温抗裂性和耐久性较好，是沥青混合料的最佳状态。

并且油石比在5.3%时，空隙率、矿料间隙率、沥青饱和度、均符合JTG+F40-2004 公路沥青路面施工技术规范的要求，但试件稳定度略小于规范要求，说明其力学强度较低，主要是由于试件在放置24h 后就进行测试，改性剂当中的轻质油还未来得及挥发，混合料强度还未形成。

2.4 生产配合比验证（1）水稳定性验证本工程用薄层技术-10 常温沥青混合料的水稳定性能采用马歇尔试件的浸水残留稳定度MS0及冻融劈裂强度比TSR 进行评价。

试验结果见表2-4、2-5，浸水残留稳定度MS0 为93.6%，冻融劈裂强度比为85.0%，均满足设计要求。

残留稳定度试验结果冻融劈裂强度比试验结果（2）高温性能验证试验段常温沥青混合料的高温性能按照现行沥青混合料试验规程的车辙试验方法，采用60℃时的动稳定度指标进行评价。

车辙试件成型温度为100℃~110℃，成型时严格模拟实际路面情况，先碾压成型一块3.8cm 车辙板（使用SBS 改性沥青且添加抗车辙剂），而后加铺1.2cm常温沥青混合料，成型后在室外养生7d。

试验结果如下表所示：动稳定度试验结果由以上数据可以看出，薄层技术常温沥青混合料的高温性能满足设计要求，且数值较高，这与试件在外存放时间较长，已经发生部分挥发固化等因素有关。

三、薄层罩面施工过程及工艺参数3.1拌和薄层罩面技术改性沥青混合料的拌和工艺与普通热拌沥青混合料大致相同，不同之处在于拌和的温度相对较低，试验段拌和的工艺参数汇总如下：生产配合比比例：6~10mm:3~6mm:0~3mm:矿粉=60:6:28:6；油石比采用5.2%，薄层技术常温改性剂掺量为12%。

矿料加热温度：120~130℃；沥青加热温度：110~120℃；出料温度：120~130℃；废弃温度：大于150℃；拌和时间：干拌8s，湿拌35s。

3.2 运输由储料仓向运料车装混和料时，尽量缩短储料仓出料口到车厢板的距离，分别在车厢不同位置分次卸料。

为减轻装料过程中集料的离析现象，在车厢的后部先装一部分料，再在车厢的前部装一部分料，最后在车厢中部装一部分料，并对运输车辆进行覆盖，现场设专人指挥运料车就位，使其配合摊铺机卸料。

3.3 摊铺薄层罩面技术的摊铺工艺与普通热拌沥青混合料相似，仅在几个技术指标的取值上有差别。

包括摊铺机分料室内混合料的高度、松铺系数、摊铺速度、摊铺温度等。

（1）摊铺机分料室内混合料的高度受料斗中的沥青混合料应及时送到分料室中。

分料室的螺旋分料器将料及时分向两侧，直到混合料的高度达到全长螺旋分料器高度的3/4时，即混合料的高度要超过螺旋分料器的转轴，并将上部分料器淹埋1/2时，方可进行摊铺。

（2）松铺系数相较于普通沥青混合料，薄层技术沥青混合料更易于密实，因此松铺系数要高一些，一般为1.3～1.4，试验段取值为1.33。

（3）摊铺速度摊铺机应缓慢、均匀、连续不间断地摊铺，不得随意变换速度或中途停顿，摊铺速度应控制在2 m/min～4m/min，试验段摊铺速度为4m/min。

（4）摊铺温度对普通沥青混合料而言，温度的控制是摊铺过程中一个重要的控制因素，由于薄层技术材料对温度的敏感程度较低，经特殊设计的薄层技术沥青混合料可在-30℃的条件下实现摊铺，因此，试验路段对摊铺温度未提出具体要求。

试摊铺现场3.4 碾压薄层技术改性沥青混合料的矿料级配为骨架密实型结构，粗集料形成骨架，细集料起填充的作用，该材料的碾压成型更倚重于重胶轮压路机的揉搓密实作用。

因此，建议初压采用重胶轮压6遍，复压采用钢轮压路机压2遍、终压采用双轮钢筒式压路机收光的施工工艺。

实际施工时碾压组合为：初压：12t双钢轮压路机碾压2遍，不开振动。

复压：26t重胶轮压路机碾压6遍以上；终压：12t双钢轮收光碾压2遍，复压时无轮迹可省去终压；碾压速度：3km/h以内；碾压温度：初压、复压无要求，终压30℃以上，本试验段终压温度在30℃左右。

碾压段落：可在普通热拌料50m的基础上适当延长。

（a）双钢轮初压（b）重胶轮复压碾压过程3.5 开放交通薄层技术常温沥青混合料摊铺、碾压结束后，可立即开放交通，但应避免重车急停、调头等。

3.6 原沥青混凝土路面处理在薄层技术罩面施工前，路面应达到规定的结构强度、平整度和粗糙度的要求。

对于缝宽大于2cm 的横缝、纵缝用灌缝胶进行灌缝，对原路面清扫干净，使原路面与薄层罩面技术薄层能较好的结合。

3.7 施工机具情况（1）拌和设备试验段所采用的间歇式拌和设备为斯可贝3000 型沥青拌合楼，配备5 个冷料仓，4 个热料仓，并配有3 个50t 的沥青罐，罐内未配置搅拌装置。

烘干滚筒采用天然气加热。

斯可贝3000 型拌和楼（2）摊铺设备试验段配备了ABG TITAN8820 型摊铺机一台，可满足施工需要。

ABG TITAN8820 型摊铺机（3）碾压设备试验段配备了12t 戴纳派克CC522 双钢轮振动压路机一台、26t 徐工XP260重胶轮压路机一台，满足现场的施工作业面和作业进度要求。

（a）12t 戴纳派克双钢轮压路机（b）26t 徐工重胶轮压路机试验段用碾压设备四、薄层罩面优势1、薄层罩面技术因其对改性沥青的改性，使其具有较高的橡胶聚合物改性沥青的特性，延展度好，耐低温性强。

2、薄层罩面施工过程中加入玄武岩，更是大大的提高其形变能力，与自身的延展性和耐低温性结合，对于延缓裂缝反射有着显著效果。

适用北方因四季温差变化幅度大的对表层结构造成的影响。