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