旧水泥砼路面沥青罩面技术应用研究

1998年 第 4期 福 建 交 通 科 技 21 旧水泥砼路面沥青罩面技术应用研究 林建筑 丁永灿 （泉州市公路局） 1 概述 我省现有水泥砼路面总里程已达 7000km 之多，仅我市水泥路面就超过 1000km。由于 诸多原因，不可避免会出现面磨损、光滑、 断角、断板等病害，目前普遍采用挖除破损板 块等快速修补砼技术，但费用较高，按泉州价 格测算在 160元/m2以上。在养护资金日益紧 张情况下，采用一种新的修复方法—带条罩面 法，即在旧水泥砼路面破损及缝隙处采用道路 专用土工布或纤维栅粘贴处理后，采用高品质 沥青或改性沥青砼（表处）超薄罩面，不失为 一种有益的探讨。 1998 年 4 月我局与省公路管理局、省公 路物资供应总站合作开展了《旧水泥砼路面沥 青罩面技术应用研究》，并委托省交通科研所 进行有关试验检测，由我局沥青路面工程队负 责施工。 2 试验路段简况 试验路段位于省道 205 线 362K+150～ 362K+950的安溪县金谷镇火车站旁边，原水 泥砼路面由于施工方面原因，大量出现变形、 断裂、麻面、坑槽等病害。试验路长 800m， 宽 14～16m。 2.1 路面结构 根据有关表明，当罩面厚度达到 8cm 以上，抗反射裂缝作用随着厚度增加而提高。 由于该方法成本较高，而且罩面仅仅是为了改 善路面的路面性能，因此考虑采用较薄的罩面 并辅之夹层材料，尽可能减少反射裂缝。 实际采用在老路面上加铺 4cm 沥青混凝 土或 4cm沥青表处层。 2.2 路段划分 362K+150～362K+250（国产胜利 100#沥 青表处 4cm）； 362K+250～362K+550（国产胜利 100#沥 青砼 4cm）； 362K+550～362K+850（台湾中油 90#沥 青砼 4cm）； 362K+850～362K+950（台湾中油 90#沥 青表处 4cm）； 3 材料及测试结果 为提高沥青粘结力，该试验路所有沥青全 部掺入 0.4%（占沥青用量）抗剥落剂。 3.1 沥青材料技术性能 沥青材料技术性能如表 1 所示。从表 1 可以看出，掺加 0.3%抗剥落剂后，其粘结力 提高一级以上。 3.2 抗剥落剂 石油沥青抗剥落是用于提高石油沥青与 酸性石料粘附性的一种高效添加剂，其主要性 能是改变沥青的表面能、极性的电化学性质， 增加沥青与石料的化学吸附，提高沥青与酸性 石料间粘附力。并且有改进沥青的温度感应性 和抗老化性能，增强沥青混合料的水稳定性、 高温稳定性，提高沥青混合料的整体强度和寿 命。常用的抗剥落剂①西安公路交通大学研制 的 AST-3 石油沥青抗剥落剂，掺量 0.3%— 0.4%；②南京大学及杨中研制的 JY型沥青抗 剥落剂，掺量为热沥青 0.4%～0.5%，即可达 到最佳抗剥落效果，使沥青与石料的粘附等级 达到 4～5级。 本试验采用南京大学及扬中研制的 JY 型，掺量 0.4%。每吨售价 2.5 万元，每吨沥 青需增加成本 100元。 1998年 第 4期 福 建 交 通 科 技 22 表 1 沥青材料技术性能 沥青 技术性能 胜利 100# 台湾中油 AH – 70 胜利 100# +0.3%抗剥落剂 针入度 （25℃.0.1mm） 83 74 83 软化点 (℃) 46.5 47.5 47.5 延度 (25℃.cm) ＞150 ＞150 ＞150 延度 (15℃.cm) 126 145 128 粘结力(级) (对花岗岩石料) 3- 3 4 3.3 夹层材料 防治反射裂缝的夹层材料种类繁多，经多 种比较，本试验采用海川道路专用土工布 （T010/140g）土工布，其售价 10.8元/平方米， 用于纵横缝及损害路段的粘贴。 根据研究与，铺放土工布作为中间夹 层主要有如下作用；①土工布具有一定延伸 性，基层张裂通过间层可使应力扩展至更宽范 围，缓解裂缝处的应力集中，起到吸收部分拉 伸能量的作用；②土工布浸透沥青后形成密封 防水层，阻止地表水渗入基层，使基层材料不 致进一步恶化。 T010/140土工布主要特点如下： (1)耐高温。T010/140 以聚酯为原料，熔 点高达 230℃，在摊铺时性能稳定； (2)抗拉强度高； (3)吸附性好、表面均匀、渗透性好，可 以均匀吸收沥青并达到饱和，使之与路面的粘 结致密； (4)利于施工，其独特的单面烧毛工艺使 土工布铺放后不致被车辆轮胎带起。 3.4 沥青混合料 调平层采用 AM-25 沥青碎石，面层为表 处层及 AC-16I沥青砼（见表 2～5）。 表 2 AM-25粗粒式沥青碎石配比 1.5-3石料 1-2石料 0.5-1.0石料 砂 矿粉 沥青 油石比 矿料比例 （%） 40 / 37 20 3 胜利 100# 3.8 方孔筛(mm) 37.5 31.5 26.5 19.0 16.0 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 圆孔筛(mm) 40 35 30 25 20 15 10 5 2.5 1.25 0.6 0.3 0.15 0.074 实际通过率 (%) / 100 96.1 79.2 70.0 63.5 49.3 24.1 20.4 18.3 10.4 4 3 1 沥青 混合 料矿 料级 配 规范值 / 100 90-100 50-80 43-73 38-65 25-55 10-32 2-20 0-14 0-10 0-8 0-6 0-5 表 3 3cm表处配比 1.5-3石料 1-2石料 0.5-2.5石料 砂 矿粉 沥青 油石比 矿料比例 （%） 25 / 45 25 5 胜利 100 #+ 0.3%抗剥剂 5.0 方孔筛(mm) 37.5 31.5 26.5 19.0 16.0 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 圆孔筛(mm) 40 35 30 25 20 15 10 5 2.5 1.25 0.6 0.3 0.15 0.074 沥青 混合 料矿 料级 配 实际通过率 (%) / 100 97.4 86.8 81.3 76.8 61.5 31.9 29.7 26.2 16.5 6.6 5.3 4.5 表 4 AC 16I中粒式沥青配比 1.5-3石料 0.5-2.5石料 0.5-1.0石料 砂 矿粉 沥青 油石比(%) 矿料比例 （%） / 20 60 16 4 台湾中油 AH-70 5.3 方孔筛(mm) 37.5 31.5 26.5 19.0 16.0 13.2 9.5 4.75 2.36 1.18 0.6 0.3 0.15 0.075 圆孔筛(mm) 40 35 30 25 20 15 10 5 2.5 1.25 0.6 0.3 0.15 0.074 实际通过率 (%) / / / 100 96.1 89.3 70.5 40.5 32.0 22.8 16.7 11.9 6.2 4.5 沥青 混合 料矿 料级 配 规范值 / / / 100 95-100 75-90 58-78 42-63 32-50 22-37 16-28 11-21 7-15 4-8 1998年 第 4期 福 建 交 通 科 技 23 表 5 台湾中油AC-16I沥青砼混合料试验 项目 指标 中油AH-70 规范值 马歇尔试验 60(℃) 稳定度(kn) 6-9 7.5 高温稳定性 车辙试验 60(℃) 动稳定度(次/mm) 946 高速≥800 一般≥600 水稳定性 马歇尔试验 残留稳定度 （%） 80.5 抗塑性流动 流值 (0.1mm) 31.7 4 施工步骤 (1) 清扫地面，清除裂缝中杂物，用沥青 砂塞堵裂缝，采用 AM-25 沥青碎石调整路拱 度。 (2) 路面上锐缘尖的突出部分予以铲除。 (3) 喷洒粘层油，抗剥落剂掺量为 0.4% 的热沥青按 1.0kg/m2喷酒完全，范围要比土工 布多出 10cm，温度为 150～170℃。 (4) 铺土工布与粘层油喷洒同时开展。 注意事项：①避免折叠弯折；②搭接宽度 15cm，搭接部分喷洒 0.5kg/m2热沥青；③如 遇雨或路面潮湿会影响涂层粘结度，应晒干补 油后方可使用；④铺设时注意烧毛面向上；⑤ 如果施工车辆的轮胎粘着布上的沥青，则可以 使用少量的沙洒于轮胎前，以免把土工布卷 起。 (5) 摊铺沥青混凝土路面或表处层，摊铺 及辗压步骤按要求严格进行。 5 结语 (1) 试验路铺后半年进行检测，检测结果 符合要求（如表 6所示）。 表 6 路面技术性能检测结果 平整度 抗滑性（BPN） 构造深度 路面结构 均值 (mm) 不合格 K数 合格率 (%) FR20 差 变异系数 (%) TD均值 标准差 变异系数 AC-16I 台湾中油 3.4 1 95.5 42 3.06 3.79 0.445 0.037 8.20 AC-16I 胜利 100# 3.7 1 95.5 44 1.73 3.94 0.443 0.106 23.89 表处 胜利 100# 3.4 0 100 46 1.73 3.77 0.447 0.100 20.92 (2) 除 362K+500 和 362K+900 处因雨天 铺设和土工布烧毛面朝下铺设造成局部损坏 外，其余效果均很好。 (3) 平均造价 53元/m2，约为水泥修补法 造价的 1/3，且工艺简单，值得推广。