超薄磨耗層的試驗性能研究

趙 斌

（陜西省交通規劃設計研究院，陜西 西安 710065）

目前我國高速公路的發展趨勢已經從前期的建設期轉移為對路面的養護保養階段，而在瀝青路面的養護中，為了實現高效的合理的養護效果，對養護措施的選擇顯得尤為重要。預防性養護是目前養護中較為流行的方法，其通過合理的養護時機確定，采用合適的養護措施，達到使用較少的養護費用即可有效的延長瀝青路面使用壽命的效果。

超薄磨耗層是目前預防性養護中較為普遍的養護手段，其主要適用于路面的功能性能質量下降的路段，如抗滑性能不足，平整度不足等現象出現時。采用超薄罩面層可以有效的改善瀝青路面的抗滑能力和提高其平整度性能，改善路面的行車服務質量，提高瀝青路面的功能性指標。

1 原材料要求及試驗方案

磨耗層的路面結構具有較大的孔隙構造，與普通瀝青混合料相比，其在外部環境影響作用下容易出現多種病害。因此在磨耗層使用時，對其原材料的要求非常嚴格，不僅要求其集料具有較好的抗壓能力，同時其應具備良好的耐磨和抗腐蝕能力，一般在使用是還要求集料應干燥、潔凈、不存在其他雜質等，在車輛的荷載作用下不宜壓碎。

在超薄磨耗層中，瀝青對整個混合料強度的形成起到重要的作用，其通過粘結作用保證集料之間的粘聚性能，因此為了保證超薄磨耗層的強度溫度，對其瀝青的技術性能也有較高的要求，其對集料應具有較強的粘結力，同時為了避免動水壓力造成的破壞，其也應該具有較好的抗剝蝕能力。在磨耗層瀝青混合料使用時，一般采用的瀝青為改性瀝青。

本次試驗是根據規范中推薦的級配范圍，在試驗室內選擇合適的級配曲線，成型試件后對超薄罩面層的高溫性能、低溫性能及水穩定性進行驗證分析。

2 路用性能試驗研究

根據試驗方案的安排，成型相應的試件后，分別采用車轍試驗對混合料的高溫性能分析，采用凍融劈裂和浸水馬歇爾試驗對混合料的水穩定性分析，采用設定穩定的凍融劈裂試驗對瀝青混合料的抗凍性能試驗分析。

2.1 高溫穩定性試驗

利用車轍試驗方法對超薄磨耗層混合料的高溫穩定性能試驗研究，當瀝青混合料拌合后，對其在車轍板成型，成型方式為單向輪碾成型。試驗時采用車轍試驗儀進行，試驗時的橡膠輪直徑為200毫米，輪的寬度為50毫米，橡膠輪的橡膠厚度為13毫米。試驗時采用雙向往復碾壓，試驗的溫度控制為60℃。

荷載的作用下瀝青路面處于高溫環境時其勁度較小，導致瀝青混合料的抗剪性能不足，瀝青混合料也由于瀝青的粘結性能降低，使得集料出現滑移和推擠，導致瀝青路面車轍的產生。而且高溫環境下的荷載沖擊作用也使得瀝青混合料進一步壓密壓實，細集料的過分集中，使得瀝青混合料的骨架結構破壞，進而導致瀝青路面出現車轍病害。

在超薄磨耗層使用時，由于其厚度較薄，僅有不到4cm的厚度，如果其不具有良好的高溫抗車轍能力，在高溫季節，荷載的作用很容易導致其出現推移擁包等現象的出現。本文在試驗時發現瀝青混合料的強度和穩定性較好，其穩定度達到3675次/mm，符合現行規范的規定，表明采用的級配和原材料滿足要求。

2.2 水穩定性試驗

在降水季節瀝青路面水損害較大在冰凍地區瀝青路面的水損害也是其主要病害類型，其發生是由于混合料在水中長期浸泡和動水壓力的反復沖刷作用下引起，導致瀝青路面出現了松散，坑槽和麻面病害。超薄磨耗層作為瀝青路面的功能層，其應該具有較好的水穩定性能。因此本文對超薄磨耗層的水穩定性能試驗分析。

從浸水馬歇爾試驗和凍融劈裂試驗的結果可知，此次試驗得到的超薄磨耗層混合料的浸水馬歇爾穩定度為81.2%，表明其具有較好的水穩性性能，同時凍融劈裂試驗得到的劈裂強度比為93.1%，也反映出超薄磨耗層混合料的水穩定性較強。

2.3 抗凍性試驗

在項目的研究區域，冬季持續時間較久，且溫度較低，因此采用超薄磨耗層作為預防性養護措施時，應對其抗凍性能進行試驗分析，以避免由于冰凍天氣造成的磨耗層功能喪失。在試驗時，由于目前尚無較為統一的抗凍性試驗方法，本文采用凍融劈裂試驗方法，分別凍融循環5次和10次，以模擬冰凍天氣對瀝青混合料的影響。

通過試驗表明在凍融循環5次后，超薄磨耗層瀝青混合料的凍融劈裂強度比為77.8%，而在凍融循環10次后，超薄磨耗層瀝青混合料的凍融劈裂強度比為55.6%，凍融循環前的混合料強度為0.9MPa，凍融循環5次后的混合料強度為0.7MPa，但凍融循環10次后的混合料強度為0.5MPa左右。凍融循環后的強度衰減了約一半。

3 結論

本文對超薄磨耗層瀝青混合料的原材料技術性能提出了要求，在合理的級配下成型試件對瀝青混合料的路用性能如高溫性能、水穩定性及抗凍性能進行了室內試驗，并對試驗結果進行了分析。通過研究發現，超薄磨耗層具有良好的高溫性能，超薄磨耗層瀝青混合料的水穩定性較好，冰凍對混合料強度性能影響明顯，在工程項目實踐應用時，應重點考察其冬季冰凍影響。

[1] 靳彥彪,溫立影.超薄磨耗層粘結材料配比及最佳用量探析[J].華東公路,2013,1:55-57.