超薄磨耗層技術在公路養護中的應用

任興榮

（石家莊市京昆石太高速公路管理服務有限公司，河北 石家莊 050000）

一、引言

瀝青路面因具有良好的行車舒適性與易修復性，被我國高速公路和市政道路廣泛采用。然而，隨著近年來重載現象的增多，路面性能急劇衰減，造成道路安全行駛性能急劇下降，交通事故頻發。因此，對已發生損壞或即將發生損壞的路面進行修復，采用合適的道路養護技術十分必要。其中，超薄磨耗層是一種能夠顯著提升道路各方面性能，延長路面使用壽命的實用技術[1]。

二、工程概況

某高速公路通車運行多年，采用雙向六車道高速公路設計標準建設，設計時速為120km。隨著使用時間增加和重載車輛通行增多，瀝青路面抗滑、防水和高低溫等性能均出現了不同程度的衰減，隨之產生道路車轍、水損壞等常見病害。通過對道路進行彎沉與鉆芯檢測發現，道路整體承載性能良好，基層完整，考慮到工程經濟性，養護方采用超薄磨耗層技術對路面進行維修養護。

三、施工原材料及礦料級配設計

（一）瀝青

為提高路面的低溫延展性能，養護方決定采用橡膠瀝青作為原材料。橡膠瀝青通過在70號道路石油瀝青中加入膠粉改性制備而成。70號道路石油瀝青與聚合物材料具有良好的兼容性，在各方面性能上均能滿足施工要求。

（二）集料

超薄磨耗層施工鋪裝厚度一般為15mm～25mm，集料的選擇上以性能好、耐用的材料為主，玄武巖碎石在耐磨性和與瀝青黏附性上優于其他碎石，故選擇玄武巖碎石作為超薄磨耗層使用集料。

（三）礦粉

礦粉作為填充混合料空隙的重要原材料能夠有效提升磨耗層的密實性，本項目使用的礦粉通過石灰巖碎石研磨制得，對其含水量、親水系數進行相關檢驗，各方面性能指標均滿足要求。

（四）礦料級配組成設計

為保證混合料中各種粒徑集料的合理分配，養護方需要對集料進行礦料級配組成設計，并根據施工要求，在級配設計時適當減少2.36mm～4.75mm范圍內的集料含量，通過抽取中間粒徑集料含量使得混合料形成間斷型級配。

（五）油石比確定

油石比是瀝青混合料中瀝青與集料的配合比（以百分比呈現），油石比的取值將會直接影響混合料的性能，通過油石比試驗確定最佳油石比為6.9%。

四、施工工藝

（一）施工準備

攤鋪施工前對原路面表面進行清掃，保持干凈整潔，若路面雜質過多直接攤鋪將會極大降低磨耗層與路面的黏結性，嚴重縮短磨耗層使用壽命[2]。

（二）混合料拌和

就近選擇拌和站進行混合料拌和。與常規路面使用瀝青混合料不同，超薄磨耗層在對集料拌和時，嚴格控制溫度，拌和時間控制在30s～45s，拌和時間過長會導致橡膠瀝青老化。

（三）混合料運輸

混合料運輸采用帶有雙層篷布的自卸卡車，裝車時在車廂內壁涂抹一定的油水混合料以避免混合料黏結車廂。運輸至施工場地后，及時廢棄明顯出現離析或已經冷卻的混合料，禁止再次投入使用。

（四）混合料攤鋪和碾壓

攤鋪作業時采用半幅封閉施工形式。兩臺攤鋪機聯合作業時，養護方將行進速度控制在3.5m/min；對攤鋪完畢路段及時進行厚度檢測，確保攤鋪厚度滿足施工要求；人工及時處理出現凹陷或不平的路段。攤鋪過程中需讓混合料與空氣充分接觸，由于混合料溫度下降迅速，對于已經攤鋪完畢的路段要及時采用鋼輪壓路機與膠輪壓路機碾壓整形，為避免混合料黏結輪胎，適當進行灑水處理[3]。

五、試驗路段性能

（一）高溫穩定性

瀝青混合料具有黏彈性，在高溫條件下會產生不可逆轉的塑性變形，道路常見的車轍、擁包等高溫病害產生后，會對道路行駛性能產生一定影響。項目根據車轍試驗來評價磨耗層高溫性能。車轍試驗結果如表1所示。

表1 車轍試驗結果

根據車轍試驗數據結果可知，不同分組得到的馬歇爾穩定度均滿足技術要求，且車轍試驗穩定度結果均超過規范要求的2500次/mm，由此說明，超薄磨耗層在高溫性能上具有較為明顯的優勢。

（二）低溫抗裂性

采用橡膠瀝青作為原材料的主要目的之一是為了提高超薄磨耗層在低溫條件下的性能，為評價磨耗層低溫性能，通過低溫彎曲試驗進行測試。試驗結果如表2所示。

表2 低溫性能試驗結果

根據低溫彎曲試驗結果可知，組1和組2破壞應變分別為3677με和3360με，均遠高于技術要求的2800με。

（三）抗滑性能

抗滑性能是道路驗收的重要指標之一。抗滑性能如未滿足驗收要求將會導致道路交通事故頻發。為評價超薄磨耗層抗滑性能，項目對比施工前后構造深度檢測結果，如表3所示。

表3 構造深度及摩擦系數檢測結果

對K10+50樁號進行構造深度和摩擦系數測試后發現，施工后路面的構造深度和摩擦系數均有不同程度的提升，點位1處提升最為明顯，構造深度與BPN值分別提升了31.25%、36%，說明超薄磨耗層施工后的路面抗滑性能有了明顯提升。

六、結語

本文依托某高速工程實例對超薄磨耗層養護技術的適用范圍、特點和具體施工工藝進行了詳細介紹，通過高低溫試驗和抗滑性能試驗得出以下結論：

第一，根據車轍試驗結果，不同分組的馬歇爾穩定度與車轍試驗穩定度均滿足規范使用要求。第二，組1和組2破壞應變分別為3677με和3360με，均遠遠高于技術要求的2800με，說明磨耗層低溫性能良好。第三，對比同一樁號施工前后的構造深度與摩擦系數，施工后構造深度與摩擦系數提升明顯。