路面超薄磨耗層養護技術研究

仲先強

（贛州市公路發展中心南康分中心，江西 南康 341400）

0 引言

路面投入運營后，加強養護管理尤為重要。目前，很多單位都會采取預防性養護措施，延長瀝青路面的使用壽命，使其盡快恢復到正常通行狀態，提高道路交通的通行能力。瀝青路面投入運營后，長期受到車輛碾壓、自然侵蝕等因素的影響，導致路面出現一系列的裂縫、車轍、麻面、坑槽等病害問題，路面性能明顯降低，威脅道路交通通行的安全性。公路管理單位會應用NovaChip 超薄磨耗層養護技術，消除輕微損壞問題的不利影響，使公路快速恢復正常使用的狀態。以某公路項目為案例進行分析，了解預防性養護措施，從原材料選配、配合比設計、質量檢驗、跟蹤檢查等方面出發，做出全面統計和分析，提升養護效果，滿足道路通行的標準要求。

1 NovaChip 超薄磨耗層路面修復的機理

將NovaChip 超薄磨耗層養護技術應用到實踐中，可以修復瀝青路面的裂縫、麻面、小面積的坑槽等病害問題，也可以應用到道路的預防性養護中，提高道路的通行能力。超薄磨耗層養護技術的應用有提升道路的通行效果，其修復機理如下：養護開始前，對待養護的路面進行全面的清理。首先在表面噴灑一層改性乳化瀝青材料，通常厚度在0.6～1mm 之間，破乳后直接固定到瀝青路面表層。其次，攤鋪一層斷級配的熱拌瀝青材料，經過碾壓后形成路面結構。在碾壓時，表面的改性乳化瀝青在壓力的持續作用下直接進入瀝青混合料的空隙，組合形成整體結構，成為道路結構的保護層，促進結構抗滑性、防水性的提升，延長道路工程的使用壽命。目前，NovaChip 超薄磨耗層厚度通常在10～20mm，短時間內可開放交通，但是只能進行道路養護，對于嚴重病害，無法進行處理。

2 預防性養護方案設計

2.1 依托項目概況

某高速公路項目投入運營時間較長，設計為雙向四車道，設計速度為100km/h，設計路基寬度為24.5m。在道路投入運營后，車輛通行數量持續增多，技術人員檢查發現，道路出現了輕微裂縫、麻面、車轍，還有部分路段出現了小面積的坑槽病害問題。為了能夠盡快恢復道路的通行能力，管理單位經過多方面的考慮分析，最終選擇應用NovaChip 超薄磨耗層養護技術進行預防性養護施工。

2.2 路面養護方案

選取其中一個標段進行養護施工，長度為5335.5m，NovaChip 超薄磨耗層厚度設定為20mm。根據養護施工的要求，該養護方案應用的是超強黏結性的SBS 改性乳化瀝青材料，粗集料粒徑為12.5mm以內，使用花崗巖碎石制作。根據施工要求，準備攤鋪機、壓路機、攪拌設備等，以滿足現場施工的要求。考慮到道路通行情況，結合養護施工的標準要求，確定應用單車道的養護施工方式，先進行主車道養護施工，最后是超車道的養護施工，并使用兩側交替施工方法，將道路交通通行的影響降到最低。

3 原材料及配合比設計

3.1 原材料選用

粗集料使用花崗巖作為基礎材料制作，細集料使用0～3mm 的石屑制作，填料則為325R 水泥。改性瀝青使用SBS 改性乳化瀝青，并遵循國家標準和行業規范要求，做好各項參數的控制，符合現場養護施工的標準要求。

3.2 配合比設計

3.2.1 目標配合比設計，NovaChip 超薄磨耗層使用的是間斷級配的形式，具體材料見表1。根據需要調整級配曲線，得出配合比參數見表2。

表1 礦料級配

表2 目標配合比

3.2.2 生產配合比

考慮到現場的養護要求，分析原材料、設備等性能要求，最終確定NovaChip 超薄磨耗層的配合比見表3。

表3 生產配合比

4 技術應用

4.1 工藝流程

用鼓風機清潔路面—處理路面病害問題—噴射高性能超薄劑—攤鋪磨耗層—人工接縫與收邊處理—初期養護半小時—檢測合格后開放交通。

4.2 現場施工

4.2.1 對原路面要求，應用NovaChip 超薄磨耗層養護技術進行養護時，對于高速公路、國道、水泥路面等都具有比較好的效果。有些人認為，預防性養護可以提高路面的性能，對于修復局部位置的病害或者提升作用力有一定的效果。微表處作為預防性養護措施，也能夠達到施工的要求。因此，在施工前，先對原路面情況進行調查和分析，掌握現場的具體情況，為提升養護施工的效果奠定基礎。

4.2.2 路面預處理，如果養護之前檢查發現存在面層、基層結構的損壞問題，需要組織施工人員及時挖除處理，挖除的寬度根據病害的情況確定，為后續的養護施工提供基礎條件。如果檢查發現裂縫寬度超過3mm，則先進行灌縫處理，將縫隙內的雜質清理干凈，尤其是邊緣位置，需要使用空壓機全面清理，再應用設備將合格的熱瀝青材料灌入裂縫；對于周邊存在比較嚴重沉陷問題的裂縫，需要對裂縫兩側的原路面、基層結構開挖施工，然后回填C20 混凝土到基層結構表面，再攤鋪一層厚度為18cm 的瀝青面層；如果車轍深度超過1cm，應將上、中面層全面銑刨干凈，再鋪設一層厚度為10cm 的瀝青混合料面層，達到結構性能的要求。

4.3 施工方法

4.3.1 封閉交通，在該路面養護施工案例中，養護前施工單位進行現場調查，確定交通管制實施方案，執行相關標準要求。由于該養護施工的路段長度在5km 以上，所以施工單位決定采用分段試鋪的方式，先封閉一條車道施工。在施工前，需要在現場設置醒目、清晰的交通警示標志，給過往車輛提供相應信息；夜晚施工，需要設置反光標志，且每隔200m 安排專人指揮交通，以免施工受到影響。養護單位組織人員進行旁站監理，落實現場施工和安全管控，并做好現場記錄工作，對后續分析和控制具有重要意義。

4.3.2 清潔路面，使用灑水車進行路面的清洗處理，完成后再應用大功率的吹風機清潔，使用手動鼓風機將路面上的顆粒物、雜質等全部吹到施工區域以外，避免對道路養護施工造成影響。對于無法吹凈且有泥土的位置，使用灑水車高壓沖洗，輔助以人工清掃的方式，將一些泥土掃入綠化帶等設施。對于原路面上的基礎設施應加強防護，避免施工造成結構的損壞。在沖洗工作結束后，對現場進行干燥處理，路面沒有積水且環境溫度超過10C，才能繼續開展施工。

4.3.3 噴灑超薄劑，現場病害問題處理結束后，技術人員預測現場灑布量，并調整灑布車的技術參數。在噴灑超薄劑時，先進行試噴，并做好灑布車的技術參數控制，根據試噴的結果確定具體的噴灑速度、灑布量等參數，防止存在質量問題。在預防性養護施工中，溫度的影響是比較大的，主要是影響破乳的速度。如果陽光良好，破乳的速度相對較快，而陰雨天或者溫度較低時，破乳的時間會進一步地延長。結合現場的實際情況，確定灑布量，并做好參數的調整控制。灑布施工要合理地安排時間，盡可能縮短灑布的時間，防止對道路交通造成過大的影響。

4.3.4 初期養護，在混合料攤鋪工作結束后，加強交通管制，任何車輛和行人不能進入現場。在表面的強度和性能基本達到要求后，才能開放交通。在該次施工中，試鋪作業時正好是晴天，路面溫度在24C左右，NovaChip 超薄磨耗層施工2h 后，路面即達到通行標準，可以開放交通通行。

5 固化檢測

在NovaChip 超薄磨耗層施工后一個月內，結構層的穩定性比較差，在車輛碾壓下逐步固化。這個時期會出現表面粗集料飛散的情況，瀝青薄膜也會發生損壞。因此，養護單位要加強現場的監督與管控，提高道路性能。在這個時期檢測確定的道路性能參數不能真實反映道路的實際情況，需要在1～2 個月后，磨耗層達到穩定性標準，再進行檢測。

5.1 路面滲水系數檢測

路面養護結束后，選取12 個點進行檢測，點與點之間間隔500m，應用T0971 方法，確保底座和路面的密封性合格。現場檢測人員記錄液面從1000mL 下降到500mL 的時間。

5.2 路面摩擦系數檢測

對摩擦系數的檢測，需要選取12 個測試點，每個測試點分為3 個單點，點與點的距離控制在3～5m內，然后選取具備代表性的點位參數值，計算平均值得出最終的結論。首先要對路面進行濕潤處理，然后模擬降雨天的狀態，調整擺式摩擦儀，達到測量的要求后進行數據測量，做好現場數據記錄工作，為分析數據提供依據。

5.3 路面構造深度檢測

在測量中，需分別測量每一條車道的檢測參數，并利用激光構造深度儀獲取數據，數據間距為50m，得出數據見表4。

表4 構造深度數據總匯表

該次測量的點位有12 個，得出BPN 值≥45，各個位置上的參數都滿足要求，合格率為100%。

5.4 路面厚度檢測

現場采用鉆孔取樣的方式，得出數據見表5。

表5 面層厚度檢測

經過測量后發現，選取的12 個點位中，有11 個點位的厚度數據達到10mm，合格率為91.7%。在12 個點位中，磨耗層厚度為10.2mm，超出0.2mm，表示該超薄劑的總體性能合格，能夠提升道路路面的抗滲透性。

5.5 路面車轍檢測

該次路面的車轍檢測應用激光斷面儀進行，得出數據見表6。

表6 車轍深度數據匯總表

分析表6數據可以發現，應用超薄磨耗層養護技術可以消除車轍問題的影響，路面的平整度得到提升。因此，應用超薄磨耗層養護技術可以有效地修復車轍，提高道路通行的能力。

6 經濟社會效益分析

超薄磨耗層養護技術以超薄封層技術作為基礎研發應用，融合了特種改性乳化瀝青攤鋪施工技術，是一種性能非常優越的施工技術，適用范圍比較廣，且有耐磨性好、穩定性高、抗裂性好、環保價值高等優勢，具備非常高的經濟效益與社會效益，完全恢復路面的性能。

6.1 經濟效益

隨著科技的進步與發展，出現了很多新的瀝青路面養護技術，如薄層罩面、微表處、超黏磨耗層、霧封層等。這些技術各具優勢，能夠滿足路面養護的要求。根據以往的經驗分析，瀝青路面的中小修養護成本在50～70 元/m之間，而大修則會超過200 元/m，并且需每年進行一次。而應用NovaChip 超薄磨耗層養護技術，養護時間間隔通常會在2～3年，也就是說平均每年的養護成為在20～30 元/m。與其他養護技術對比分析，NovaChip 超薄磨耗層養護技術在成本降低方面有一定的優勢。

6.2 社會效益

根據國內外的一些研究學者測算分析，在路面使用周期內，進行3～4 次的養護施工，可以延長路面壽命10～15年的時間，成本降低45%～50%。因此，預防性養護施工有非常高的優越性，可以延緩路面發生病害的速度，甚至避免發生病害問題。同時，NovaChip超薄磨耗層養護技術的綠色環保價值比較高，在養護施工中，不會產生任何危害環境的廢棄物，也不會危害施工人員的生命健康。在該道路養護案例中，節能減排的效益非常明顯，環保效果得到了很大提升，是其他養護技術所不具備的。對于養護技術的節能減排指標來說，要從現場施工情況、能源損耗、材料消耗等方面出發，進行能耗、碳排放分析。經過對比各種養護技術的差異，發現熱拌混合料的能耗、碳排放超過冷拌混合料的方式，所以霧封層、超薄磨耗層的養護技術能耗是比較小的，環保價值較高，符合我國的可持續發展理念的要求。

7 結語

道路工程在投入運營后，病害問題是不可避免的。道路管理單位綜合分析各個方面的要素，了解路面運營的實際情況，并根據需要選擇合適的養護技術，是保障道路交通通行的關鍵。就目前來說，超薄磨耗層養護技術有較大的優勢。據有關單位的測算和分析，該方式節約成本超過50%，且實現機械化施工，降低人工成本，施工效率高、速度快，可以快速恢復交通通行，大幅降低道路交通的運維成本，對提升道路交通的通行能力有著重要的意義。