普通公路養護中的超薄磨耗層施工技術

吳 潔

（山西省公路局運城分局,山西 運城 044000）

0 引言

在日常交通中，公路承受著各種車輛的行駛荷載以及自然環境的影響，導致路面磨損嚴重。為了保證公路的平整度、提高行車安全性，超薄磨耗層作為一種有效的表面處理方法得到廣泛應用。通過合理調控施工溫度、壓實度和涂布量，以確保磨耗層能夠充分黏結并與路面完美結合，有效修復路面微裂縫、減少車輛行駛所帶來的沖擊和摩擦，提升公路的使用性能和舒適性。因此，結合實例具體闡述超薄磨耗層施工技術要點，對于提高公路養護效果的意義重大。

1 公路工程概況

山西省太原市某公路為雙向四車道設計，全線長度為36.56 km，設計行駛速度80 km/h，于2015 年建成通車投入使用，距今已經8 年有余，公路技術參數如表1所示。該公路路面在車輛荷載以及雨雪天氣影響下，已經出現不同程度的磨損，出現裂縫、坑槽、車轍等質量病害，嚴重降低公路結構性能。若未予以及時的養護治理，隨著病害的進展將縮短公路使用壽命，甚至增加行車危險。因此，經多方研討決定對該公路實施養護處理，對現有病害進行處置后實施預防性養護施工。

表1 公路技術指標

2 確定公路養護施工技術方案

該工程在確定公路養護施工技術方案時，提出超薄磨耗層、微表處、霧封層養護技術。為選出最優的施工技術方案，對上述技術工藝在防水性能和抗滑性能方面作出對比，總結如表2 所示[1]。

表2 公路養護不同技術方案的優勢對比

通過對三種養護施工技術在防水性、抗滑性方面的對比，超薄磨耗層養護施工均具有明顯的技術優勢，同時在完成超薄磨耗層養護且溫度降低至50 ℃以下即可開放交通，更具有便利性。因此，該工程經方案論證，決定采取超薄磨耗層技術展開公路養護作業。

3 公路路面既有病害處理

3.1 裂縫

該公路路面的裂縫問題主要為橫向裂縫和縱向裂縫，在沿線范圍內均有所分布，根據裂縫程度不同確定病害處理方案如下：①寬度不超過3 mm 的微小裂縫，未形成嚴重病害且裂縫較淺，不對其進行特殊處理。②寬度在3～5 mm 的中等裂縫，因未形成嚴重病害情況，對裂縫位置清縫后實施熱瀝青材料灌縫施工，完成灌縫后在其上方設置玻璃纖維格柵，起到加固效果。③寬度在5 mm 以上的裂縫，形成時間長、裂縫深度深，具有較大的危害，對裂縫位置采取切槽、灌縫施工，沿裂縫走向開出10 cm左右寬度的施工槽，開槽深度至無裂縫區域，清槽并烘槽處理后，灌入熱瀝青材料，配合碾壓密實，使灌縫位置與路面高程一致，確保灌縫后壓實度在97%以上[2]。灌縫施工作業現場如圖1 所示。④沿線范圍內非集中分布一些網狀裂縫，在處理時，先對裂縫的成因進行分析，對于因瀝青材料老化而形成的較窄網狀裂縫，以橫縱向裂縫的中等裂縫方法處理。若因為公路結構性疲勞、承載力不足而導致網狀裂縫，以開槽、灌縫施工方案處理，確保處理后壓實度在97%以上。

圖1 路面既有裂縫灌漿作業現場

3.2 車轍

該公路車轍病害主要分布在路肩、緊急停車帶等位置，在處理時根據車轍程度的不同，采取差異化方案，具體如表3 所示[3]。

表3 路面車轍病害處理措施

3.3 坑槽

該公路沿線范圍內坑槽問題分布較少，主要集中在水損害位置，采取局部修補方式進一步處理。具體操作如下：對坑槽位置不穩定性瀝青混凝土進行清理，徹底清理槽內保證干凈，均勻涂刷改性瀝青后，于坑槽位置回填瀝青混合料，具體施工工藝如下：①修補施工作業分層進行，相鄰兩層之間采用階梯形式，每層的寬度為10 cm 并且進行搭接。②由施工人員使用鎬和鐵鏟對坑壁進行鑿邊的工作，確保底部平整，坑壁垂直，形成規則的方形。鑿邊會形成一些松散的料，由施工人員清理干凈后，使用鼓風機全面吹掃，確保清理干凈。③在清理過程完成后，將熱瀝青均勻涂刷在坑槽內璧和底部。該工程熱瀝青的用量應控制在0.8 kg/m2左右。在回填新的修補材料之前，使用加熱裝置對接觸面進行加熱處理。該工程所用混合料為改性瀝青混合料，需要加熱到160～170 ℃。在卸料的過程中需要注意防止離析現象的發生。④對于路面舊料仍然可以使用的情況下，直接將乳化瀝青均勻噴灑在舊料表面，確保形成良好的黏結效果。⑤嚴格執行碾壓密實工序，控制壓實度不低于97%。坑槽修補作業現場如圖2 所示。

圖2 路面既有坑槽修補作業現場

4 公路路面超薄磨耗層施工技術要點

4.1 確定施工材料性能

（1）粗集料。超薄磨耗層在通車運行后，直接受車輛荷載，粗集料的性能直接影響路面結構的抗滑性以及抗車轍能力，該工程選擇間斷級配的玄武巖作為粗集料，具體性能指標如表4 所示。

表4 粗集料性能指標

（2）細集料。細集料為機制中粗砂，對砂料進行全面清理，確保無雜質，對其性能指標予以檢驗，均符合設計要求，如表5 所示。

表5 細集料性能指標

（3）瀝青材料。瀝青材料為改性乳化瀝青，具體性能指標如表6 所示，經質量檢驗均符合實際要求[4]。

表6 瀝青材料性能指標

（4）礦粉。為進一步提高超薄磨耗層養護質量，該工程在混合料中加入一定量的石灰石礦粉。經質量檢驗，材料親水系數0.66、含水率0.62%等指標均符合設計要求。

（5）確定最佳油石比。施工前，根據設計級配和同類工程經驗，選取四種不同的瀝青膠結料用量進行試驗。混合料的拌和溫度為170 ℃，壓實溫度為160 ℃，使用旋轉壓實儀完成試件制作。試驗結果表明，在瀝青含量為4.8%時，混合料的最大相對密度為2.565 g/cm3。基于對不同瀝青用量的體積性質以及最小油膜厚度要求的考慮，確定較為合理的瀝青用量為4.8%。此時，乳化瀝青的噴灑量為0.86 L/m2。為了進一步確認瀝青用量的合適性，采用網藍法進行測試。測試結果表明，混合料的瀝青用量應控制在4.8%左右。

4.2 混合料拌和生產

為保證施工作業效率，該工程使用瀝青拌和站（DG4000 型），可達到240～320 t/h 的生產能力。根據配合比設計準確計算材料使用量，嚴格控制加熱溫度與拌和生產時間。該工程控制集料加熱溫度為180～190 ℃，瀝青材料加熱溫度為165～175 ℃，控制拌和溫度為170～180 ℃。拌和30～45 s 后，檢查混合料性能，若存在花白料或者明顯的離析現象則及時查找原因，保證混合料性能。

4.3 混合料運輸

混合料拌和且經過性能檢測后，由運輸車輛運輸至施工現場。為確保到達現場后溫度符合施工需求，運輸車輛完成材料裝載后，于車廂外側覆蓋保溫措施。同時將防離析結構設置在車廂尾部，可有效避免卸料過程中導致骨料離析。該項目拌和站設置于距離施工現場8.5 km 且遠離居民區位置，為保證施工作業連續性，使用18 t 自卸車輛進行材料的運輸，為駕駛人員安排既定運輸路線，要求運輸人員運輸途中保持勻速，到達施工現場后，聽從施工人員指揮，有序完成混合料卸料。

4.4 混合料攤鋪

該工程所用攤鋪機設備為維特根專用攤鋪機，可實現噴灑、攤鋪、熨平瀝青混合料的一次性操作。使改性乳化瀝青能夠在60～80 ℃下完成噴灑，在噴灑后及時完成瀝青混合料的攤鋪。具體攤鋪作業技術要點總結如下：①攤鋪作業前30 min 將熨平板預熱，使其溫度在100 ℃以上。將防黏劑均勻涂抹在螺旋送料器和受料斗上，避免混合料黏貼而影響施工質量。②對改性瀝青混合料的噴灑量予以標定，該工程控制為0.86 L/m2，嚴格控制噴灑劑量標準，以保證攤鋪均勻性，如圖3 所示。在施工時，控制瀝青混合料的攤鋪溫度為160～170 ℃，在噴灑改性乳化瀝青5 s 內完成瀝青混合料的攤鋪，隨后使用熨平板熨平，混合料攤鋪作業現場如圖4 所示[5]。③瀝青混合料攤鋪控制行進速度為15～25 m/min，若環境溫度低于10 ℃或存在降雨則停止攤鋪。④為保證攤鋪作業效率，該工程采取兩臺機械聯合作業，前后車輛保持10 m 左右距離，搭接位置寬度為30～50 cm。⑤利用攤鋪機實現全幅大面積攤鋪，對于邊角位置攤鋪機難以均勻攤鋪，由施工人員跟進，進行人工修補、整平。⑥攤鋪作業過程中要求攤鋪機保持方向和速度穩定。

圖3 改性瀝青混合料的噴灑施工作業

圖4 超薄磨耗層攤鋪作業現場

4.5 超薄磨耗層碾壓施工

超薄磨耗層混合料具有骨料密集型特點，攤鋪完成磨耗層混凝土后，及時安排碾壓施工作業，確保混合料之間具有良好的密實性。該工程碾壓施工機械為雙鋼輪壓路機，為保證碾壓質量，先由壓路機靜壓1～2 遍，再振動碾壓4～6 遍，隨后進行1 遍靜壓，起到收面的效果。超薄磨耗層厚度較薄，在振動碾壓時嚴格控制振動頻率在15～50 Hz 之間，振動幅度在0.3～0.5 mm 之間。為保證碾壓作業質量，在施工作業時禁止壓路機在未碾壓路面上掉頭或停放，碾壓完成后做好交通管制。

為保證碾壓作業質量，施工時高度重視如下幾點內容：①超薄磨耗層的厚度在10 mm 以下，施工時嚴格控制厚度，確保在規定范圍內，以達到設計要求。②在低溫或過高溫度下，磨耗層的施工可能會受到不利影響，施工時應注意氣溫、路面溫度和施工材料的溫度，確保初壓溫度在150 ℃以上。③施工現場應保持整潔，防止雜質混入磨耗層材料中，在雨雪天氣下及時停止施工作業。④根據不同碾壓工序，合理選擇碾壓設備并進行合理的調試和維護，確保碾壓壓力、振動頻率等參數符合要求，以保證施工效果。

4.6 接縫位置處理及養護

接縫處理效果直接影響超薄磨耗層施工質量，該工程接縫處理采取冷接縫形式，具體技術要點如下：①縱向接縫的搭接寬度在50 mm 以上，在接縫搭接位置均勻灑布改性乳化瀝青，確保接縫面黏結效果良好。②施工時因不可抗力因素導致攤鋪作業中止后，利用切割機進行切縫處理，確保切面平整。再次進行施工時對橫向接縫位置予以振動碾壓。③在對縱向接縫碾壓時，壓路機從已經壓實的一側逐漸跨縫碾壓。④完成攤鋪作業后，攤鋪機在距離端部位置1 m 處將熨平板抬起，駛離現場，由施工人員人工攤平端部位置并進行碾壓。⑤完成施工作業后，安排專人對施工現場進行看管，避免行人、車輛等破壞尚未降溫的超薄磨耗層。待超薄磨耗層的溫度達到50 ℃以下后，有序開放交通，限制車速40 km/h，待完全冷卻后，正式開放通行。

5 公路路面超薄磨耗層施工質量控制要點

5.1 嚴格控制施工溫度

在瀝青路面超薄磨耗層施工中，混合料的溫度是一個非常重要的因素。如果混合料的溫度超出了控制標準，混合料流動性增大，可能導致熱流變效應，使得混合料易流失或產生波浪形狀，無法達到平整的效果，同時，高溫下混合料的黏附性下降，無法牢固黏附在基層上，易出現剝離或起泡現象。低溫下混合料的黏附性不足，容易出現開裂、剝離等問題，會對施工質量產生不利影響。因此，為強調超薄磨耗層質量控制，該工程施工時，嚴格控制各技術環節溫度參數，具體如表7 所示。

表7 超薄磨耗層施工溫度控制參數

5.2 嚴格控制黏結層施工

超薄磨耗層為路面最表層，需要與路面面層進行黏結處理以形成整體結構。如果在磨耗層和面層之間沒有優質的材料進行黏結處理，就會形成層間結合面的薄弱環節。在車輛行駛過程中，受荷載影響，路面將出現層間滑移，滑移位置通常為路表以下2～3 cm，正是磨耗層和面層的結合位置。長期滑移會影響路面結構穩定性，因此該工程在施工時加強黏結層質量控制，運用高黏度的改性乳化瀝青作為黏結料且嚴格控制施工溫度與噴灑量，保證層間黏結效果。

6 公路路面超薄磨耗層施工質量檢測結果

6.1 檢測抗滑性能

抗滑性是檢驗公路路面性能的重要指標。為檢驗養護施工質量，在施工完成后，由技術人員利用鋪砂法，檢測公路的構造深度。所選測點檢測結果如表8 所示。對比各測點檢測結果，構造深度均在設計要求范圍內，說明超薄磨耗層養護顯著改善路面抗滑性能。

表8 抗滑性能檢測結果

6.2 檢測抗滲性能

良好的抗滲水性能夠避免雨水向路面基層位置下滲，保證公路結構質量穩定性。為檢驗超薄磨耗層對路面抗滲性能的影響，施工后隨機選擇3 個測點，利用滲水儀法對滲水系數進行檢測，具體數據如表9 所示。經檢測結果對比，各測點滲水系數均符合施工技術要求，超薄磨耗層養護具有良好的抗滲性能。

表9 抗滲性能檢測結果

6.3 檢測高溫穩定性

超薄磨耗層為直接和自然界接觸的面層，受車輛的直接荷載和陽光直射，需具有較高的溫度穩定性。為保證公路路面預防性養護施工質量，該工程從車轍試驗穩定性和馬歇爾穩定性方面對面層高溫穩定性進行檢驗，具體數據如表10 所示。分析檢測結果，該工程超薄磨耗層各項指標均達到技術標準，具有良好的高溫穩定性，即使在高溫環境下也能夠保證路面性能，延長使用壽命。

表10 高溫穩定性檢測結果

7 結束語

綜上所述，超薄磨耗層是公路預防性養護施工常用技術方法，具有較好的耐久性、使用壽命長等優點。太原市某公路養護作業中運用超薄磨耗層技術，有效處理既有病害的同時，路面抗滑性能與抗滲性能以及高溫穩定性均得到顯著提升。在具體運用中，嚴格執行技術工藝的同時，還需加強質量控制，全面提高超薄磨耗層養護施工水平，為公路運輸安全運行提供保障。