高速公路瀝青路面超薄磨耗層養護技術的應用分析

武宏濤

（山西呂梁環城高速公路管理有限責任公司，山西 呂梁 033000）

0 引言

近年來，超薄磨耗層養護技術作為一種新型道路保養方法，引起了社會各界的廣泛關注。與傳統的厚度較大的路面養護材料不同，超薄磨耗層養護技術采用特殊材料，可以有效修復路面的微裂縫和輕微損傷，同時提升路面的平整度和耐久性。文章圍繞實際案例對該項技術具體應用展開探討，并提出相應的優化建議，以促進超薄磨耗層養護技術在道路養護領域的廣泛應用。

1 工程概況

呂梁市繞城高速公路主線全長38.188km，全線于2015 年11 月10 日正式通車運營。

該高速公路工程橫貫呂梁山脈，溝壑縱橫、地質復雜，道路上有較多大型貨車通行，不僅交通量大，重載現象也較為嚴重。同時，受夏季炎熱、冬季寒冷氣候影響，增加了路面出現塊狀裂縫、橫縱裂縫、坑槽以及沉陷等病害的概率，嚴重影響了高速公路的正常通行[1]。坑槽、修補類病害如圖1 所示。文章結合《2021年呂梁環城公司所轄高速公路路面技術狀況檢測評定分析報告》，采用人工調查法全面檢查高速公路病害。

圖1 呂梁環城高速公路橋面坑槽、修補類病害

2 路面破損病害原因分析

2.1 橫向裂縫

橫向裂縫貫通瀝青面層，寬度在5～12mm，裂縫間距30～50m。橫向裂縫的產生，主要由于半剛性基層因溫縮或者干縮產生了反射裂縫，在斷裂位置對瀝青造成應力集中，進而反射開裂；部分重度橫向裂縫貫穿瀝青路面，在行車荷載、水以及裂縫部位集中應力的作用下，將會逐步發展為連片坑槽。

2.2 縱向裂縫

縱向裂縫通常出現在行車道輪跡帶處，屬于荷載型疲勞裂縫，其產生原因主要來自車輛超荷載運行。車輛頻繁運行使行車道兩個輪跡帶處瀝青混合料處于疲勞運作狀態，最終導致道路出現不規則開裂的細小裂縫。同時，在車輛荷載作用以及雨水的耦合作用下，輪跡帶部位的細微裂縫將快速延伸、相互連通，最終形成縱向裂縫[2]。此外，隨著輪跡帶上出現較多相互交織的縱向裂縫，會使瀝青混合料破碎，并形成一條縱向破碎帶。

2.3 龜裂、塊狀

龜裂、塊狀裂縫不僅會出現在輪跡帶處，還會出現在其他部位。由于受到車輛荷載以及大氣環境的作用，面層混凝土會逐漸開裂；改性瀝青混合料局部膠結料老化，其使用壽命縮減；同時受高軸載以及大交通量的影響，最終導致路面出現塊狀裂縫以及龜裂病害。

2.4 松散、坑槽

松散、坑槽病害多出現在橋梁路段中。松散病害產生的原因為橋面疲勞裂縫或者混合料空隙較大等；受重載交通荷載的影響，動水壓力較大，降低了防水層的黏結效果，水泥混凝土鋪裝層受到反復沖刷和剝蝕作用，最終形成坑槽[3]。

3 高速公路超薄磨耗層的技術要求

3.1 原材料要求

粗集料應滿足相關質量要求，一般選擇當地生產的玄武巖。細集料應采用完全破碎加工的機制砂，其直徑在4.75mm 以內，需要足夠的干燥和結晶，沒有雜質存在，能夠良好地黏結瀝青。填料則宜采用石灰巖堿性石料經磨細得到的礦粉，礦粉必須干燥、清潔，其質量技術需要滿足規范要求。為確保瀝青面層的質量，不得采用拌和機回收粉用于拌制瀝青混合料。

3.2 超薄磨耗層混合料設計技術標準

超薄磨耗層是一種典型的間斷級配，由70%～80% 的單一粒徑碎石、20%～30% 的細集料及填料組成，瀝青用量一般為4.6%～5.6%，其特性類似于SMA。超薄磨耗層瀝青混合料應具有良好的高溫穩定性和抗水損害能力，且易于施工。

3.3 施工工藝要求

在施工過程中，應保證下承層的穩定、耐久、平整和潔凈。超薄磨耗層應采用黏結防水層與下承層結合。超薄磨耗層的攤鋪厚度一般為1～4cm，以確保其抗滑性良好。黏層油在鋪灑時的溫度為60℃～80℃，同時黏層油的用量應該控制在0.7～1.1L/m2的范圍內。混合料鋪筑溫度應保持在165℃，瀝青鋪筑工作完成后及時用熨平板熨平。

3.4 壓實和養護要求

保證碾壓力度適中，及時根據施工現場實際情況來調整碾壓方案，并做好施工現場的監督工作。在整個碾壓操作中，壓路機要緊跟攤鋪機，壓路機和攤鋪機之間的距離保持恒定，壓路機要在距離攤鋪機18m處才能返回。同時，應積極使用雙鋼筒型壓路機來對路面進行壓實操作，保證施工過程的連續性，以確保路面一次成型。

4 高速公路中超薄磨耗層養護技術的應用

4.1 預防性方案

高延彈超薄罩面、超黏纖維磨耗層、高韌彈超薄磨耗層、復合改性超薄罩面主要針對PCI、RQI≥85 對應的路段：橫縫、縱向裂縫、麻面路段。

路面病害主要為行車道橫縫、輕微縱向裂縫，部分嚴重裂縫處伴有局部破損，局部輕微網裂，縱向裂縫處無支縫。路面病害會在短時間內使路面承載力難以滿足使用要求，因此，要對路表面進行維修處理，避免路面出現裂縫等問題，從而確保路面滿足安全、抗滑且舒適的行車要求[4]。

該設計維修處治方案為：處理原路面的局部病害。在開槽銑刨后加鋪瀝青混凝土前，需對下承層出現的裂縫進行清縫、灌縫處理，并在裂縫處鋪設40cm寬抗裂貼延緩裂縫發展；銑刨槽底部及側面灑布0.3～0.5kg/m2SBS 改性乳化瀝青黏層油，同時，在整個處治路段加鋪預防性養護罩面，并根據不同的路面指標按段落分別采用1.2cm 厚高延彈超薄罩面、1cm厚超黏纖維磨耗層、1cm 厚高韌彈超薄磨耗層、0.5cm厚復合改性超薄罩面進行處治。

4.2 恢復性方案

4.2.1 PCI、RQI≥80 對應路段的恢復性方案

（1）反射型橫向裂縫且相對密集路段及輕度坑槽、網裂

反射型橫向裂縫較為密集，橫縫寬度大于5mm，縫間距10～20m 且存在坑槽、網裂現象，會嚴重影響行車舒適性，因此，應在銑刨原瀝青路面上面層后，重鋪4cmSBS 改性AC-13 瀝青混凝土上面層；對于裂縫寬度小于5mm 的輕微病害路段，應對下承層裂縫進行清縫、灌縫，并粘貼40cm 寬抗裂貼處治（包括側壁有縫處），病害處治后灑布0.3～0.5kg/m2改性乳化瀝青黏層油并重鋪上面層。

（2）輕度車轍病害路段

輕度車轍一般為發展型車轍，位于行車道及部分超車道，引發原因為原路面混合料抗高溫剪切性能不足。其車轍深度在10～15mm 時，應采用銑刨上面層后重鋪SBS 改性AC-13 上面層進行處治。

該設計維修處治方案為：銑刨4cm 瀝青層，重鋪4cmSBS 改性AC-13 瀝青混凝土。

維修處治結構為：在上面層鋪設AC-13 型SBS 改性瀝青混凝土，厚度為4cm。

銑刨后對下層裂縫進行清縫、灌縫處治，并粘貼40cm 寬抗裂貼（包括側壁施工縫處）后重鋪4cm 改性AC-13 瀝青混凝土面層；銑刨槽底部及側面灑布0.3～0.5kg/m2SBS 改性乳化瀝青黏層油；瀝青層重鋪完成后采用4cm 寬壓縫帶對施工縫進行封縫。

4.2.2 PCI、RQI≤80 對應路段的恢復性方案

（1）重度車轍病害路段

重度車轍一般為失穩型車轍，主要位于行車道，車轍深度＞4cm 為原路面混合料抗高溫剪切性能不足引起。需在原路面銑刨10cm 上中面層后，重鋪6cmSBS 改性AC-20（中面層）+4cmSBS 改性SBS-13（上面層）進行處治，同時，兩層瀝青層施工時橫縱向均作錯臺階處理，以確保攤鋪、壓實施工質量[5]。

（2）龜網裂嚴重形成坑槽且嚴重影響行車舒適性路段

此類病害主要位于行車道。原路面采用銑刨兩層重鋪兩層的技術方案，銑刨后對下層裂縫清縫、灌縫等處治，同時重鋪6cmSBS 改性AC-20 中面層+4cmSBS 改性AC-13 上面層，兩層瀝青層施工時應橫縱向均作錯臺階處理，以確保攤鋪、壓實施工質量。

處治方案為：銑刨10cm 瀝青層，重鋪4cmSBS 改性AC-13 瀝青混凝土上面層+6cmSBS 改性AC-20 瀝青混凝土中面層。

維修處治結構為：一是上面層。鋪設AC-13 型SBS 改性瀝青混凝土，厚度4cm。二是下面層。鋪設AC-20 型SBS 改性瀝青混凝土，厚度6cm。

在瀝青層間灑布SBS 改性乳化瀝青黏層，灑布量為0.3～0.5kg/m2，同時在銑刨后的路槽側面灑布黏層油；在新舊路面銜接處，每個結構層均應銑刨臺階進行過渡，縱向過渡臺階寬度不宜小于15cm，橫向臺階長度不宜小于1m；瀝青層重鋪完成后采用4cm 寬壓縫帶對施工縫進行封縫。

在銑刨后加鋪瀝青混凝土前，需對下承層出現的裂縫作清縫、灌縫處理，并在裂縫處鋪設粘貼20cm 寬抗裂貼（包括側壁施工縫處），以延緩裂縫發展。

4.3 技術應用效果

超薄磨耗層養護技術作為一種新型的路面養護技術，具有施工速度快、對交通影響小、使用壽命長等眾多優勢，通過對本工程項目中技術的應用效果進行分析，即在工程項目結束后的1～2 月，對整個施工線路以1～3km 為一個評價段開展質量驗收工作。就外部形態來看，目測整條線路密實、平整，表面無松散花白現象，且每條橫向接縫對接平順，縱向接縫全線連續，寬度＜80mm，不平整＜6mm。邊線全線連續，任意30m 長度范圍內的水平波動不得超過±50mm。

根據瀝青路面的抗滑性能可知，擺值Fb（BPN）為5 個點/km，高速公路、一級公路≥48。構造深度TD為（mm），5 個點/km，高速公路、一級公路≥0.60，路面質量達標。

5 瀝青路面超薄磨耗層養護技術的優化建議

5.1 定期巡檢和維護

在進行定期巡檢時，需要注意以下幾個方面：

一是仔細觀察磨耗層表面，尋找裂縫、鼓包、坑洞或剝落的跡象。損傷可能由車輛交通、惡劣氣候條件或施工質量問題引起。對于小型損傷，可以采取及時修補措施，防止其擴大。

二是檢查磨耗層的排水系統是否正常運作。應確保排水口通暢，沒有堵塞物，并且能夠有效排除路面上的積水。

三是檢查路面平整度，如果發現部分區域出現凹陷或突起，需要及時修復。

此外，定期維護也是保持瀝青路面超薄磨耗層良好狀態的重要措施：一是補修工作。對于發現的道路損壞或變形，應立即進行修復。根據損傷的程度和類型，可以選擇填補裂縫、修補坑洞或更換受損的部分，從而有效防止損傷擴大，并延長磨耗層壽命。二是養護劑使用。根據需要可以使用適當的養護劑增加磨耗層的密實性和耐久性。應選擇合適的養護劑，并按照使用說明正確操作，養護劑可以填充小孔隙，從而提高路面的抗水性和耐久性。

5.2 合理控制施工溫度和壓實度

在高速公路瀝青路面超薄磨耗層的養護過程中，合理控制施工溫度和壓實度至關重要，這兩個因素直接影響著施工質量和磨耗層的性能。

第一，施工溫度控制。施工溫度過高可能導致瀝青材料流動性增強，難以控制。因此，在高溫季節或炎熱天氣下，需要采取相應的措施，如降低施工速度、施工溫度等，以確保路面施工質量；在低溫季節或寒冷地區，可以通過加熱瀝青材料、提高施工速度等方式，以確保該材料正常流動和壓實。

第二，壓實度控制。壓實度是指對瀝青路面超薄磨耗層進行壓實的程度。適當的壓實度能夠確保磨耗層的密實性和均勻性。在進行壓實作業時，應確保每個區域都能得到足夠的壓實，避免出現松散問題。

6 結語

綜上所述，結合實際案例，深入分析了超薄磨耗層養護技術的應用要求、施工工藝和應用效果。研究表明，該技術能有效提高路面抗滑性、耐磨性和防水性能，延長路面使用壽命，提升行駛質量和安全性。未來，隨著科技進步和新型材料涌現，超薄磨耗層養護技術將進一步完善和發展。該技術有望在高速公路瀝青路面養護中發揮更大作用，為高速公路可持續發展提供支持。同時，需要加強技術研發和創新，提高超薄磨耗層養護技術性能和應用范圍，為路面養護維修提供更多選擇和可能。