超薄磨耗层技术在公路养护中的应用

任兴荣

（石家庄市京昆石太高速公路管理服务有限公司，河北 石家庄 050000）

一、引言

沥青路面因具有良好的行车舒适性与易修复性，被我国高速公路和市政道路广泛采用。然而，随着近年来重载现象的增多，路面性能急剧衰减，造成道路安全行驶性能急剧下降，交通事故频发。因此，对已发生损坏或即将发生损坏的路面进行修复，采用合适的道路养护技术十分必要。其中，超薄磨耗层是一种能够显著提升道路各方面性能，延长路面使用寿命的实用技术[1]。

二、工程概况

某高速公路通车运行多年，采用双向六车道高速公路设计标准建设，设计时速为120km。随着使用时间增加和重载车辆通行增多，沥青路面抗滑、防水和高低温等性能均出现了不同程度的衰减，随之产生道路车辙、水损坏等常见病害。通过对道路进行弯沉与钻芯检测发现，道路整体承载性能良好，基层完整，考虑到工程经济性，养护方采用超薄磨耗层技术对路面进行维修养护。

三、施工原材料及矿料级配设计

（一）沥青

为提高路面的低温延展性能，养护方决定采用橡胶沥青作为原材料。橡胶沥青通过在70号道路石油沥青中加入胶粉改性制备而成。70号道路石油沥青与聚合物材料具有良好的兼容性，在各方面性能上均能满足施工要求。

（二）集料

超薄磨耗层施工铺装厚度一般为15mm～25mm，集料的选择上以性能好、耐用的材料为主，玄武岩碎石在耐磨性和与沥青黏附性上优于其他碎石，故选择玄武岩碎石作为超薄磨耗层使用集料。

（三）矿粉

矿粉作为填充混合料空隙的重要原材料能够有效提升磨耗层的密实性，本项目使用的矿粉通过石灰岩碎石研磨制得，对其含水量、亲水系数进行相关检验，各方面性能指标均满足要求。

（四）矿料级配组成设计

为保证混合料中各种粒径集料的合理分配，养护方需要对集料进行矿料级配组成设计，并根据施工要求，在级配设计时适当减少2.36mm～4.75mm范围内的集料含量，通过抽取中间粒径集料含量使得混合料形成间断型级配。

（五）油石比确定

油石比是沥青混合料中沥青与集料的配合比（以百分比呈现），油石比的取值将会直接影响混合料的性能，通过油石比试验确定最佳油石比为6.9%。

四、施工工艺

（一）施工准备

摊铺施工前对原路面表面进行清扫，保持干净整洁，若路面杂质过多直接摊铺将会极大降低磨耗层与路面的黏结性，严重缩短磨耗层使用寿命[2]。

（二）混合料拌和

就近选择拌和站进行混合料拌和。与常规路面使用沥青混合料不同，超薄磨耗层在对集料拌和时，严格控制温度，拌和时间控制在30s～45s，拌和时间过长会导致橡胶沥青老化。

（三）混合料运输

混合料运输采用带有双层篷布的自卸卡车，装车时在车厢内壁涂抹一定的油水混合料以避免混合料黏结车厢。运输至施工场地后，及时废弃明显出现离析或已经冷却的混合料，禁止再次投入使用。

（四）混合料摊铺和碾压

摊铺作业时采用半幅封闭施工形式。两台摊铺机联合作业时，养护方将行进速度控制在3.5m/min；对摊铺完毕路段及时进行厚度检测，确保摊铺厚度满足施工要求；人工及时处理出现凹陷或不平的路段。摊铺过程中需让混合料与空气充分接触，由于混合料温度下降迅速，对于已经摊铺完毕的路段要及时采用钢轮压路机与胶轮压路机碾压整形，为避免混合料黏结轮胎，适当进行洒水处理[3]。

五、试验路段性能

（一）高温稳定性

沥青混合料具有黏弹性，在高温条件下会产生不可逆转的塑性变形，道路常见的车辙、拥包等高温病害产生后，会对道路行驶性能产生一定影响。项目根据车辙试验来评价磨耗层高温性能。车辙试验结果如表1所示。

表1 车辙试验结果

根据车辙试验数据结果可知，不同分组得到的马歇尔稳定度均满足技术要求，且车辙试验稳定度结果均超过规范要求的2500次/mm，由此说明，超薄磨耗层在高温性能上具有较为明显的优势。

（二）低温抗裂性

采用橡胶沥青作为原材料的主要目的之一是为了提高超薄磨耗层在低温条件下的性能，为评价磨耗层低温性能，通过低温弯曲试验进行测试。试验结果如表2所示。

表2 低温性能试验结果

根据低温弯曲试验结果可知，组1和组2破坏应变分别为3677με和3360με，均远高于技术要求的2800με。

（三）抗滑性能

抗滑性能是道路验收的重要指标之一。抗滑性能如未满足验收要求将会导致道路交通事故频发。为评价超薄磨耗层抗滑性能，项目对比施工前后构造深度检测结果，如表3所示。

表3 构造深度及摩擦系数检测结果

对K10+50桩号进行构造深度和摩擦系数测试后发现，施工后路面的构造深度和摩擦系数均有不同程度的提升，点位1处提升最为明显，构造深度与BPN值分别提升了31.25%、36%，说明超薄磨耗层施工后的路面抗滑性能有了明显提升。

六、结语

本文依托某高速工程实例对超薄磨耗层养护技术的适用范围、特点和具体施工工艺进行了详细介绍，通过高低温试验和抗滑性能试验得出以下结论：

第一，根据车辙试验结果，不同分组的马歇尔稳定度与车辙试验稳定度均满足规范使用要求。第二，组1和组2破坏应变分别为3677με和3360με，均远远高于技术要求的2800με，说明磨耗层低温性能良好。第三，对比同一桩号施工前后的构造深度与摩擦系数，施工后构造深度与摩擦系数提升明显。