瀝青路面養護中連續級配超薄磨耗層技術的應用成

高立+潘夢+唐禮泉+周新鋒

摘要：為了提高高等級公路瀝青路面養護技術——超薄磨耗層的使用性能，依托實體工程，分析了超薄磨耗層連續級配結構混合料的配合比設計、瀝青用量、抗水損害性能、高溫抗車轍性能與抗滑性能等，以及其施工技術要點。結果表明：設計的連續級配超薄磨耗層混合料析漏損失值、殘留穩定度、凍融劈裂強度、構造深度指標均滿足相關規范要求，連續級配超薄磨耗層技術具有較好的推廣價值。

關鍵詞：超薄磨耗層；配合比設計；性能檢測；施工控制

中圖分類號：U418.6文獻標志碼：B

Application of Technology of Continuously Graded Ultrathin Wearing Course in Asphalt Pavement Maintenance

CHENG Gaoli1， PAN Meng1， TANG Liquan1， ZHOU Xinfeng2

（1. Shaanxi Expressway Engineering Mechanization Co.， Ltd.， Xian 710038， Shaanxi， China；

2. Xian Highway Institute， Xian 710054， Shaanxi， China）

Abstract： In order to improve the applicability of ultrathin wearing course， a technology for highgraded highways maintenance， the design of mix proportion， content of asphalt， water damage resistance， antirutting performance at high temperature and antiskid performance of the continuously graded mixture for ultrathin wearing course and key points of the construction technology were analyzed based on practical projects and the raw materials. The results show that the value of leakage loss， residual stability， freezethaw splitting strength and tectonic depth of the designed ultrathin wearing course meet the requirements of specifications. It can be seen that the technology of continuously graded ultrathin wearing course is of great promotion value.

Key words： ultrathin wearing course； mix proportion design； performance test； construction control

0引言

超薄磨耗層作為一種路面維修養護技術，可以有效恢復路面功能，改善道路使用性能，提高行車安全和增加路面強度，主要適用于交通荷載重、路面使用性能要求高的高速公路和一級公路[17]。近年來，隨著國內道路養護任務的加重，超薄磨耗層應用的規模和里程逐漸增加。為確保施工質量及路用性能指標滿足規范，要求超薄磨耗層現場施工時采用專用的攤鋪機同步完成改性乳化瀝青灑布和熱拌瀝青混合料攤鋪工藝，并以鋼輪壓路機碾壓，待路面溫度降低到一定程度后開放交通。目前超薄磨耗層技術主要采用的是間斷級配混合料，對連續級配結構混合料少有研究和嘗試，為驗證連續級配的推廣可行性，本文以銅延高速公路養護工程為依托，結合工程所處環境類型和交通荷載狀況，提出連續級配超薄磨耗層技術的概念，分析其材料的構成、原材料選取的標準和質量控制要求，通過相應配合比設計流程和各項路用性能的驗證，定量說明其使用性能；同時結合具體施工攤鋪效果，總結超薄磨耗層現場施工的質量控制要點，為連續級配結構超薄磨耗層技術的推廣提供技術參考和借鑒。

1工程背景

銅川—延安高速公路中黃陵至延安段全長為145559 km，設計速度為80 km·h-1，雙向四車道，路基寬度為245 m，于2006年9月建成通車。隨著重載車輛的增多，路面出現了不同程度的滲水、光滑等病害。根據現場檢測資料發現，產生病害的部位主要集中在表面層，原路面的強度和剛度滿足不了要求。為了保證該公路安全、快捷的運營環境，公路養護部門從2013年開始對部分路段實施超薄磨耗層罩面。其中，在2014年銅延高速公路的路面養護工程中，選取黃延段K564+000～K577+150（往西安方向）作為試驗段，鋪筑了連續級配超薄磨耗層罩面。該路段內的路面病害形式主要為瀝青層脫落、滲水、抗滑性能不足及路面裂縫等。

2原材料及配合比設計

2.1原材料

（1）瀝青。

超薄磨耗層鋪筑在瀝青路面表層，直接與自然環境和車輛荷載接觸，易受陽光、空氣、水及輪胎磨耗的影響，采用的瀝青結合料應具有黏附性大、耐候性強、抗剝離性好的特性。基于鋪筑層位與相關使用要求的考慮，本文采用自主開發的SBS高黏改性瀝青拌制超薄磨耗層混合料，其技術指標如表1所示。

石比為51%；相應于飽和度范圍中值（60%～75%）的油石比為53%；最佳油石比的初始值為53%。對比表6所列各項技術要求，確定連續級配超薄磨耗層混合料油石比范圍為49%～54%，最佳油石比為52%；考慮到項目所在地區的氣候，油石比取51%。endprint

3路用性能驗證

（1）析漏試驗。

超薄磨耗層位于路面的最頂層，若混合料采用的油石比過大，將引起路面泛油現象，危及行車安全，借助析漏試驗檢驗連續級配結構超薄磨耗層混合料的最大瀝青用量。按照最佳油石比5.1%和確定的礦料級配拌制混合料并進行析漏試驗，結果如表7所示。由表7可知，混合料的析漏損失值滿足相關規范的技術指標要求。

（4）構造深度檢驗。超薄磨耗層技術的作用之一即為改善原有路面的抗滑性能，提高路面的行駛質量。礦料級配的變化會使混合料中粗集料含量下降，進而影響該技術的抗滑性能。為了定量說明連續級配超薄磨耗層混合料的抗滑性能，成型車轍板試件，在室內進行表面構造深度試驗。結果顯示，按選取的礦料級配和最佳油石比51%成型的試件，其構造深度指標為101%，滿足設計要求（不小于10%）。

4施工技術要點

4.1施工準備

超薄磨耗層技術主要用于瀝青路面的預防性養護和輕微、中等病害的矯正性養護，并不能作為結構補強層。當路面出現嚴重病害時，應在鋪筑磨耗層之前對路面進行銑刨。對于一般的坑槽、沉陷、車轍、裂縫等病害，應根據損壞程度采用不同的處治措施[1114]，見表10。

4.2混合料生產

超薄磨耗層混合料的生產與一般瀝青混合料大致相同，由于超薄磨耗層鋪筑厚度較薄，散熱較快，

應嚴格控制石料與瀝青的加熱溫度與拌和時間：石料加熱溫度為180 ℃～190 ℃，瀝青加熱溫度為165 ℃～175 ℃，拌和溫度為170 ℃～180 ℃，拌和時間為30～45 s。生產過程中應及時檢查混合料的配合比和油石比，抽檢次數應滿足設計和規范要求。拌和后應檢查混合料是否有花白料、離析等情況。

4.3混合料運輸

超薄磨耗層施工應選擇晴天，以提高運輸速度，縮短運輸時間，力爭在當天中午1點左右到工地，嚴格進行車廂覆蓋，減少混合料溫度下降。為防止混合料發生變化，車廂應整潔，車廂底板和側板應噴灑一薄層油水混合物作為隔離劑（油水比為1∶3）；從成品料倉到運料車，應通過前后移動來消除粗集料的離析現象，裝載次數應不少于3次。混合料運量要比攤鋪量有所富余，以保證攤鋪機均勻、連續施工，施工現場等候卸料的運料車應為3輛以上。混合料運到現場后，根據施工進展用2套棉蓋布覆蓋在混合料上進行保溫，并設置測溫檢查孔檢測混合料的溫度。

4.4混合料攤鋪

攤鋪和碾壓機械與工藝如表11所示，相應的施工方式和參數可確保混合料的攤鋪和碾壓質量。為了盡可能減少混合料的熱量損失，保證壓實質量，攤鋪機攤鋪前應預熱熨平板，溫度達到100 ℃以上。

4.5混合料碾壓

連續級配超薄磨耗層的碾壓工藝基本與普通瀝青路面相同，遵循緊跟、少水、勻速、慢壓的原則。采用10～13 t雙鋼輪壓路機靜壓作業2～3遍，對于縱向施工縫位置應增加壓實遍數。超薄磨耗層的攤鋪厚度決定了混合料散熱速度，若碾壓不及時，將導致混合料松散，碾壓質量得不到保證，因此碾壓施工應在路面溫度不低于90 ℃時完成；當路面溫度降至50 ℃以下，即可開放交通。由于攤鋪機攤鋪寬度和作業效率的限制，不可避免地產生縱向接縫和橫向接縫，為保證接縫處相接平順、連貫，建議采用表12中的施工方式。

5技術優勢

超薄磨耗層技術比其他類型薄層罩面具有顯著的優勢，具體如下。

（1）超薄磨耗層技術采用的結合料為改性乳化瀝青，隨著水分的蒸發，瀝青破乳強度快速形成，在新舊瀝青層之間形成一層強度較高的黏結層，有力黏連集料，避免跑料。

（2）施工過程采用碾壓工藝，使路面具有充足抗滑性和良好的平整度。

（3）超薄磨耗層技術可同步實現瀝青混合料和乳化瀝青施工，施工效率高，對交通的影響小。

（4）相比其他薄層罩面，超薄磨耗層具有使用壽命長、全壽命周期成本低的優勢[1516]。

6結語

通過超薄磨耗層混合料室內研究及相應實體工程的嘗試，取得以下成果，定量地說明了采用連續級配結構的可行性，為其推廣應用提供了技術保證。

（1）采用高黏改性瀝青和連續礦料級配拌制而成的超薄磨耗層混合料，具有良好的抗滑性能、高溫抗車轍性能和水穩定性，且試驗指標均滿足相關規范的要求，定量地驗證了其使用性能。

（2）提出連續級配結構超薄磨耗層技術施工質量控制要點和施工工藝參數，有效地保證了攤鋪質量和使用性能。

（3）超薄磨耗層技術施工速度性、乳化瀝青快裂快凝，有效縮短了開放交通時間，減少施工對交通的影響。

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[責任編輯：高甜]endprint