超薄磨耗層在高速公路水泥混凝土路面養護中的應用

李 保

（山西交通控股集團有限公司 大同北高速公路分公司，山西 大同 037005）

超薄磨耗層是近年來較為常用的一種罩面技術，其充分發揮超薄罩面和碎石封層的優勢，具有抗滑、抗車轍、抗水霧、抗磨耗、降噪的優良性能，同時其施工速度快，開放交通早，對現有交通影響小；尤其是其高溫穩定性、重載交通下的使用壽命均在國內多個項目上得到了較好的驗證[1]。該罩面養護方案在山西省的瀝青路面養護上也得到了廣泛的應用和推廣，但在水泥混凝土路面的應用尚無先例，本文結合山西省得勝口至大同高速公路K446+400—K451+600段上行方向路面抗滑不足的現狀對超薄磨耗層罩面技術進行了詳細的介紹。

1 工程概況

山西省得勝口至大同高速公路現已通車十余年，未進行過路面大修，原有路面為水泥混凝土路面結構，隨著通車時間的增長，路面抗滑不足現象明顯，尤其是K446+400—K451+600段上行方向位于長大縱坡路段，且期間未進行過路面大修改造，在持續十余年交通荷載和水泥路面自身特性的綜合作用下，路面的微觀紋理逐漸喪失導致出現“鏡面”現象。根據山西高速公路工程檢測有限公司、公路養護技術國家工程研究中心和中公高科養護科技股份有限公司聯合出具的《2016年山西省高速（大同公司）路面構造深度檢測評定報告》，得大高速公路亮馬臺隧道路面的總體構造深度為0.19～0.58 mm，平均值為0.32 mm，其中上行構造深度為0.19～0.46 mm，平均值為0.27 mm，抗滑性能指數SRI評價以中和次為主，由此引發的交通事故逐年增加。為徹底解決現有道路抗滑性能不足的現狀，同時為減小施工封閉交通的影響，采用了銑刨1 cm舊水泥面板后鋪裝2 cm厚超薄罩面的方案。

2 Novachip超薄磨耗層混合料設計

2.1 改性瀝青

超薄磨耗層所用混合料的黏結料，必須采用改性瀝青，改性后的SBS改性瀝青技術指標應滿足表 1 要求[2]。

表1 SBS改性瀝青技術要求

作為黏結層的NovaBond需采用改性乳化瀝青乳液，其灑布量0.8～1.0 kg/m2，其技術標準如表2所列。

表2 NovaBond用SBS改性乳化瀝青技術要求

2.2 粗集料

粗集料應選用三級以上的石料扎制而成的碎石，必須符合耐磨耗對粗集科的要求。同時，同步施工型超薄磨耗層對粗集料的抗壓碎要求高，粗集料必須使用堅韌、粗糙、有棱角的優質石料，必須嚴格限制粗集料的扁平細長顆粒含量。粗集料技術指標滿足表3的要求。

表3 瀝青混合料用粗集料質量技術要求 %

2.3 細集料

細集料應潔凈、干燥、無風化、無雜質，并有適當的顆粒級配，其質量應符合表4的規定。

表4 瀝青混合料用細集料質量技術要求

2.4 礦粉

瀝青混合料的填料必須采用石灰巖或巖漿巖中的強基性巖石等憎水性石料經磨細得到的礦粉，原石料中的泥土雜質應除凈。

2.5 混合料設計

超薄磨耗層混合料采用間斷開級配，本工程通過級配對比與選擇，決定按照超薄磨耗層Type C級配要求實施混合料的級配設計，如表5所示。

表5 超薄瀝青磨耗層混合料礦料級配范圍

3 超薄磨耗層施工

盡管超薄磨耗層的施工十分方便且快速，同時混合料的拌制、攤鋪都和普通混合料大致相同，碾壓也較為容易，但仍需充分注意下列環節和內容。

3.1 原路面的處理

施工前應徹底處理舊路面的質量缺陷，消除質量隱患，對路面裂縫進行清理和灌縫，確保路面結構完整，承載力滿足使用要求。施工前，對待施工路段采用人工仔細處理清掃，采用高壓風機清掃路面及縫隙內的灰塵和雜物，使路面保持干凈，并開始進入下一道工序[3]。

3.2 混合料拌和時間和溫度

正式施工前需對拌和機的計量系統進行校準，保證計量的準確，對機械傳動和傳送部分進行檢修和潤滑，保證生產的穩定和連續，對除塵設備進行檢修及對需要更換的耗件進行更換。施工溫度控制為：

a）石料加熱溫度180℃～190℃；b）瀝青加熱溫度165℃～175℃；c）拌和溫度170℃～180℃；d）有效拌和時間30～45 s。

3.3 攤鋪碾壓

采用專用的攤鋪設備進行攤鋪，采用20 m/min左右的攤鋪速度進行一次性完成噴灑和混合料的攤鋪，噴灑和混合料的攤鋪間隔時間不大于5 s。在60℃～80℃的溫度下噴灑，最終通過現場確定。瀝青混合料攤鋪溫度約為150℃～170℃，在噴灑后攤鋪，熱瀝青混合料攤鋪在所有噴灑表面上，并由電加熱的振動熨平板進行熨平。碾壓的目的不是保證壓實度，而是實現嵌擠穩定的狀態，采用12 t的雙鋼輪壓路機緊跟著進行靜壓，壓實次數不少于3次，以保證混合料達到嵌擠穩定。等到路面降低至50℃以下后開放交通。

4 超薄磨耗層質量控制及驗收

為了獲得高質量的路面，超薄罩面施工的各個環節都必須進行嚴格的質量控制，混合料必須按規定的頻率和要求檢驗瀝青含量、級配和體積特性。要求表面平整密實，不得有明顯輪跡、裂縫、擁擠、油包等缺陷，且無明顯離析；路面緊密平整、順直、無跳車。超薄罩面混合料是間斷級配，孔隙率較大，能迅速排水，因此普通的滲水試驗不適用于超薄罩面，對超薄罩面防水性的質量控制應重點控制改性乳化瀝青的質量、灑布量以及施工過程。不需要進行普通滲水實驗[4]。

由于超薄罩面厚度較薄，壓實容易，壓實度指標控制意義不大，施工過程中控制乳化瀝青和混合料的溫度對施工質量更為重要。

根據系統特殊的路面使用性能，結合我國熱瀝青混凝土路面的國家驗收標準，工程驗收標準如表6。

5 結語

本文結合得大高速公路水泥混凝土路面抗滑處治工程，對超薄磨耗層相關參數、施工工藝和質量控制進行了探討和分析，同時本項目實施后路面抗滑性能顯著提高，罩面后各項性能指標完全符合高速公路路面性能的要求，為超薄磨耗層罩面技術在山西省水泥混凝土路面“白加黑”工程中的應用提供了參考。

表6 工程驗收標準