公路施工中超薄磨耗層技術的應用

上官云芳

（河南縱凡建設工程有限公司，河南 三門峽 472400）

1 超薄磨耗層技術特點

1）綜合性能良好。超薄磨耗層擁有良好的路用性能，試驗結果表明，高速公路養護施工中，通過超薄磨耗層的應用，能將原路面構造深度增加57%，摩擦系數增大33%，滲水系數減小52%。養護施工中應用超薄磨耗層技術，還能在短時間內提高路面摩擦系數，提升路面防水與抗滑性能。該技術還可以對路面發揮保養作用，提升路面整體性能，有利于預防安全事故發生，保障車輛安全順利通行。

2）施工迅速便捷。由于超薄磨耗層的材料制作工藝簡單，耗費的人力與物力較少。并且所有材料能一次鋪筑成型，整個施工過程迅速便捷，能節約施工時間，縮短工期。因而高速公路養護施工中，使用該技術可以快速開放交通，減少對車輛通行的負面影響，同時也更好滿足車輛通行需要。

3）造價低，綜合效益明顯。就成本分析，超薄磨耗層的造價低，施工工期較短，所耗費的人工費和機械費較少，有利于節約高速公路養護施工成本。超薄磨耗層技術還能提高路面綜合性能，有利于預防質量問題發生，延遲工程使用壽命，降低養護維修費用。與銑刨攤鋪技術相比，超薄磨耗層技術的綜合效益更加明顯。

4）能夠保護路基，預防質量問題發生。超薄磨耗層的瀝青能吸附于礦粉上，進而形成材料層。該技術還能有效提高材料層的吸水性，防止水分下滲，讓瀝青路面保持良好性能，有利于預防路基下沉，避免路基出現疏松現象，最終提升路基結構整體性能。

2 工程概況

某公路工程為雙向四車道瀝青混凝土路面。自建成通車，運營時間已達8年之久。在日益增長的交通荷載和氣候環境作用下，路面出現了橫向和縱向裂縫、龜裂、修補、車轍等病害，部分路面抗滑和平整度均不能滿足路面使用功能。鑒于此，選取1000m試驗段實施超薄磨耗層施工，總體方案為對舊瀝青路面病害處治后，用公稱最大粒徑為9.5mm的2cm厚超薄磨耗層進行薄層罩面。

3 超薄磨耗層瀝青混合料配合比設計

3.1 原材料

粗集料采用輝綠巖碎石，規格為4.75～9.5mm，具有良好的抗磨耗性能；細集料采用石灰巖機制砂，規格為0～2.36mm。填料采用石灰巖礦粉和P.O42.5水泥。集料和填料的各項指標經檢測均滿足現行規范的要求。

改性瀝青采用超薄磨耗層專用改性瀝青，性能指標滿足規范要求。該改性瀝青具有高黏高彈特性，其60℃的動力黏度達15萬Pa·s，25℃的彈性恢復為99%，能確保大孔隙薄層瀝青混合料的耐久性。

3.2 目標配合比設計

考慮到超薄磨耗層的排水、降噪和抗滑功能，混合料采用骨架空隙結構，設計空隙率大于10%。該結構級配在2.36mm篩孔以上的通過百分率與SMA-10的比較接近，是一種間斷級配，但2.36mm以下篩孔的通過率相比SMA-10要小，以便形成較大的空隙。

目標配合比設計采用旋轉壓實成型方法，體積性能指標的計算方法與Superpave瀝青混合料設計標準相同?；旌狭显O計采用Superpave瀝青混合料設計標準，旋轉壓力為600kPa、旋轉次數為100次，采用馬歇爾對設計的混合料進行性能驗證?；旌狭鲜覂仍囼灥陌韬蜏囟葹?65～175℃，成型壓實溫度為160℃，空隙率要求大于10%，混合料理論最大相對密度采用計算法。

超薄磨耗層配合比設計要求：空隙率≥10%，礦料間隙率≥20%，瀝青飽和度25%～50%，瀝青膜有效厚度＞9μm，析漏損失<0.1%，各項指標符合技術要求的油石比范圍OACmin～OACmax為4.75%～4.90%，因此，OAC=(OACmin+OACmax）/2=4.82%，由上述計算確定最佳油石比OAC為4.8%。

3.3 生產配合比設計

以目標配合比設計的結論為基礎，對冷集料的級配和熱料倉集料的級配進行調試，確保在熱料倉集料均衡生產（無嚴重等料和溢料現象）的基礎上將合成級配盡可能擬合到目標配合比的設計級配曲線上，確定拌和樓冷料倉轉速比、拌和樓熱料倉篩分、密度試驗，根據熱料倉篩分結果及目標配合比設計結果確定各熱料倉比例以及混合料的最佳油石比。通過將合成級配盡可能擬合到目標配合比的設計級配曲線上，確定熱料倉合成比例為6～11mm∶3～6mm∶0～3mm∶水泥∶礦粉=79∶0∶15.5∶2.0∶3.5。

根據生產配合比設計常規過程，在確定目標配合比油石比為4.8%的基礎上分別配置了4.5%、4.8%、5.1%三組油石比的混合料進行旋轉壓實試驗，最終確定生產配合比最佳油石比為4.8%。

在生產配合比設計的基礎上進行超薄磨耗層瀝青混合料的試拌。綜合試拌試驗結果，得到采用生產配合比的熱料倉摻配比例，最佳油石比為4.8%，拌制的混合料能夠滿足各項體積指標要求。

4 超薄磨耗層路面養護施工工藝

4.1 拌和施工

拌和施工前，需安裝、調試好拌和設備，確保其正常運轉。按照實際溫度調整出料溫度，當環境溫度在15℃以上時，設備為ECA10，瀝青加熱溫度可控制在165℃—175℃，瀝青混合料出廠溫度控制在140℃—150℃，運輸溫度控制在130℃—140℃。根據設計要求，同時按比例將溫拌添加劑、瀝青向攪拌缸內噴入，需在10s內控制噴入時間。單盤料拌和周期可控制在60s以上，其中干拌3s，瀝青與溫拌添加劑噴入時間可控制在13s以下，隨后進行6s濕拌與礦粉添加，最后進行30s濕拌，確保瀝青混合料拌和均勻。相比生產設計標準級配，礦料級配允許差值可控制-2%到+2%之間。

4.2 攤鋪施工

攤鋪溫拌瀝青混合料前，必須清理干凈表面，并均勻噴灑粘層。攤鋪機熨平板需前提30—60min進行預熱，溫度控制在100℃以上。同時調整好熨平板壓實裝置的振動頻率、振幅等，保證路面初始壓實度滿足設計要求。

攤鋪過程中，不得中斷，應具有連續性，且均勻攤鋪，嚴禁該過程任意調頭、急轉彎等。同時每分鐘攤鋪速度可控制在2到2.5m之間。并選取非接觸式平衡梁控制攤鋪厚度，因攤鋪厚度較低，混合料顆粒較小，瀝青粘度大，出料口極易被混合料堵住，造成出料難度增大，此時需及時做好清理工作，通過人工方式對較薄攤鋪位置進行補料。

4.3 碾壓施工

碾壓施工中壓路機的速度應以緩慢、勻速為主。朝著攤鋪機方向設置驅動輪，可避免混合料碾壓過程中出現推擠、擁包現象。但不得任意轉變碾壓路線、方向。啟動、停止碾壓設備時都應遵循緩慢、勻速的原則，禁止剎車制動，需減速慢行。易密實瀝青混凝土層面當天碾壓后如未徹底冷卻，嚴禁車輛停放該路面，且禁止雜物灑落該路面。

4.4 粘層油灑布

選取高粘度改性乳化瀝青用于粘層油施工，瀝青具有較高粘度，施工過程中為避免粘輪問題產生，需徹底清理干凈銑刨后的路面，也可選取高壓水槍進行清理，只有將表面雜物、浮灰清理干凈，才能確保粘層油直接接觸瀝青混合料。

粘層油灑布前應保證路面表層具有干燥性，可在每平方0.2—0.4L之間控制粘層油灑布量，如用量不足，則會降低粘結效果；如用量過多，則會產生粘輪問題。

5 結束語

綜上所述，隨著交通運輸需求量的逐漸增大，瀝青路面早期病害問題愈加顯著，如車轍、裂縫等。將超薄磨耗層技術用于路面養護施工，可有效提供工程質量。為此，應根據工程實際情況制定科學施工方案，嚴格規范施工人員操作行為，提高公路工程安全性及耐久性。