超粘磨耗層在欽崇高速公路的應用

摘要：文章主要分析了超粘磨耗層在欽崇高速公路中的應用，并對相關施工關鍵技術進行了闡述以及對相關驗收結果進行分析。在施工過程中，集料、瀝青和水泥的使用均符合超粘磨耗層原料的技術指標要求，施工過程也嚴格按照施工規定進行。在施工結束并實現通車的1～2個月內，超粘磨耗層的表觀質量、抗滑性能、滲水系數和平整度均符合要求;通車8～10個月后，施工路段超粘磨耗層路面未出現脫落、麻面等損害，且拉拔強度和扭剪強度也完全符合技術指標要求。

關鍵詞：超粘磨耗層;施工技術;路表性能;路面強度

0 引言

欽崇高速公路主線全長129.56 km，起于欽州米標村附近，止于崇左市元井村附近。該高速公路主線為雙向四車道，路基寬度為26 m，設計車速為100 km/h，于2008年開工，2012年年底實現通車。欽崇高速公路連通了欽州保稅港區、中馬欽州產業園以及一批崇左市重點工業園區，改善了欽州和崇左區域之間的運輸條件，促進了區域間的經濟發展以及旅游資源、特色產業的開發，完善了廣西區際高速公路網的布局。欽崇高速公路還是中國-東盟國際通道，促進了中國-東盟貿易，加快了北部灣經濟區的開發。欽州至崇左區域氣候條件多變，且欽崇高速公路需要承載較大的交通運營量，眾多因素綜合作用下，容易造成路面開裂、損壞、摩擦系數降低、車轍等損害，進一步對行車安全造成威脅。為了防止上述情況的發生，我們在欽崇高速公路施工過程中采用了超粘磨耗層進行預防性養護，將有利于提高路面摩擦力，防止裂縫、車轍等病害產生，改善路面滲水情況，延長公路使用壽命。2018年實施了超粘磨耗層罩面11 683 m2，2019年實施了超粘磨耗層罩面32 250 m2，合計43 933 m2。

1 超粘磨耗層的優點

（1）高溫下，具有優異的抗變形能力。超粘磨耗層中所采用的瀝青為特種復合改性瀝青，其軟化點高達80 ℃以上，25 ℃時的彈性回復率高達25%以上。采用該瀝青能夠提高混合料在高溫下的抗剪切能力，通常25 ℃時的扭剪強度能夠達到0.7 MPa以上，因此超粘磨耗層不易發生剪切破壞、滑移和車轍等損害。

（2）低溫下，具有優異的抗開裂性能。超粘磨耗層[JP+1]所采用的特種復合瀝青在5 ℃時的延度可達30 cm以上，具有十分優異的低溫韌性，因此超粘磨耗層在低溫下不易發生開裂等損害。

（3）優良的抗疲勞破壞性能。采用的特種復合改性瀝青在60 ℃時的動力黏度高達20 000 Pa·s以上，在25 ℃時的拉拔強度可達0.3 MPa以上。在交變應力作用下，超粘磨耗層抵抗疲勞破壞的能力得到提高。

（4）較長的使用壽命。超粘磨耗層與原路面之間具有超強的粘結強度，而且通過改進材料、級配及攤鋪厚度使得超粘磨耗層的路面強度和封水性能得到改善，使得超粘磨耗層的使用壽命得以延長。

除了以上優點外，超粘磨耗層還具有十分優異的抗滑性能和封水性能，而且超粘磨耗層路表平整度高，均勻密實，使得車輛輪胎與路面的有效接觸點數量增多，從而起到了降噪的效果。

2 超粘磨耗層原料選定

集料：采用0～3 mm輝綠巖石粉，3～5 mm和5～9.5 mm的輝綠巖反擊破碎石，產地為廣西百色田東縣。合成集料由粗集料和細集料按照設計比例混合，其中粗集料和細集料的技術指標見表1。

3 超粘磨耗層的施工

3.1 施工前準備工作

（1）路面預處理：施工前需對路面破損特征和導致因素進行分析，并對路面破損進行及時修復，防止損害進一步擴大，消除路面質量安全隱患。

（2）施工設備的調試：為保證施工安全，需要對設備進行檢查和調試，使其處于最佳狀態。在設備首次使用、連續使用半年后和集料配比發生變化的時候需要對設備的計量系統進行重新標定。

（3）施工條件確認：在施工之前需對氣候進行確認，當氣溫處于15 ℃并持續下降，或是低于15 ℃時，不能進行施工。另外，路面積水未除盡或養護成型期處于雨季時不能進行施工。

3.2 施工步驟

（1）施工路段封閉：施工之前首先要和施工路段的交通管理部門建立聯系，制定出交通管制方案，保證足夠的施工期和養護成型期。

（2）施工路段的清掃：正式施工前需要對施工路段進行徹底的清掃，除去原路面的泥餅、泥土、雜物、油脂等，并需要利用吹風機吹凈路面以及利用鐵鏟和鋼刷反復清潔路面，保證施工前的路面潔凈無塵、干燥無積水。

3.3 超粘磨耗層攤鋪

（1）將集料裝入攤鋪機中，調整攤鋪箱的攤鋪拱度和厚度，使攤鋪箱緊貼路面，并使攤鋪機對準走向控制線，由施工起點開始攤鋪。

（2）根據石料的含水量以及現場施工集料配比，調整料門的開度和高度。

（3）開啟發動機，接合拌和缸離合器，開啟攤鋪箱分料器。

（4）打開料門開關，將石料、水、水泥裝入拌和缸，將預濕的混合料攤移至乳液噴出口。

（5）調節分向器控制稀漿流向，使其均勻流至攤鋪箱左右兩側。

（6）調節水量，控制稀漿稠度。

（7）啟動封層車并控制以10～30 m/min的速度前進，行進過程中注意保持攤鋪箱內稀漿儲存量為其溶劑的1/2，并注意稀漿生產量與攤鋪量的匹配。

（8）若攤鋪機中任意一種材料用盡后，立即中斷所有材料輸送，待拌和缸中的漿料攪拌均勻、送入攤鋪箱并攤鋪完成后，停止封層車行進。

（9）提起攤鋪箱，將攤鋪機移至施工路段外，清潔拌和缸和攤鋪箱，檢查剩余材料量。

3.4 修補

攤鋪完成后需要對施工路段進行局部修補。局部缺陷修補主要是通過人工完成的。主要修補處為施工路段中不平整、過厚或過薄處以及縱向接縫和施工路段的起點和終點。修補過程中需要對縱向刮痕進行填平和清除，修補過后的路面要達到接縫平順、邊沿順直、表面平整的標準。

3.5 養護

超粘磨耗層攤鋪完成后需要對其進行一段時間的養護，在養護期間需禁止施工人員、行人以及車輛在超粘磨耗層上行進，待其凝結成型并滿足開放交通的條件后，方可開放交通。

4 工程應用

4.1 第一階段路表性能驗收

施工結束后，在開放交通之前對其厚度進行驗收。開放交通1～2月時間內，對施工路段全線進行路表性能驗收。驗收項目、指標要求、驗收頻率、驗收方法以及驗收結果如表4所示。

第一階段驗收指標要求超粘磨耗層均勻、無輪跡、無劃痕。通過全路段目測驗收，施工路段符合驗收指標要求。圖1中給出了施工路段典型的超粘磨耗層表觀質量的圖片，從圖片可看出其表面無凸起、無劃痕、無脫落等損害。另外，第一階段驗收結果表明：施工路段超粘磨耗層的抗滑性能滿足指標要求，指標要求路面BPN值和構造深度分別>58和0.6 mm，而本施工路段的BPN值為60～63，構造深度為0.7～0.8 mm;施工路段的滲水系數為4～7 ml/min，低于指標要求的10 ml/min;施工路段超粘磨耗層的接縫平整度和行車道平整度分別為1～3 mm和1～2 mm，符合接縫平整度和行車道平整度均<5 mm的指標要求。總體來說，基于對第一階段施工路段超粘磨耗層路表性能驗收結果的分析可知，本施工路段的超粘磨耗層路表性能符合驗收指標的要求，具有較高的施工質量。

4.2 終期路面強度驗收

在超粘磨耗層施工結束并實現通車的8～10個月內，超粘磨耗層中的水分蒸發完畢，終期強度形成，應對施工路段的超粘磨耗層的路面強度進行驗收。驗收項目、驗收指標、驗收頻率、驗收標準以及驗收結果如表5所示。

拉拔試驗方法：進行路面鉆芯，鉆孔深度需要達到超粘磨耗層下承層5 mm處。在拉拔頭底面和測量點路面之間均勻涂抹環氧樹脂粘結劑，使二者粘結牢固。然后，在拉拔頭處連接拉拔設備，以10 mm/min的速度進行拉拔試驗。拉拔試驗完成后，得到最大拉拔力并予以記錄。測試溫度為28 ℃，拉拔強度可通過公式（1）進行計算：

扭剪試驗方法：進行路面鉆芯，鉆孔深度需要達到超粘磨耗層下承層5 mm處。在扭剪盤底面和測量點路面之間均勻涂抹環氧樹脂粘結劑，使二者粘結牢固，然后在扭剪盤處連接扭剪設備，以90°/s的速度進行扭剪試驗。扭剪試驗完成后，得到最大扭矩并予以記錄。測試溫度為28 ℃，扭剪強度可通過公式（2）進行計算：

如表5所示，通過對施工路段路面強度進行驗收后發現，在通車8～10個月后，施工路段超粘磨耗層的表觀質量和強度完全符合驗收指標要求。通過目測對施工路段超粘磨耗層表觀質量進行驗收后發現，施工路段超粘磨耗層未出現脫落、磨損、衰減和麻面等現象，表觀質量均勻無劃痕。另外，通過對施工路段每1 000 m進行2處拉拔和扭剪試驗（行車道軌跡帶）發現，施工路段超粘磨耗層最大的拉拔強度為0.66 MPa，最低拉拔強度為0.36 MPa，均滿足>0.3 MPa的指標要求;最大扭剪強度為1.11 MPa，最小扭剪強度為0.97 MPa，均滿足>0.7 MPa的指標要求。以上實驗結果均表明：本施工路段的超粘磨耗層在通車8～10個月后，其路面的表觀質量和強度均達到了相關的技術指標要求，通過了終期路面強度驗收，具有較高的施工質量和較好的運行情況。

5 結語

本文主要涉及了超粘磨耗層在欽崇高速公路中的應用，并對相關施工關鍵技術進行了闡述以及對相關驗收結果進行分析。在施工過程中，集料、瀝青和水泥的使用均符合超粘磨耗層原料的技術指標要求，施工過程也嚴格按照施工規定進行。在施工結束并實現通車的1～2個月內，超粘磨耗層的表觀質量、抗滑性能、滲水系數和平整度均符合要求;通車8～10個月后，施工路段超粘磨耗層路面未出現脫落、麻面等損害，且拉拔強度和扭剪強度也完全符合技術指標要求。

參考文獻：

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作者簡介：廖江林（1978—），高級工程師，從事高速公路建設及養護管理工作。