超薄瀝青罩面加鋪層路用性能檢測評價

劉

（山西交通科學研究院集團有限公司，山西 太原 030006）

0 引言

早期的公路鋪裝主要以水泥混凝土為主，目前在役的水泥混凝土路面鋪裝經長期服役后，均面臨不同程度的功能下降和結構破損問題，但尚未完全喪失通行條件，這使得大量水泥混凝土路面鋪裝養護面臨兩難境地。一方面，如果直接將原水泥混凝土路面銑刨重鋪，不僅無法利用原路面結構中尚且完好的中、下面層[1]，而且水泥混凝土路面屬于剛性路面，部分路面內部為了適應重載工況還進行了配筋設計，這給后期的路面破拆銑刨帶來巨大困難，對應的處治成本極高；另一方面，如果不采取任何主動養護措施，路面將加速劣化至完全喪失通行能力，且在此過程中還將面臨極高的安全運營風險。

超薄瀝青罩面技術的出現使上述問題迎刃而解，不僅充分利用了原水泥混凝土路面中、下面層的承載強度，而且通過“白改黑”方式替代了原水泥混凝土面層，以最低的成本、最高的養護效率及最優的養護成效解決了早期水泥混凝土路面鋪裝的病害養護問題。

1 超薄瀝青罩面養護技術概述

從養護形式看，超薄瀝青罩面屬于路面預養護技術之一，通過鋪筑厚度介于15～20 mm之間的瀝青磨耗層代替原路面層，以發揮其在加深路面構造深度、優化路面平整度、修復路面輕微病害、提升路面抗滑降噪功能等方面的優勢。工程經驗表明，經超薄瀝青罩面養護后的舊水泥混凝土路面，其平均服役壽命預期可延長6～8年；且超薄瀝青罩面養護技術的循環可持續性突出，只要原公路路基各層及路面中、下層滿足施工條件，則可多次采用該技術進行路面預養護作業。

超薄瀝青罩面反射開裂是罩面層最普遍的病害之一，罩面反射開裂問題直接關系到罩面層的各項路用性能，是決定罩面層運營質量和服役耐久性的基礎。從材料組成角度看，加鋪超薄瀝青罩面的水泥混凝土路面整體是由剛性層和柔性層組成復合結構，從結構受荷變形角度分析，層間位置屬于應力薄弱區域，因原水泥路面層存在大量接縫和初始開裂，該位置無法承擔拉應力和切應力，與之對應的罩面層位置極易誘發反射開裂。罩面層反射開裂機理示意如圖1所示。

圖1 罩面層反射開裂機理示意圖

據圖1可知，超薄瀝青罩面受車輛荷載影響，在面板接縫、開裂位置易出現反射裂縫，反射裂縫的出現不僅削弱了罩面層的整體剛度和承載能力，還將持續影響罩面層的平整度和抗滲性，對面層后續的路用性能造成不利影響，因此，控制好罩面層的反射開裂病害是保障其各項路用性能達標的基礎。

2 超薄瀝青罩面加鋪層主要路用性能檢測評價

本文以山西省內某省道路面養護處治施工標段為背景，該標段原路面為水泥混凝土形式，該路段地處山西省東北部，過境地區地形平緩，路線平面線形組合相對簡單，冬季氣溫較低，交通工況主要以重載車輛為主，交通量屬中等水平。該次養護計劃采用加鋪超薄瀝青罩面的方式進行；根據該路段所處自然環境和交通量組成情況，擬重點研究罩面層的平整度、抗滑性及抗凍性3項路用性能指標，試驗過程按照現行《公路路基路面現場測試規程（JTG 3450—2019）》中的相關要求進行，本文不再贅述。

2.1 超薄瀝青罩面層平整度檢測評價

平整度主要表征罩面層的行車平順性，是決定公路駕駛安全和行車舒適性的關鍵指標；為了提高平整度檢測效率，同時避免三米直尺檢測法帶來的人為誤差，該項目選用了連續式平整度儀檢測法，通過檢測罩面層縱向相對高程標準差σ，以表征罩面層的平整度[2]。

連續式平整度儀的采集頻次為100 mm/次，最大計算區間為100 m，區間平整度σ計算公式如式（1）[3]：

式中：σi對應區間內的平整度指標；di為采集點偏差位移值，mm；N為采集點數量。

本文以該項目K100+120—K100+220標段的檢測結果為例進行分析評價，采集點偏差位移結果如表1所示。

表1 采集點偏差位移結果

通過分析該標段內平整度指標計算結果可知，平整度表征指標σi=1.11 mm，平整度指標滿足設計要求（小于等于5 mm）[2]，因此該標段內超薄瀝青罩面層表面平整，通行平順。

2.2 超薄瀝青罩面層抗滑性檢測評價

抗滑性作為超薄瀝青罩面眾多路用性能指標中最關鍵的一項，其關系到路面的行車安全性，抗滑性達標的罩面層能夠為車輛提供足夠的摩阻力，從而縮短車輛剎車距離，最大限度避免交通事故的發生[4]。評價路面抗滑性的指標主要有：構造深度、擺幅值、橫向力系數，該項目擬通過測定罩面層構造深度以評價路面的抗滑性能，構造深度試驗采用人工鋪砂法。

試驗段內測點應布設在行車道的輪跡帶上，且測點與罩面層邊緣間距不能低于1 m，為了避免試驗數據離散對試驗結果的影響，同一位置平行測點數量不能少于3個，且測點均應位于輪跡帶上，測點間距控制在3～5 m之間；構造深度指標TD計算公式如式（2）[4]：

式中：V為鋪砂體積，cm3；D為砂攤平后的直徑均值，mm。

本文隨機選取養護標段內的3個樁點進行現場檢測，檢測結果詳見表2。

表2 超薄瀝青罩面層構造深度檢測計算結果

經試驗檢測可知，上述3個樁點對應的構造深度均值為1.03 mm，最小值為0.91 mm，均值和最小值均大于規范給定的0.55 mm限值標準，試驗結果表明，罩面層抗滑性滿足規范要求。

2.3 超薄瀝青罩面層抗凍性檢測評價

考慮到該養護路段地處山西省東北部，該地區冬季寒冷，對罩面層的抗凍性提出了更高要求，由于罩面層厚度較小，積水滲透至罩面層內無法及時外排，在低溫環境下，積水凍脹容易使罩面層出現開裂、剝離病害，進而影響罩面層的正常通行[5]。該項目擬采用劈裂凍融試驗檢測罩面層的抗凍性能。

在攤鋪超薄罩面層時，同批次制作瀝青混合料劈裂強度試驗試件，以測定混合料的凍融劈裂強度指標，凍融循環次數設定為1次、5次、10次，試驗結果如圖2所示。

圖2 試件多次凍融循環下的劈裂強度變化情況

由圖2可知，凍融循環次數在1次、5次、10次條件下的劈裂強度占比分別為91.7%、79.9%、50.8%，占比情況均大于規范給定的中度季凍區凍融循環劈裂強度比50%的限值要求，試驗檢測結果表明，養護路段罩面層抗凍性滿足要求。

3 總結

本文以山西省內某省道路面養護處治施工標段為背景，結合該路段所處自然環境和交通量組成情況，重點就罩面層的平整度、抗滑性及抗凍性3項路用性能指標進行了檢測評價；其中，平整度指標均值σi=1.11 mm，構造深度TD均值為1.04 mm，10次凍融循環條件下的劈裂強度占比為50.8%，上述指標均滿足規范要求，路用性能指標檢測結果表明，該標段經超薄瀝青罩面加鋪處治后，其路面平整度、抗滑性及抗凍性均滿足正常通行要求。