高韌超薄瀝青磨耗層在市政道路工程中的應用

姚 坤

[上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司，上海市 200092]

0 引 言

我國大部分城市主干道都采用瀝青路面，瀝青路面具有高溫穩定性、耐疲勞性、低溫抗裂性等優點[1]，然而由于車輛的行走時間、氣候等客觀因素的影響，瀝青路面會出現明顯的損壞。通常磨耗層的壽命小于10 a，因此需要定期對磨耗層進行更新。常見的瀝青磨耗層有：熱拌瀝青混合料面層，適用于各種等級道路的面層；冷板瀝青混合料面層，適用于支路及以下道路的面層、支路的表面層；溫拌瀝青混合料面層，拌和溫度120~130℃。但常規的瀝青表面磨耗層存在施工能耗高、抗滑耐久問題、應用的局限性等。

1 工程概況

嘉善縣城區智能交通綜合提升改造工程（一期）道路工程是為加快推進長三角一體化示范區建設，提升先行啟動區嘉善片區顯示度，打造的標志性道路，該項目被列為嘉善縣2021年度重大項目和嘉善城區品質提升攻堅戰的標志性項目。該項目主要對世紀大道、城西大道進行綜合提升改造，其中世紀大道西起洪三公路，東至平黎公路，全長約7.4 km；城西大道南起嘉善縣界，北至世紀大道，全長約3.28 km。結合道路整治，響應“新基建”的發展要求，依托“車路協同”技術，實現“車、路、人、機”的信息共享，提升車輛駕駛安全，改善駕駛體驗。

世紀大道和城西大道自建成通車以來，一直為嘉善縣的主要城市道路，近年來由于交通量的增加以及施工年限的增加，導致原有瀝青路面產生裂縫、坑洼等病害。為滿足司乘人員舒適性的要求，同時提高公路的服務質量，需對路基段水泥混凝土路面進行病害修復和瀝青罩面品質化的提升改造。本次高韌超薄磨耗層加鋪工作共計實施面積約為34萬m2。

2 高韌超薄磨耗層技術的施工控制

2.1 原路面處治與工作面清理

為保證高韌超薄磨耗層的正常施工，需要在正式施工前對原路面進行一定的處理。

（1）病害處理

由于高韌超薄磨耗層的施工，需要要求原路面結構強度強。本項目世紀大道原路面存在裂縫、坑槽、沉陷、網裂等病害，對于本路段各種病害，本項目按照以下原則進行處治：

a.裂縫

對于寬度小于0.5 mm的裂縫可不予處治，待加鋪高韌超薄瀝青磨耗層時，由乳化瀝青滲透破乳后將裂縫進行密封；對于寬度在0.5~3 mm的裂縫，可采用高粘彈瀝青進行灌縫處理。

對于邊緣出現碎裂、縫寬在3 mm以上的貫穿式裂縫，可采取帶狀挖補方法，修補材料采用SMA-13改性瀝青混合料。

b.坑槽、沉陷及網裂

本次項目針對坑槽及網裂病害，采用的是熱料熱補的方式，修補材料采用SMA-13改性瀝青混合料，有以下修復措施。

一是為保證道路修補的整體性，修補原則為圓洞方補、斜洞正補。

二是在工作面干燥后，底部及側面噴灑改性乳化瀝青黏層。

三是修補后新填補部分應略高于舊瀝青路面。

四是對修補接縫處進行封縫處理。

（2）提升窨井蓋

路面中存在窨井蓋、煤氣管道蓋、通信光纜蓋等蓋子，在采用高韌超薄磨耗層進行加罩時，為便于一次性完成道路鋪裝，在實施高韌超薄磨耗層前，必須先進行井蓋整體提升。在施工前相應設施蓋子標高預先提高2 cm，如圖1和2所示，并在其上表面涂上油或采用薄膜覆蓋，經同步攤鋪完成后迅速清理蓋子表面殘留瀝青混合料，完成整體路面的鋪裝。

圖1 確定井蓋抬升高度

圖2 回填井蓋邊槽

（3）精銑刨處理

在保證不影響人行道路石下水口標高前提下，從道路施工前對于路緣石處，距離路緣石1~1.5 m的位置開始往路緣石銑刨出一個倒三角臺階（接近路緣石處的銑刨深度為2.0~3.0 cm），攤鋪時可自然接順原路緣石。

2.2 瀝青混合料的生產與施工溫度控制

高韌超薄瀝青磨耗層采用PG94型高粘高彈聚合物改性瀝青作為膠結材料，對拌和工藝具有更高的技術要求，為確保混合料的成品質量，需要嚴格控制每一盤混合料的生產，具體技術要求如表1。

表1 熱拌高韌超薄磨耗層技術溫度控制 單位：℃

2.3 瀝青混合料的同步攤鋪技術

同步攤鋪技術將原有的瀝青路面施工的兩種步驟結合為一個步驟，即噴灑粘油層和攤鋪超薄瀝青同步進行，如圖3所示。圖4為同步攤鋪機現場實施場景。

圖3 同步噴灑攤鋪技術示意

圖4 同步攤鋪機現場實施圖

圖5為同步攤鋪完成后外觀效果圖。從外觀上看，整體攤鋪路面均勻黝黑，顯著提高了路面的視覺效果。

圖5 同步攤鋪外觀實施效果

2.4 高韌超薄瀝青混合料的壓實

（1）采用攤鋪機熨平板已經可以將瀝青的密實度增加到常規瀝青路面的90%，再采用雙鋼輪壓路機多次碾壓，最終進行靜壓收光整平。

（2）碾壓過程中壓路機保持均勻速度碾壓。并應對超薄瀝青的鋪設厚度、碾壓速率、溫度、遍數進行嚴格檢查。

2.5 養護與開放交通

在使用超薄瀝青混合料完成碾壓30 min后，經檢測溫度低于50℃，滿足道路交通開放要求[2]，較常規瀝青需3 h才能開放交通，大大減少了對交通及社會環境的影響。

3 高韌超薄瀝青混合料質量評價及應用效果評估

為保證所實施的超薄瀝青路面質量條件，采用室內試驗和現場試驗相結合的方式，評價實施后的路面性能[3-4]。

根據表2可知：本次嘉善縣城區智能交通綜合提升改造工程（一期）道路工程中所應用的高韌超薄磨耗層瀝青混合料所有檢測指標均滿足技術指標要求；浸水馬歇爾殘留穩定度及凍融劈裂殘留強度比遠好于技術要求，表明混合料的水穩定性能良好；車轍動穩定度表明高韌瀝青混合料具有良好的高溫抗車轍能力；肯塔堡飛散損失表明高韌超薄磨耗層的抗剝落性能良好，高韌瀝青混合料內部瀝青與石料間具有良好的粘結效果；四點彎曲疲勞試驗結果表明高韌超薄磨耗層瀝青混合料具有良好的抗疲勞性能，能夠保證此磨耗層在車輛重復荷載作用下擁有較長的疲勞壽命。

表2 髙韌瀝青混合料后評估測試項目及評價結果

由表3可知：本次高韌超薄磨耗層實施效果良好，路面平整度整體提高了4 mm，且罩面后車內行車噪音降低3~5 dB，車外行車噪音降低5~6 dB，顯著地提高了路面行車舒適性；世紀大道罩面后的構造深度和摩擦系數，由罩面前的0.61 mm和48.6 BPN改進為1.15 mm和69 BPN，路面抗滑性能顯著提升，為車輛行駛提供了安全保障；滲水系數為26 mL/min，小于標準值30 mL/min，表明此磨耗層壓實度和密實性良好；層間拉拔強度檢測結果為0.86 MPa，高于標準值0.6 MPa，表明高韌超薄磨耗層層間粘結性能良好。

表3 應用效果后評估測試項目及評價結果

4 結論

針對嘉善縣道路系統的改造，提出應用0.8~2 cm級別的熱拌高韌超薄磨耗層技術，并總結了其施工控制技術，快速的提高了世紀大道及城西大道的路面提升改造工作。

高韌超薄磨耗層技術的實施提高了道路功能性能、行車安全性能、力學性能等各項性能，實現了原路面綜合品質的提升，改善了行車環境和舒適性，得到了政府以及城市居民的高度認可，符合當前綠色與高性能材料的發展趨勢，可為同類型瀝青路面磨耗層施工提供一定的工程參考。