超薄磨耗層技術在公路養護中的實踐應用研究

摘要 文章圍繞超薄磨耗層技術應用展開研究，以某公路工程為例，根據公路病害問題制定了相應養護方案，技術應用成果如下：采用超薄磨耗層技術，將構造深度從原來的0.6 mm提升至1 mm，修復后的路面摩擦系數為66.3，滲水系數為17.6，層面黏結效果良好，加強了路面的抗滑性能與抗滲水能力。公路完成超薄磨耗層施工后，公路右幅彎沉均值從17.2降至14.4，超車道左幅的彎沉均值從15.9降至14.6，證明路面結構承載力得到了強化。

關鍵詞 公路工程；超薄磨耗層；養護施工；應用

中圖分類號 U418 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）17-0059-03

0 引言

隨著公路建設事業的飛速發展，超薄磨耗層技術的應用領域愈加廣泛，具有施工速度快的優勢特征，相較于傳統瀝青混凝土路面修復技術方式，超薄磨耗層技術能夠在短時間內完成大面積的路面修復，提高了道路使用效率。與此同時，應用超薄磨耗層的公路表面耐磨性能好，具有良好的抗滑性能，能夠顯著提高路面安全性。因此，在公路改擴建與養護施工中，合理采用超薄磨耗層技術，能夠提高路面使用性能，減少后期養護成本。

1 工程概況

研究以某公路工程為例，工程線路全長為180.06 km，路面結構為基層結構和SBS改性瀝青相結合的方式，屬于傳統路面的施工技術規模。案例公路建成至今已超過15年，隨著近年來交通運輸需求的不斷增加，公路長期處于高荷載使用狀態，導致路面產生多數裂縫、坑槽、車轍、沉陷等病害，直接影響公路的結構性能與使用耐久性。基于此，現將超薄磨耗層技術引入案例工程，根據實際情況制定最佳的養護施工方案。

2 施工方案與原材料配比設計

2.1 超薄磨耗層技術方案

首先對各類病害問題成因進行分析，例如案例工程段的車轍、坑槽、裂縫等問題，已對公路使用構成影響：

（1）車轍病害主要體現為路面細料脫落、粗料磨損嚴重，導致公路整體耐磨性下降，當公路長期處于高溫環境時，受外部應力影響易產生較大車轍[1]。

（2）坑槽病害問題主要集中在下行線，案例公路長期使用后，壓實度不足，攤鋪接縫處的密實度降低，導致公路的抗滲水性能下降。

（3）裂縫病害由公路瀝青混凝土收縮產生，局部應力超過抗拉強度，引發路面與路基結構崩壞，產生各類裂縫與不均勻沉降現象[2]。

因此，通過原材料配比設計、病害處理、拌和運輸、超薄磨耗層攤鋪、路面壓實、后續養護等研究，完成公路養護施工實踐。超薄磨耗層技術施工流程如圖1所示：

2.2 超薄磨耗層施工原材料配比

鑒于案例工程需要，磨耗層施工主要對細集料、粗集料以及礦粉材料的技術指標進行確定，其中細集料部分均選擇小于4.75 mm的原材料，其相關技術指標要求如表1所示；粗集料負責公路的主要承載，選擇玄武石、砂石、白云石等強度高且耐磨性良好的材料，技術參數如表2所示。

研究確定超薄磨耗層混料中的瀝青材料，根據原材料的構造深度變化情況進行對比分析，將SBS、30#硬質瀝青、70#及高黏度瀝青進行綜合比對，結果見表3所示。根據耐久性結果可知，高黏度瀝青的孔隙率為2.71%，構造深度殘留率為57.9%，在瀝青材料質量檢測中最佳，因此選擇高黏度瀝青作為超薄磨耗層的原材料。

確定超薄磨耗層原材料后，選擇性能優良的SBS改性瀝青，級配超薄磨耗層OGFC應具備一定的黏度要求，SBS改性瀝青性能技術要求如表4所示。此外，還應加強磨耗層混料的抗老化能力，以保證混料應用的耐久性。瀝青混料運輸至施工現場時應附帶質量檢驗報告，技術人員應對瀝青材料的針入度、軟化點、延度情況進行抽檢。

3 超薄磨耗層技術的施工實踐措施

3.1 病害處理

在超薄磨耗層鋪裝前，應對原公路病害進行處理，具體是針對裂縫、坑槽、車轍病害的應對措施：

（1）當裂縫寬度不足3 mm時，采用黏結層覆蓋方式，搭配多次補灑方案；而當裂縫寬度處于3～5 mm之間時，采用熱瀝青材料灌入裂縫中，鋪裝玻璃纖維格柵的方法；當裂縫寬度超出5 mm時則屬于嚴重裂縫，采取鉆芯法對裂縫地下層情況進行檢測，采用深度處理方法，以裂縫為中心向兩側拓寬100 mm，使用銑刨機器處理裂縫區域，采用瀝青混凝土進行重新修補。

（2）采用深度修復與預防性養護方案。針對坑槽、坑洞區域進行大面積刨銑作業，之后將改性瀝青涂抹到表面，用瀝青混凝土填補坑槽處[3]。

（3）當車轍深度在1 cm以下時，可以不采用修補技術，直接進行超薄磨耗層的鋪裝；當車轍深度為1～2.5 mm時，對車轍波峰進行預處理，待路面平整后進行磨耗層施工；在車轍深度超過2.5 cm的路面區域，采用銑刨處理與改性瀝青填補，符合鋪裝要求開展后續施工。超薄磨耗層施工機械準備情況見表5所示：

3.2 拌和運輸

按照預先設計的原材料級配方案，開展超薄磨耗層的拌和作業。瀝青拌和料采用MAC175-220型拌和設備，按照配合比進行加料拌和，薄磨耗層混合料施工參數如表6所示。在拌和過程中，應保證磨耗層混合料的外觀與拌和的均勻性、混合料內部不離析，瀝青混合料溫度高于180℃，濕拌與干拌配合時間應滿足技術標準。當拌和完成后應對混合料的低溫抗裂性、高溫穩定性、力學性能進行檢測，合格后才能裝車運輸。

在超薄磨耗層混合料的運輸期間，應在車廂地板與側板上提前涂抹油水混合液，避免磨耗層混料與車輛內部黏結而產生離析現象。運輸中應加蓋帆布，當氣候環境惡劣時，更應重視超薄磨耗層混料的運輸環境，運輸至鋪裝現場后馬上進行溫度檢測，確保混合料最低溫度不低于170℃。

3.3 超薄磨耗層攤鋪

對公路施工段的表面進行清潔，除去路面灰塵、雜質與浮土等，如個別區域存在接縫，應提前進行人工修整，保證公路的平整度。采用攤鋪機，應按照寬度6 m進行攤鋪作業。其間應將磨耗層混料松浦系數設為1.17，提前預熱熨平板，在溫度升至110℃后開始攤鋪，避免熨平板溫度過低影響混合料性能。攤鋪技術要點如下：

（1）攤鋪機應保持連續、穩定的作業方式，攤鋪行進中不能變換速度，始終保持2～3 m/min速度行進。

（2）采用硬質墊木與平衡梁進行前置作業，保證兩者不吸附瀝青混料，公路平整度滿足施工設計要求。

（3）攤鋪中應時刻關注磨耗層混料溫度，根據攤鋪路面表面溫度確定最低攤鋪溫度。例如，當施工路段表面溫度處于15～20℃時，混料的攤鋪溫度應保證在167℃以上。

（4）在磨耗層混料攤鋪到完成期間，應對施工段的整體平整度、磨耗層厚度進行檢測，如存在遺漏區域或質量不合格區域，應及時補鋪，直到攤鋪路段全部符合要求才能進行路面壓實[4]。

3.4 路面壓實

在超薄磨耗層進行壓實施工時，混料的溫度應保持在155℃以上，碾壓階段緊跟攤鋪機進行，前后施工距離控制在20～30 m，超薄磨耗層技術的碾壓分為初壓、復壓與終壓三個階段：

（1）初壓階段。振動壓路機對磨耗層進行1次靜壓，主要作用是加強公路養護層的穩定性，其間壓實速度應控制在4～5 km/h，同時在初壓時應保證混料溫度≥155℃。

（2）復壓階段。振動壓路機對磨耗層進行2次振蕩碾壓，其作用是加強養護層與原路面的黏結性，避免超薄磨耗層后續使用中的分離現象。其間壓實速度應控制在4～5 km/h，在復壓時應保證混料溫度≥140℃。

（3）終壓階段。振動壓路機對磨耗層進行1次養護收光，消除磨耗層表面的輪胎痕跡，使公路養護層表面更美觀。其間壓實速度應控制在4～5 km/h，終壓時應保證混料溫度≥110℃。

3.5 后續養護

在攤鋪與壓實作業完成后，進行公路表面層的施工養護，初期嚴禁行人與車輛通行，每隔一段時間對公路表面溫度進行檢測，等表層溫度降至90℃以下時可允許行人與小型車輛通過。當公路養護層的混合料溫度降至50℃以下時，恢復正常的交通運行狀態，對超薄磨耗層技術的路用表現進行檢測。

4 公路養護施工實踐效果

對公路摩擦系數、磨耗層構造深度、表面滲水系數以及層間黏結情況進行檢測，分析養護施工效果。采用鉆芯取樣方式，獲取各項檢測指標，結果見表7所示：

根據上表得知，采用超薄磨耗層技術對公路路面進行養護施工，將構造深度從原路面的0.6 mm提升至1.00 mm，修復后路面的摩擦系數為66.3；滲水系數為17.6；層面黏結效果良好，證明超薄磨耗層技術不僅加強了路面的抗滑性能，還提高了抗滲水能力。

針對超薄磨耗層施工段的路面彎沉值進行檢測，選取施工段養護前后情況進行對比，具體如表8所示：

根據彎沉值檢測結果可知，在路面養護施工前，案例工程中5個施工段的行車道右幅彎沉值處于15.5～19.9之間，均值為17.2；超車道左幅的彎沉值處于14.8～17.9之間，均值為15.9，整體來看行車道右幅路面質量不如超車道，因為行車道多為大型貨車行駛，長期處于高負荷使用狀態，如果未能及時修復補強，將會引發各類路面病害問題。

采用研究提出的超薄磨耗層施工技術方案后，行車道右幅彎沉值處于14.1～14.9之間，均值為14.4；超車道左幅的彎沉值處于14.3～15之間，均值為14.6 mm，可以看出公路兩側的彎沉值均得到改善。具體為采用超薄磨耗層施工技術后，行車道右幅的平均彎沉值從17.2降至14.4，超車道左幅的平均彎沉均值從15.9降至14.6，證明路面結構承載力得到強化，且整體較為均勻。

5 結論

綜上所述，在公路養護施工環節，引入超薄磨耗層技術能夠大幅度提高路面的應用質量，提高公路的抗滑性與防水性。該研究以某公路工程為例，首先分析了公路的各類病害問題，其次明確了超薄磨耗層的技術方案與原材料配合比情況，最后對病害處理、拌和運輸、磨耗層攤鋪、路面壓實與后續養護進行了詳細介紹。施工成果如下：采用超薄磨耗層技術，將構造深度從原路面的0.6 mm提升至1 mm；修復后路面的摩擦系數為66.3；滲水系數為17.6；層面黏結效果良好，路面彎沉值明顯降低，有效提升了公路養護質量。

參考文獻

[1]張寶泉.公路和橋梁混凝土的施工溫度和裂縫防治措施[J].工程建設與設計，2024（2）：194-196.

[2]張迎菊，郭培達，萬里，等.基于多源數據精細化采集與管理的路面養護決策技術體系[J].科技創新與應用，2024（4）：155-159+164.

[3]林松強.超薄磨耗層高黏瀝青混合料設計與耐久性研究[J].福建建材，2023（12）：20-22+99.

[4]徐文軍，陳宇，郝金海，等.超薄磨耗層與舊路面復合結構的高溫穩定性研究[J].公路工程，2023（6）：138-142.