高速公路沥青路面超薄磨耗层养护技术的应用分析

武宏涛

（山西吕梁环城高速公路管理有限责任公司，山西 吕梁 033000）

0 引言

近年来，超薄磨耗层养护技术作为一种新型道路保养方法，引起了社会各界的广泛关注。与传统的厚度较大的路面养护材料不同，超薄磨耗层养护技术采用特殊材料，可以有效修复路面的微裂缝和轻微损伤，同时提升路面的平整度和耐久性。文章围绕实际案例对该项技术具体应用展开探讨，并提出相应的优化建议，以促进超薄磨耗层养护技术在道路养护领域的广泛应用。

1 工程概况

吕梁市绕城高速公路主线全长38.188km，全线于2015 年11 月10 日正式通车运营。

该高速公路工程横贯吕梁山脉，沟壑纵横、地质复杂，道路上有较多大型货车通行，不仅交通量大，重载现象也较为严重。同时，受夏季炎热、冬季寒冷气候影响，增加了路面出现块状裂缝、横纵裂缝、坑槽以及沉陷等病害的概率，严重影响了高速公路的正常通行[1]。坑槽、修补类病害如图1 所示。文章结合《2021年吕梁环城公司所辖高速公路路面技术状况检测评定分析报告》，采用人工调查法全面检查高速公路病害。

图1 吕梁环城高速公路桥面坑槽、修补类病害

2 路面破损病害原因分析

2.1 横向裂缝

横向裂缝贯通沥青面层，宽度在5～12mm，裂缝间距30～50m。横向裂缝的产生，主要由于半刚性基层因温缩或者干缩产生了反射裂缝，在断裂位置对沥青造成应力集中，进而反射开裂；部分重度横向裂缝贯穿沥青路面，在行车荷载、水以及裂缝部位集中应力的作用下，将会逐步发展为连片坑槽。

2.2 纵向裂缝

纵向裂缝通常出现在行车道轮迹带处，属于荷载型疲劳裂缝，其产生原因主要来自车辆超荷载运行。车辆频繁运行使行车道两个轮迹带处沥青混合料处于疲劳运作状态，最终导致道路出现不规则开裂的细小裂缝。同时，在车辆荷载作用以及雨水的耦合作用下，轮迹带部位的细微裂缝将快速延伸、相互连通，最终形成纵向裂缝[2]。此外，随着轮迹带上出现较多相互交织的纵向裂缝，会使沥青混合料破碎，并形成一条纵向破碎带。

2.3 龟裂、块状

龟裂、块状裂缝不仅会出现在轮迹带处，还会出现在其他部位。由于受到车辆荷载以及大气环境的作用，面层混凝土会逐渐开裂；改性沥青混合料局部胶结料老化，其使用寿命缩减；同时受高轴载以及大交通量的影响，最终导致路面出现块状裂缝以及龟裂病害。

2.4 松散、坑槽

松散、坑槽病害多出现在桥梁路段中。松散病害产生的原因为桥面疲劳裂缝或者混合料空隙较大等；受重载交通荷载的影响，动水压力较大，降低了防水层的黏结效果，水泥混凝土铺装层受到反复冲刷和剥蚀作用，最终形成坑槽[3]。

3 高速公路超薄磨耗层的技术要求

3.1 原材料要求

粗集料应满足相关质量要求，一般选择当地生产的玄武岩。细集料应采用完全破碎加工的机制砂，其直径在4.75mm 以内，需要足够的干燥和结晶，没有杂质存在，能够良好地黏结沥青。填料则宜采用石灰岩碱性石料经磨细得到的矿粉，矿粉必须干燥、清洁，其质量技术需要满足规范要求。为确保沥青面层的质量，不得采用拌和机回收粉用于拌制沥青混合料。

3.2 超薄磨耗层混合料设计技术标准

超薄磨耗层是一种典型的间断级配，由70%～80% 的单一粒径碎石、20%～30% 的细集料及填料组成，沥青用量一般为4.6%～5.6%，其特性类似于SMA。超薄磨耗层沥青混合料应具有良好的高温稳定性和抗水损害能力，且易于施工。

3.3 施工工艺要求

在施工过程中，应保证下承层的稳定、耐久、平整和洁净。超薄磨耗层应采用黏结防水层与下承层结合。超薄磨耗层的摊铺厚度一般为1～4cm，以确保其抗滑性良好。黏层油在铺洒时的温度为60℃～80℃，同时黏层油的用量应该控制在0.7～1.1L/m2的范围内。混合料铺筑温度应保持在165℃，沥青铺筑工作完成后及时用熨平板熨平。

3.4 压实和养护要求

保证碾压力度适中，及时根据施工现场实际情况来调整碾压方案，并做好施工现场的监督工作。在整个碾压操作中，压路机要紧跟摊铺机，压路机和摊铺机之间的距离保持恒定，压路机要在距离摊铺机18m处才能返回。同时，应积极使用双钢筒型压路机来对路面进行压实操作，保证施工过程的连续性，以确保路面一次成型。

4 高速公路中超薄磨耗层养护技术的应用

4.1 预防性方案

高延弹超薄罩面、超黏纤维磨耗层、高韧弹超薄磨耗层、复合改性超薄罩面主要针对PCI、RQI≥85 对应的路段：横缝、纵向裂缝、麻面路段。

路面病害主要为行车道横缝、轻微纵向裂缝，部分严重裂缝处伴有局部破损，局部轻微网裂，纵向裂缝处无支缝。路面病害会在短时间内使路面承载力难以满足使用要求，因此，要对路表面进行维修处理，避免路面出现裂缝等问题，从而确保路面满足安全、抗滑且舒适的行车要求[4]。

该设计维修处治方案为：处理原路面的局部病害。在开槽铣刨后加铺沥青混凝土前，需对下承层出现的裂缝进行清缝、灌缝处理，并在裂缝处铺设40cm宽抗裂贴延缓裂缝发展；铣刨槽底部及侧面洒布0.3～0.5kg/m2SBS 改性乳化沥青黏层油，同时，在整个处治路段加铺预防性养护罩面，并根据不同的路面指标按段落分别采用1.2cm 厚高延弹超薄罩面、1cm厚超黏纤维磨耗层、1cm 厚高韧弹超薄磨耗层、0.5cm厚复合改性超薄罩面进行处治。

4.2 恢复性方案

4.2.1 PCI、RQI≥80 对应路段的恢复性方案

（1）反射型横向裂缝且相对密集路段及轻度坑槽、网裂

反射型横向裂缝较为密集，横缝宽度大于5mm，缝间距10～20m 且存在坑槽、网裂现象，会严重影响行车舒适性，因此，应在铣刨原沥青路面上面层后，重铺4cmSBS 改性AC-13 沥青混凝土上面层；对于裂缝宽度小于5mm 的轻微病害路段，应对下承层裂缝进行清缝、灌缝，并粘贴40cm 宽抗裂贴处治（包括侧壁有缝处），病害处治后洒布0.3～0.5kg/m2改性乳化沥青黏层油并重铺上面层。

（2）轻度车辙病害路段

轻度车辙一般为发展型车辙，位于行车道及部分超车道，引发原因为原路面混合料抗高温剪切性能不足。其车辙深度在10～15mm 时，应采用铣刨上面层后重铺SBS 改性AC-13 上面层进行处治。

该设计维修处治方案为：铣刨4cm 沥青层，重铺4cmSBS 改性AC-13 沥青混凝土。

维修处治结构为：在上面层铺设AC-13 型SBS 改性沥青混凝土，厚度为4cm。

铣刨后对下层裂缝进行清缝、灌缝处治，并粘贴40cm 宽抗裂贴（包括侧壁施工缝处）后重铺4cm 改性AC-13 沥青混凝土面层；铣刨槽底部及侧面洒布0.3～0.5kg/m2SBS 改性乳化沥青黏层油；沥青层重铺完成后采用4cm 宽压缝带对施工缝进行封缝。

4.2.2 PCI、RQI≤80 对应路段的恢复性方案

（1）重度车辙病害路段

重度车辙一般为失稳型车辙，主要位于行车道，车辙深度＞4cm 为原路面混合料抗高温剪切性能不足引起。需在原路面铣刨10cm 上中面层后，重铺6cmSBS 改性AC-20（中面层）+4cmSBS 改性SBS-13（上面层）进行处治，同时，两层沥青层施工时横纵向均作错台阶处理，以确保摊铺、压实施工质量[5]。

（2）龟网裂严重形成坑槽且严重影响行车舒适性路段

此类病害主要位于行车道。原路面采用铣刨两层重铺两层的技术方案，铣刨后对下层裂缝清缝、灌缝等处治，同时重铺6cmSBS 改性AC-20 中面层+4cmSBS 改性AC-13 上面层，两层沥青层施工时应横纵向均作错台阶处理，以确保摊铺、压实施工质量。

处治方案为：铣刨10cm 沥青层，重铺4cmSBS 改性AC-13 沥青混凝土上面层+6cmSBS 改性AC-20 沥青混凝土中面层。

维修处治结构为：一是上面层。铺设AC-13 型SBS 改性沥青混凝土，厚度4cm。二是下面层。铺设AC-20 型SBS 改性沥青混凝土，厚度6cm。

在沥青层间洒布SBS 改性乳化沥青黏层，洒布量为0.3～0.5kg/m2，同时在铣刨后的路槽侧面洒布黏层油；在新旧路面衔接处，每个结构层均应铣刨台阶进行过渡，纵向过渡台阶宽度不宜小于15cm，横向台阶长度不宜小于1m；沥青层重铺完成后采用4cm 宽压缝带对施工缝进行封缝。

在铣刨后加铺沥青混凝土前，需对下承层出现的裂缝作清缝、灌缝处理，并在裂缝处铺设粘贴20cm 宽抗裂贴（包括侧壁施工缝处），以延缓裂缝发展。

4.3 技术应用效果

超薄磨耗层养护技术作为一种新型的路面养护技术，具有施工速度快、对交通影响小、使用寿命长等众多优势，通过对本工程项目中技术的应用效果进行分析，即在工程项目结束后的1～2 月，对整个施工线路以1～3km 为一个评价段开展质量验收工作。就外部形态来看，目测整条线路密实、平整，表面无松散花白现象，且每条横向接缝对接平顺，纵向接缝全线连续，宽度＜80mm，不平整＜6mm。边线全线连续，任意30m 长度范围内的水平波动不得超过±50mm。

根据沥青路面的抗滑性能可知，摆值Fb（BPN）为5 个点/km，高速公路、一级公路≥48。构造深度TD为（mm），5 个点/km，高速公路、一级公路≥0.60，路面质量达标。

5 沥青路面超薄磨耗层养护技术的优化建议

5.1 定期巡检和维护

在进行定期巡检时，需要注意以下几个方面：

一是仔细观察磨耗层表面，寻找裂缝、鼓包、坑洞或剥落的迹象。损伤可能由车辆交通、恶劣气候条件或施工质量问题引起。对于小型损伤，可以采取及时修补措施，防止其扩大。

二是检查磨耗层的排水系统是否正常运作。应确保排水口通畅，没有堵塞物，并且能够有效排除路面上的积水。

三是检查路面平整度，如果发现部分区域出现凹陷或突起，需要及时修复。

此外，定期维护也是保持沥青路面超薄磨耗层良好状态的重要措施：一是补修工作。对于发现的道路损坏或变形，应立即进行修复。根据损伤的程度和类型，可以选择填补裂缝、修补坑洞或更换受损的部分，从而有效防止损伤扩大，并延长磨耗层寿命。二是养护剂使用。根据需要可以使用适当的养护剂增加磨耗层的密实性和耐久性。应选择合适的养护剂，并按照使用说明正确操作，养护剂可以填充小孔隙，从而提高路面的抗水性和耐久性。

5.2 合理控制施工温度和压实度

在高速公路沥青路面超薄磨耗层的养护过程中，合理控制施工温度和压实度至关重要，这两个因素直接影响着施工质量和磨耗层的性能。

第一，施工温度控制。施工温度过高可能导致沥青材料流动性增强，难以控制。因此，在高温季节或炎热天气下，需要采取相应的措施，如降低施工速度、施工温度等，以确保路面施工质量；在低温季节或寒冷地区，可以通过加热沥青材料、提高施工速度等方式，以确保该材料正常流动和压实。

第二，压实度控制。压实度是指对沥青路面超薄磨耗层进行压实的程度。适当的压实度能够确保磨耗层的密实性和均匀性。在进行压实作业时，应确保每个区域都能得到足够的压实，避免出现松散问题。

6 结语

综上所述，结合实际案例，深入分析了超薄磨耗层养护技术的应用要求、施工工艺和应用效果。研究表明，该技术能有效提高路面抗滑性、耐磨性和防水性能，延长路面使用寿命，提升行驶质量和安全性。未来，随着科技进步和新型材料涌现，超薄磨耗层养护技术将进一步完善和发展。该技术有望在高速公路沥青路面养护中发挥更大作用，为高速公路可持续发展提供支持。同时，需要加强技术研发和创新，提高超薄磨耗层养护技术性能和应用范围，为路面养护维修提供更多选择和可能。