超粘磨耗层技术在高速公路沥青路面养护中的应用

（山西交院大成高速公路有限公司，山西 忻州 034000）

1 工程相关内容概述

繁峙至大营高速公路于2014年11月正式建成通车，尽管养管部门每年都对部分路段出现的路面病害进行维修处治，一定程度上延缓了路面病害的发展，但随着交通量的持续增长和重载车辆的累计作用，路面病害发展十分迅速，局部甚至影响行车安全性和舒适性。为遏制路面病害发展，提高高速公路服务水平，延长路面使用寿命，降低道路养护成本，运营单位委托山西省交通规划勘察设计院有限公司对该路段路面病害进行维修处治设计。根据勘察结果，该段路面病害为沥青上面层轻微横、纵裂缝分布广泛，下面层和基层未见明显破坏，考虑到该类病害路段短时期内路面结构承载力满足使用要求，仅需对路表面进行维修处治，封闭水分渗入，防止裂缝病害发展，达到抗滑、安全、行车舒适的功能性要求。设计单位最终确定的维修处治方案为：对原沥青路面病害进行处治（主要为清缝、灌缝、坑槽修补）后，加铺1 cm厚超粘磨耗层。

超粘磨耗层技术采用专用摊铺设备同时喷洒高品质粘层油，摊铺混入玻璃纤维的微表处混合料，施工时采用稀浆封层车将集料、乳化沥青、矿粉、玻璃纤维等材料按设计比例在匀速行进过程中冷拌冷铺免压一次性成型，是一种在MS-3型微表处技术基础上发展而来的最新路面养护技术，它结合了超薄磨耗层和微表处两种技术的优点，依托加入玻璃纤维的冷拌工艺和优异的黏结层工艺，加强吸附强度，从而延长道路的使用寿命，并大大提高各项路用性能。

2 超粘磨耗层技术在高速公路沥青路面养护中的应用

2.1 材料的选择

2.1.1 改性乳化沥青

设计方案是在原路面基础上加铺超粘磨耗层技术，因此改性乳化沥青材料的选择非常重要。特别要注意以下几方面内容：第一，宜选择黏度在8～20 s之间的慢裂型SBS改性乳化沥青；第二，考虑到该路段所处区域的地质环境与气候环境，需要对改性乳化沥青的蒸发残留物进行试验，根据试验结果来筛选符合要求的乳化沥青材料，如蒸发残留物含量应超过50%，溶解度应超过97.5%等；第三，改性乳化沥青需要具备良好的贮存稳定性，一天的蒸发损耗不能超过1%，五天的蒸发损耗总量不能超过5%。

2.1.2 集料

粗集料宜选用形状接近立方体、表面粗糙、有良好嵌挤能力的破碎玄武岩或辉绿岩等质地坚硬的岩石；公称最大粒径不超过9.5 mm；压碎值不大于26%，针片状含量不大于15%。

细集料采用洁净、干燥、无风化、无杂质、有一定棱角的优质石灰岩破碎生产制造的机制砂；砂含量应不小于60%。

填料采用石灰岩经磨细得到的矿粉，干燥、洁净，无团块、结粒；严禁使用回收粉尘。

纤维采用玻璃纤维，技术指标应满足相应的要求。

按照MS-3 型微表处混合料矿料级配作为施工配合比设计时控制的依据。

2.2 原病害的预处理

施工前，要对原路面病害的基础情况进行排查，明确原病害的所在位置和分布范围，并将调研后的相关数据信息进行分析、整理，因为高速公路在养护施工的过程中，原则上不能妨碍正常交通运行，所以需要将病害区域分为不同的作业模块，根据模块的先后顺序依次开展施工作业。另外，还需要明确原病害的具体参数，如深度、宽度、范围等，如果病害只是位于沥青面层，那么直接对沥青面层的病害进行处理即可；若病害已经延伸到了路基，则需将该区域病害全部挖除，重新分层进行路面的施工。

2.3 沥青路面的清洗

高速公路在长期使用的过程中，表面会存在较多的粉尘和其他杂物，为了提高沥青路面的处治效果，需要对沥青路面进行清洗。在具体操作中，可以借助压力水进行路面的清洗，并清除路面上已经松动的表层材料，为后续的施工奠定基础。在完成清洗工作、待路面完全干燥之后，方可进行下一阶段的施工作业。

2.4 确定作业区域

为了不阻断交通，施工单位采用行车道和超车道分别步进行施工，确保一条车道可以正常使用。在施工前，提前确认作业区域的相关参数，如作业区域范围、准备内容、施工机械等，合理划分施工段落。在本工程中，施工单位选择以1 km为一个作业区域长度。在正式施工前，对该路段进行交通管制，在施工区域前方500～1 000 m之间设置警示牌，提醒司机注意减速避让；在施工区域前方100 m设置导向反光锥桶，渠化交通，提醒车辆及时并道，确保安全生产。

2.5 混合料的摊铺

在摊铺前，首先要对改性乳化沥青与集料拌和情况进行检查，通常通过试验的方式来进行校验，确定其满足摊铺要求后再进行摊铺；其次，在摊铺过程中，需要控制稀浆封层车的行驶速度；第三，在摊铺完成后及时进行质量检测，明确摊铺材料厚度、平整性是否满足要求，对于缺失部位进行回补，便于后续的碾压操作；最后，如在摊铺过程中出现了异常问题（如设备故障、摊铺缺陷过大等），应及时停止摊铺，分析原因，待找到出现问题的原因并采取有效的改进措施之后，再进行后续的摊铺作业。

2.6 混合料的碾压

超粘磨耗层采用冷拌、冷铺、免压工艺，一般不需要碾压。但考虑到该路段重型运煤车流量较大，施工气温稍低，为使超粘磨耗层与沥青路面紧密贴合在一起，施工时采用胶轮压路机进行了压实作业，以提升最终的施工效果。结合以往的应用经验，碾压作业在改性乳化沥青已破乳并初步成型时开始，此时可以防止材料粘连，提升碾压效果。碾压过程中，需要对压路机的行进速度进行合理控制，在一次碾压完成之后，及时做好检测工作，填补凹凸不平的位置，然后再次进行碾压，通常碾压次数应保持在3～5次，以提高材料碾压的密实度[1]。

2.7 接缝的处理

由于高速公路的长度较长，加上施工条件的限制，因此无法连续摊铺施工，这也意味着作业区域间会存在结构接缝[2]。在超粘磨耗层施工过程中，结构接缝处理是非常重要的环节。在横缝处理时，可以在摊铺机械停止工作之前，借助软铁皮进行摊铺面的覆盖，避免摊铺厚度过大造成沥青路面平整度降低。在纵缝处理时，需要对搭接宽度进行严格控制，单次搭接的宽度应小于80 mm，在提高路面平整度的同时，减少资源浪费。

2.8 施工质量检测

施工完成后，需对施工质量进行检测，根据测定结果及时处理缺陷、改进工艺，从而保证养护工程的质量。具体的检测内容如下：第一，抗滑性能，用摆式摩擦仪来测定的摆值FB不大于45 BPN；第二，横向接缝，3 m直尺检测结果要小于6 mm；第三，抗渗性能，用渗水仪来测定，检测值不大于10 mL/min，从而分析出超粘磨耗层技术的应用效果[3]。

3 结语

综上所述，高速公路作为交通网的重要组成部分，其运行可靠性直接关系到区域间的经济交流速度。在运营过程中，受到车辆重复载荷与自然侵蚀等因素影响，路面会出现一些病害。超粘磨耗层技术的应用可以解决这一问题，并且对提升高速公路的使用可靠性也有着积极的意义。