超粘磨耗层在钦崇高速公路的应用

摘要：文章主要分析了超粘磨耗层在钦崇高速公路中的应用，并对相关施工关键技术进行了阐述以及对相关验收结果进行分析。在施工过程中，集料、沥青和水泥的使用均符合超粘磨耗层原料的技术指标要求，施工过程也严格按照施工规定进行。在施工結束并实现通车的1～2个月内，超粘磨耗层的表观质量、抗滑性能、渗水系数和平整度均符合要求;通车8～10个月后，施工路段超粘磨耗层路面未出现脱落、麻面等损害，且拉拔强度和扭剪强度也完全符合技术指标要求。

关键词：超粘磨耗层;施工技术;路表性能;路面强度

0 引言

钦崇高速公路主线全长129.56 km，起于钦州米标村附近，止于崇左市元井村附近。该高速公路主线为双向四车道，路基宽度为26 m，设计车速为100 km/h，于2008年开工，2012年年底实现通车。钦崇高速公路连通了钦州保税港区、中马钦州产业园以及一批崇左市重点工业园区，改善了钦州和崇左区域之间的运输条件，促进了区域间的经济发展以及旅游资源、特色产业的开发，完善了广西区际高速公路网的布局。钦崇高速公路还是中国-东盟国际通道，促进了中国-东盟贸易，加快了北部湾经济区的开发。钦州至崇左区域气候条件多变，且钦崇高速公路需要承载较大的交通运营量，众多因素综合作用下，容易造成路面开裂、损坏、摩擦系数降低、车辙等损害，进一步对行车安全造成威胁。为了防止上述情况的发生，我们在钦崇高速公路施工过程中采用了超粘磨耗层进行预防性养护，将有利于提高路面摩擦力，防止裂缝、车辙等病害产生，改善路面渗水情况，延长公路使用寿命。2018年实施了超粘磨耗层罩面11 683 m2，2019年实施了超粘磨耗层罩面32 250 m2，合计43 933 m2。

1 超粘磨耗层的优点

（1）高温下，具有优异的抗变形能力。超粘磨耗层中所采用的沥青为特种复合改性沥青，其软化点高达80 ℃以上，25 ℃时的弹性回复率高达25%以上。采用该沥青能够提高混合料在高温下的抗剪切能力，通常25 ℃时的扭剪强度能够达到0.7 MPa以上，因此超粘磨耗层不易发生剪切破坏、滑移和车辙等损害。

（2）低温下，具有优异的抗开裂性能。超粘磨耗层[JP+1]所采用的特种复合沥青在5 ℃时的延度可达30 cm以上，具有十分优异的低温韧性，因此超粘磨耗层在低温下不易发生开裂等损害。

（3）优良的抗疲劳破坏性能。采用的特种复合改性沥青在60 ℃时的动力黏度高达20 000 Pa·s以上，在25 ℃时的拉拔强度可达0.3 MPa以上。在交变应力作用下，超粘磨耗层抵抗疲劳破坏的能力得到提高。

（4）较长的使用寿命。超粘磨耗层与原路面之间具有超强的粘结强度，而且通过改进材料、级配及摊铺厚度使得超粘磨耗层的路面强度和封水性能得到改善，使得超粘磨耗层的使用寿命得以延长。

除了以上优点外，超粘磨耗层还具有十分优异的抗滑性能和封水性能，而且超粘磨耗层路表平整度高，均匀密实，使得车辆轮胎与路面的有效接触点数量增多，从而起到了降噪的效果。

2 超粘磨耗层原料选定

集料：采用0～3 mm辉绿岩石粉，3～5 mm和5～9.5 mm的辉绿岩反击破碎石，产地为广西百色田东县。合成集料由粗集料和细集料按照设计比例混合，其中粗集料和细集料的技术指标见表1。

3 超粘磨耗层的施工

3.1 施工前准备工作

（1）路面预处理：施工前需对路面破损特征和导致因素进行分析，并对路面破损进行及时修复，防止损害进一步扩大，消除路面质量安全隐患。

（2）施工设备的调试：为保证施工安全，需要对设备进行检查和调试，使其处于最佳状态。在设备首次使用、连续使用半年后和集料配比发生变化的时候需要对设备的计量系统进行重新标定。

（3）施工条件确认：在施工之前需对气候进行确认，当气温处于15 ℃并持续下降，或是低于15 ℃时，不能进行施工。另外，路面积水未除尽或养护成型期处于雨季时不能进行施工。

3.2 施工步骤

（1）施工路段封闭：施工之前首先要和施工路段的交通管理部门建立联系，制定出交通管制方案，保证足够的施工期和养护成型期。

（2）施工路段的清扫：正式施工前需要对施工路段进行彻底的清扫，除去原路面的泥饼、泥土、杂物、油脂等，并需要利用吹风机吹净路面以及利用铁铲和钢刷反复清洁路面，保证施工前的路面洁净无尘、干燥无积水。

3.3 超粘磨耗层摊铺

（1）将集料装入摊铺机中，调整摊铺箱的摊铺拱度和厚度，使摊铺箱紧贴路面，并使摊铺机对准走向控制线，由施工起点开始摊铺。

（2）根据石料的含水量以及现场施工集料配比，调整料门的开度和高度。

（3）开启发动机，接合拌和缸离合器，开启摊铺箱分料器。

（4）打开料门开关，将石料、水、水泥装入拌和缸，将预湿的混合料摊移至乳液喷出口。

（5）调节分向器控制稀浆流向，使其均匀流至摊铺箱左右两侧。

（6）调节水量，控制稀浆稠度。

（7）启动封层车并控制以10～30 m/min的速度前进，行进过程中注意保持摊铺箱内稀浆储存量为其溶剂的1/2，并注意稀浆生产量与摊铺量的匹配。

（8）若摊铺机中任意一种材料用尽后，立即中断所有材料输送，待拌和缸中的浆料搅拌均匀、送入摊铺箱并摊铺完成后，停止封层车行进。

（9）提起摊铺箱，将摊铺机移至施工路段外，清洁拌和缸和摊铺箱，检查剩余材料量。

3.4 修补

摊铺完成后需要对施工路段进行局部修补。局部缺陷修补主要是通过人工完成的。主要修补处为施工路段中不平整、过厚或过薄处以及纵向接缝和施工路段的起点和终点。修补过程中需要对纵向刮痕进行填平和清除，修补过后的路面要达到接缝平顺、边沿顺直、表面平整的标准。

3.5 养护

超粘磨耗层摊铺完成后需要对其进行一段时间的养护，在养护期间需禁止施工人员、行人以及车辆在超粘磨耗层上行进，待其凝结成型并满足开放交通的條件后，方可开放交通。

4 工程应用

4.1 第一阶段路表性能验收

施工结束后，在开放交通之前对其厚度进行验收。开放交通1～2月时间内，对施工路段全线进行路表性能验收。验收项目、指标要求、验收频率、验收方法以及验收结果如表4所示。

第一阶段验收指标要求超粘磨耗层均匀、无轮迹、无划痕。通过全路段目测验收，施工路段符合验收指标要求。图1中给出了施工路段典型的超粘磨耗层表观质量的图片，从图片可看出其表面无凸起、无划痕、无脱落等损害。另外，第一阶段验收结果表明：施工路段超粘磨耗层的抗滑性能满足指标要求，指标要求路面BPN值和构造深度分别>58和0.6 mm，而本施工路段的BPN值为60～63，构造深度为0.7～0.8 mm;施工路段的渗水系数为4～7 ml/min，低于指标要求的10 ml/min;施工路段超粘磨耗层的接缝平整度和行车道平整度分别为1～3 mm和1～2 mm，符合接缝平整度和行车道平整度均<5 mm的指标要求。总体来说，基于对第一阶段施工路段超粘磨耗层路表性能验收结果的分析可知，本施工路段的超粘磨耗层路表性能符合验收指标的要求，具有较高的施工质量。

4.2 终期路面强度验收

在超粘磨耗层施工结束并实现通车的8～10个月内，超粘磨耗层中的水分蒸发完毕，终期强度形成，应对施工路段的超粘磨耗层的路面强度进行验收。验收项目、验收指标、验收频率、验收标准以及验收结果如表5所示。

拉拔试验方法：进行路面钻芯，钻孔深度需要达到超粘磨耗层下承层5 mm处。在拉拔头底面和测量点路面之间均匀涂抹环氧树脂粘结剂，使二者粘结牢固。然后，在拉拔头处连接拉拔设备，以10 mm/min的速度进行拉拔试验。拉拔试验完成后，得到最大拉拔力并予以记录。测试温度为28 ℃，拉拔强度可通过公式（1）进行计算：

扭剪试验方法：进行路面钻芯，钻孔深度需要达到超粘磨耗层下承层5 mm处。在扭剪盘底面和测量点路面之间均匀涂抹环氧树脂粘结剂，使二者粘结牢固，然后在扭剪盘处连接扭剪设备，以90°/s的速度进行扭剪试验。扭剪试验完成后，得到最大扭矩并予以记录。测试温度为28 ℃，扭剪强度可通过公式（2）进行计算：

如表5所示，通过对施工路段路面强度进行验收后发现，在通车8～10个月后，施工路段超粘磨耗层的表观质量和强度完全符合验收指标要求。通过目测对施工路段超粘磨耗层表观质量进行验收后发现，施工路段超粘磨耗层未出现脱落、磨损、衰减和麻面等现象，表观质量均匀无划痕。另外，通过对施工路段每1 000 m进行2处拉拔和扭剪试验（行车道轨迹带）发现，施工路段超粘磨耗层最大的拉拔强度为0.66 MPa，最低拉拔强度为0.36 MPa，均满足>0.3 MPa的指标要求;最大扭剪强度为1.11 MPa，最小扭剪强度为0.97 MPa，均满足>0.7 MPa的指标要求。以上实验结果均表明：本施工路段的超粘磨耗层在通车8～10个月后，其路面的表观质量和强度均达到了相关的技术指标要求，通过了终期路面强度验收，具有较高的施工质量和较好的运行情况。

5 结语

本文主要涉及了超粘磨耗层在钦崇高速公路中的应用，并对相关施工关键技术进行了阐述以及对相关验收结果进行分析。在施工过程中，集料、沥青和水泥的使用均符合超粘磨耗层原料的技术指标要求，施工过程也严格按照施工规定进行。在施工结束并实现通车的1～2个月内，超粘磨耗层的表观质量、抗滑性能、渗水系数和平整度均符合要求;通车8～10个月后，施工路段超粘磨耗层路面未出现脱落、麻面等损害，且拉拔强度和扭剪强度也完全符合技术指标要求。

参考文献：

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[4]JTGE20-2011，公路工程沥青及沥青混合料试验规程[S].

作者简介：廖江林（1978—），高级工程师，从事高速公路建设及养护管理工作。