黏结性超薄磨耗层在沥青混凝土路面病害处置中的应用

陈云 曾晖 廖福润

摘 要：黏结性超薄磨耗层一般经常用于路面防治病害的早期养护处理中，对路面的前期保护有很好的预防效果。本文着重于超薄耐磨层的分析，揭示了水泥耐磨层混合物基本技术的优势和关键特性，并着重于对整个过程构建的整体化分析，对超薄耐磨层和普通的沥青以及在路面层的结构应用作出了显著的区分和对比。

关键词：超薄磨耗层;黏结性;施工工艺

中图分类号：U418.6 文献标识码：A

1 超薄耐磨层的主要特点

与以前常用的沥青混凝土路面涂层技术相比，超薄耐磨层涂层技术其发展期限还比较短，但是超薄耐磨层涂层技术的成本是比较低廉的，并且具有对路面预防维护的效果。该磨耗涂层的特点也是极其显著的，具有更高的工作效果，在维护结构中也发挥着重要的作用，并且有效和可靠的处理效果得到了广泛提升。与传统的处理技术相比，超薄耐磨层维护技术具有明显的优势。就路面性能而言，由于路面附着力差，这会影响维护后路面的渗透性和防滑性能，但是黏结性超薄磨耗层凭借更高的覆盖层耐久性，更好的附着力、中间层性能以及更高的滑爽性和渗透性会对路面的防护起到显著的效果[1]。

在进行实际操作时，常规工艺乳化沥青和沥青路面的喷涂是分离进行的，这样会导致乳化沥青变得具有粘黏性，也会引发摊铺机打滑从而引发施工事故，从而导致相应的工期变得更加持久。沥青乳化剂粘合剂层和沥青混合层可以同时形成，并且可以在压缩后一次形成，因此可以加快乳化沥青的去除过程。在主要的材质成本方面：建设时间长，建设成本高，引发的风险也较大，然而后者却施工周期短，成本效益高，可以一次建造，引发的风险较小。

2 福建省沥青混凝土路面存在的常见风险

2.1 沥青混凝土路面会产生裂缝

沥青混凝土路面的裂缝在所有高速公路上都很普遍，并且它的主要区域没有明确的地理和环境特征。它在很大程度上受到诸如当地交通的影响较大，同样也受高车轮压力，冲击和除霜周期等因素的影响。沥青混凝土路面裂缝的裂缝形态通常包括水平裂缝，垂直裂缝和网状裂缝，并且裂缝以三种或更多种形式形成[2]。

以福建省沥青混凝土路面裂缝病为例，各种裂缝产生的大体因素主要是反射裂缝和沉降不均所导致的。路面上的大多数反射裂缝都受到路面破损的影响，路面的平整度和刚度降低会在路面上产生与缺陷相对应的巨大冲击力，从而使路面的张力移动到虚弱的位置。大多数横向裂缝是由反射裂缝形成的，它们最终会穿透整个铺砌的结构层。另外，路面不平整引起的表面裂缝是造成道路裂缝的关键因素。

2.2 沥青混凝土路面上的诟病

以整体工作条件为例，沥青混凝土路面上出现沟槽的主要原因是竖向的长坡和车辆的重载所导致的。在垂直坡度长的路段中，大型车辆不可避免地会增加在路面上的承重时间，以控制速度并提高制动效果，并最终增加长期的重载。另外，开槽的路段通常与成分分离问题相关，其中大多数原因是因为在施工阶段配料混合不充分所导致的。因此，结构质量是引起切槽的主要原因。超薄耐磨层沥青混凝土的材料选取是非常严格的，因此预制的超薄耐磨层功能需要在很大程度上保持完备，从而可以防止路面被外界因素损坏。由于道路与外部环境直接接触，会致使路面可能会因温度变化而产生裂痕。另外，如果长时间在雨中弄湿路面，则路面结构会变弱，从而引发路面塌陷等重大危险。汽车在行驶过程中，道路上的负载会使路面变形并影响道路的使用。超薄耐磨层，不仅可以有效防止路面摩擦的影响，而且还具有支撑道路表面上的重量的作用，可以有效的减少由汽车的道路表面上的负载引起的损坏，并且还能保护道路表面不受破坏。

3 超薄耐磨层在病害中的应用

3.1 粘合剂超薄耐磨层主要成分的材料特性

由于覆盖车辆有效载荷和不利环境条件的直接表面作用，因此必须确保坚韧耐磨层的材质尤为重要，尤其是作为组成部分的沥青材料的质量控制。超薄耐磨层的工作原理是超薄耐磨层粘附在地面的主要原因，导致这一原因的是因为超薄耐磨层的材料组成和劣化特性。由于超薄耐磨层的覆盖层偏薄，增加了粗骨料的比例以利用粗骨料的骨架承载能力，以至于满足相同条件下的载荷要求。但是，由于没有良好的凝集，所以不能填充和压缩粗骨料骨架中的间隙，不能有效地抑制粗骨料的边界，并且在长期载荷下使用承载力较大的载荷。不可避免地会发生畸形等疾病。因此，有必要依靠具有高韧性的沥青材料来弥补其凝结的不足的问题，从而才能有效的增加表面膜的厚度和强度，增加沥青的耐磨层，并延长沥青的使用寿命。渗透性和粘度是用于超薄耐磨层的沥青材料的综合性能的关键指标。

由于超薄沥青耐磨层的弹性和粘度对路面的建设是至关重要的，对粘性沥青混合料进行工程设计并使其具有柔性，从而可以开发粘性沥青混合料。橡胶的高度灵活性是目前最常用的改性技术，它可以显著化解基质的质量，并且它的成本价格是相对低廉的，所以它可以制造大量的废橡胶材料以帮助保护和改善生态环境。

实验研究表明，柔性改性沥青材料不仅影响沥青基体的附着力而且还显着改善了其主要材质的弹性，导致了常规沥青基体的附着力和弹性改性，实现了橡胶填充的最大使用率，该项目使用了经验与理论测试相结合的方法，选择了多个测试数据，比较并分析了要测试的最佳弹性指数和填充率。当橡胶粉改性剂的比例达到约百分之二十时，沥青超薄耐磨层材料的相关指数最高。

3.2 沥青混凝土路面黏结性超薄磨耗层处置施工工艺分析

与普通沥青混凝土路面施工工序类似，沥青混凝土路面黏结性超薄磨耗层施工工序主要包括：混合料拌和、混合料运输、罩面层摊铺及罩面层压实4个基本环节[3]。

3.2.1 混合料运输

运输必须与摊铺作业相匹配，运量应能满足摊铺连续作业要求，运输车料斗内应均匀喷洒防黏剂，防止混合料与料斗粘连。为了避免因运输造成的混合料离析，条件允许的情况下，可在运输车与摊铺机之间增设二次拌和环节，以保证混合料的均匀性。单次运输完毕，运输车料斗应彻底清洁，防止高弹橡胶沥青混合料残余凝固于车辆料斗内。

3.2.2 道路表面摊铺

薄覆盖层会增加铺设过程中的热量损失。严格的路面温度控制是人行道工作的中心环节，道路表面摊铺需要加热以确保道路表面的质量以及温度。耐磨层表面具有很高的弹性，工作环境温度比临界值高大约二十摄氏度，并且处理层温度，耐磨层厚度和路面温度之间的数值变化是相反的。

超薄覆蓋层的路面疏松数值必须结合试验单元数据比较，从而根据现场情况确定。由于材料的压实面积有限，坚韧且高弹性的耐磨层以及由于其弹性作用而导致的压实会产生较大的困难，因此松散路面系数应比普通沥青混合料要小一些。铺装工作必须确保稳步前进，并且必须根据现场供应情况全面确定特定的预速，通常数值应为每小时七十米至一二百米。

3.2.3 叠加压缩

叠加压缩的压缩标准应高于普通沥青混合料的压缩标准，因为地幔的表观弹性会影响并干扰压缩质量，应使用高回弹层压板的钢轮压实机，以避免混合物粘连。压实工作也分为三个环节：初始压实，重新压实和最终压实。在压实工作时需要注意的是，将动态压缩和恒定压缩相连接，从而有效的保证新的压实是振动压实。最终压实和压实需要在恒定压力下完成。

参考文献：

[1]王虎军.超薄磨耗层沥青混凝土在公路养护中的应用分析[A].中国科技纵横，2011，10（18）：201.

[2]邬洁.超薄磨耗层技术在高速公路养护中的应用[A].科技与企业，2013，22（16）：190-193.

[3]于庆革，田新宇，舒跃.浅谈超薄磨耗层沥青混凝土在公路养护中的应用[B].公路，2010，55（10）：233-236.