Thus-12极薄磨耗层在高速公路路面预防性养护中的应用

杨 梅

（广州市北二环交通科技有限公司，广东 广州 510540）

1 项目概述

广州北二环高速公路为广州绕城高速北部区域的重要组成部分，全长38.4 km，全线双向六车道，设计行车速度80 km/h。北二环高速K0～K16+545原路面类型为水泥混凝土路面，2012年在该路段水泥混凝土路面上加铺了8 cm厚的沥青混凝土路面（白加黑改造）。在行车荷载及自然条件作用下，白加黑路段路面的表面功能已产生较大的衰减，且正在进入加速期。

路面的主要病害为局部轻度和正在发展中的坑槽（损坏还没有达到表面）；局部轻度的松散，表现为细集料剥落；轻度到中度的车辙；轻度到中度的反射裂缝和纵向裂缝局部的网裂。2017年北二环高速对白加黑部分路段实施了加铺1.2 cm的Thus-12极薄磨耗层的预防性养护，以达到恢复道路表面功能和降低噪声的目的。

2 Thus-12极薄磨耗层的特点

Thus-12极薄磨耗层厚度一般为1.0～1.6 cm，其典型厚度为1.2 cm。混合料沥青采用复配改性技术，既可直接添加在沥青中通过搅拌进行使用，也可以直接添加在拌和站的拌缸中使用。防水黏结层沥青采用专用配方的SBS改性乳化沥青，提供超强的黏结力，有效避免磨耗层脱落，同时采用主动抗水配方设计，大幅提高其抗水性能，使用同步摊铺机进行施工，进一步实现超强黏结和防水，实现快速施工和快速开放交通。

3 Thus-12极薄磨耗层预防性养护方案的优势

（1）极大改善干燥路面抗滑性能，可减少雨天行车水雾、防止车辆水中侧滑，全天候提高行车安全性。

（2）减少路面噪声，提高行车舒适性。

（3）快速摊铺和快速开放交通，满足快速养护要求。

4 Thus-12的原材料选择

4.1 粗集料

Thus-12粗集料宜采用玄武岩或辉绿岩，石质坚硬、清洁、不含风化颗粒、近似立方体颗粒的碎石，粒径5～8 mm。石料应具有抗压强度大、耐磨、抗腐蚀性强以及与沥青黏附性较强的优点。

4.2 细集料

Thus-12的细集料应选用坚硬、洁净、干燥、无风化、无杂质并有适当级配的人工轧制的玄武岩、辉绿岩或石灰岩细集料，粒径为0～3 mm。

4.3 沥青胶结料

Thus-12极薄磨耗层在SBS改性沥青的基础上，复配添加剂。选用满足规范要求的重交或常规改性沥青作为基础沥青，将复配添加剂直接添加在沥青中通过搅拌进行试用，也可以直接添加在拌和站的拌缸中使用[1]。

该复配剂的要点在于通过多种材料的复选形成一种全新的沥青复合改性体系，通过简单的搅拌工艺保证沥青达到所需的黏度、软化点等指标。

添加剂可以与沥青中的不饱和键发生胶联反应，生产稳定的网络结构共聚物，提高沥青的劲度及其与石料的黏附力，避免或减少混合料在温度和行车荷载的作用下产生沥青上浮，堵塞空间[2]。

4.4 改性乳化沥青

Thus-Bond改性乳化沥青黏结层材料是Thus极薄磨耗层中起防水黏结作用的特殊改性乳化沥青，提供超强的黏结力特性，有效避免磨耗层脱落。并且具有良好的抗水性能[3]。Thus-Bond需要快速破乳来实现快速开放交通，同时又要满足机械喷洒的施工性能，其性能指标须满足相关要求。

Thus-Bond改性乳化沥青性能指标如表1所示。

表1 Thus-Bond改性乳化沥青性能指标

4.5 沥青混合料级配及性能要求

为了提高磨耗层的表面功能，并且有效避免表面功能过快和过大衰减，Thus-12沥青混合料采用2.36～4.75 mm处断开结合2.36 mm以下开放的级配设计方法，级配及性能要求须满足相关要求。

混合料级配要求、沥青混合料特性和性能要求如表2、表3所示。

表2 混合料级配要求

表3 沥青混合料特性和性能要求

5 施工与质量控制

Thus-12极薄磨耗层施工应重视原材料质量控制，保证料源稳定。严格控制拌和温度，出料温度控制在170～190 ℃，拌和后的沥青混合料应均匀一致，无花白、粗细集料无分离、结团成块的现象。

Thus-12极薄磨耗层摊铺建议采用同步摊铺机，严格控制混合料摊铺温度不应低于160 ℃。应派专人关注防水黏结层改性乳化沥青喷洒情况，保证喷洒均匀。采用两台钢轮压路机紧跟着摊铺机进行碾压，静压2～4遍，在路面温度降低到120 ℃之前完成碾压。

待路面温度降至50 ℃以下30 min后即可开放交通。

6 实际应用

北二环高速K0-K16+545路面实施Thus-12极薄磨耗层预防性养护施工。本项目施工采用的改性沥青为SBS（PG76-22）改性沥青，添加TH-WH809复配剂制备沥青胶结料。粗集料采用的是5～8 mm的辉绿岩，细集料采用的是0～3 mm的石灰岩石屑，填料采用的是石灰岩矿粉。

矿料目标配合比设计级配如表4所示，合成级配如表5所示，设计级配下各档料的比例如表6所示，挡料的比例如表7所示。

表4 目标配合比设计级配

表5 合成级配

表6 设计级配下各档料比例

表7 各档料比例

设计级配曲线符合Thus-12极薄磨耗层级配范围要求。

根据Thus-12极薄磨耗层马歇尔配合比设计要求和《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40—2004）中热拌沥青配合比设计方法，选定最佳油石比为5.0%。Thus-12极薄磨耗层生产配合比为6～9 mm∶3～6 mm：0～3 mm∶矿粉∶沥青=75∶5∶16∶4∶5，满足设计及规范要求。

在极薄磨耗层施工开始前，首先对路面存在的各种病害进行了处理，如封闭裂缝、修补坑槽等。维修完成后再运用同步摊铺机同时喷洒改性乳化沥青黏层和摊铺改性沥青混合料。施工过程中严格控制混合料出厂温度、摊铺温度和碾压温度，施工完成后检测极薄磨耗层构造深度满足大于1.0 mm，渗水系数满足≥600 ml/min的设计要求。

7 结语

综上所述，Thus-12极薄磨耗层预防性养护技术可应用于高速公路预防性养护，能够起到降噪、改善路面抗滑性能、恢复路面表面功能的作用。且采用同步摊铺技术可以有效地节省施工围蔽时间，实现快速开放交通。北二环高速公路Thus-12极薄磨耗层于2017年12月铺筑，经过一年左右的营运和跟踪观测，路面平整度及抗滑指标比较稳定，没有出现明显的衰减，为车流量较大的高速公路实现快速养护施工提供借鉴。