路面超薄磨耗层养护技术研究

仲先强

（赣州市公路发展中心南康分中心，江西 南康 341400）

0 引言

路面投入运营后，加强养护管理尤为重要。目前，很多单位都会采取预防性养护措施，延长沥青路面的使用寿命，使其尽快恢复到正常通行状态，提高道路交通的通行能力。沥青路面投入运营后，长期受到车辆碾压、自然侵蚀等因素的影响，导致路面出现一系列的裂缝、车辙、麻面、坑槽等病害问题，路面性能明显降低，威胁道路交通通行的安全性。公路管理单位会应用NovaChip 超薄磨耗层养护技术，消除轻微损坏问题的不利影响，使公路快速恢复正常使用的状态。以某公路项目为案例进行分析，了解预防性养护措施，从原材料选配、配合比设计、质量检验、跟踪检查等方面出发，做出全面统计和分析，提升养护效果，满足道路通行的标准要求。

1 NovaChip 超薄磨耗层路面修复的机理

将NovaChip 超薄磨耗层养护技术应用到实践中，可以修复沥青路面的裂缝、麻面、小面积的坑槽等病害问题，也可以应用到道路的预防性养护中，提高道路的通行能力。超薄磨耗层养护技术的应用有提升道路的通行效果，其修复机理如下：养护开始前，对待养护的路面进行全面的清理。首先在表面喷洒一层改性乳化沥青材料，通常厚度在0.6～1mm 之间，破乳后直接固定到沥青路面表层。其次，摊铺一层断级配的热拌沥青材料，经过碾压后形成路面结构。在碾压时，表面的改性乳化沥青在压力的持续作用下直接进入沥青混合料的空隙，组合形成整体结构，成为道路结构的保护层，促进结构抗滑性、防水性的提升，延长道路工程的使用寿命。目前，NovaChip 超薄磨耗层厚度通常在10～20mm，短时间内可开放交通，但是只能进行道路养护，对于严重病害，无法进行处理。

2 预防性养护方案设计

2.1 依托项目概况

某高速公路项目投入运营时间较长，设计为双向四车道，设计速度为100km/h，设计路基宽度为24.5m。在道路投入运营后，车辆通行数量持续增多，技术人员检查发现，道路出现了轻微裂缝、麻面、车辙，还有部分路段出现了小面积的坑槽病害问题。为了能够尽快恢复道路的通行能力，管理单位经过多方面的考虑分析，最终选择应用NovaChip 超薄磨耗层养护技术进行预防性养护施工。

2.2 路面养护方案

选取其中一个标段进行养护施工，长度为5335.5m，NovaChip 超薄磨耗层厚度设定为20mm。根据养护施工的要求，该养护方案应用的是超强黏结性的SBS 改性乳化沥青材料，粗集料粒径为12.5mm以内，使用花岗岩碎石制作。根据施工要求，准备摊铺机、压路机、搅拌设备等，以满足现场施工的要求。考虑到道路通行情况，结合养护施工的标准要求，确定应用单车道的养护施工方式，先进行主车道养护施工，最后是超车道的养护施工，并使用两侧交替施工方法，将道路交通通行的影响降到最低。

3 原材料及配合比设计

3.1 原材料选用

粗集料使用花岗岩作为基础材料制作，细集料使用0～3mm 的石屑制作，填料则为325R 水泥。改性沥青使用SBS 改性乳化沥青，并遵循国家标准和行业规范要求，做好各项参数的控制，符合现场养护施工的标准要求。

3.2 配合比设计

3.2.1 目标配合比设计，NovaChip 超薄磨耗层使用的是间断级配的形式，具体材料见表1。根据需要调整级配曲线，得出配合比参数见表2。

表1 矿料级配

表2 目标配合比

3.2.2 生产配合比

考虑到现场的养护要求，分析原材料、设备等性能要求，最终确定NovaChip 超薄磨耗层的配合比见表3。

表3 生产配合比

4 技术应用

4.1 工艺流程

用鼓风机清洁路面—处理路面病害问题—喷射高性能超薄剂—摊铺磨耗层—人工接缝与收边处理—初期养护半小时—检测合格后开放交通。

4.2 现场施工

4.2.1 对原路面要求，应用NovaChip 超薄磨耗层养护技术进行养护时，对于高速公路、国道、水泥路面等都具有比较好的效果。有些人认为，预防性养护可以提高路面的性能，对于修复局部位置的病害或者提升作用力有一定的效果。微表处作为预防性养护措施，也能够达到施工的要求。因此，在施工前，先对原路面情况进行调查和分析，掌握现场的具体情况，为提升养护施工的效果奠定基础。

4.2.2 路面预处理，如果养护之前检查发现存在面层、基层结构的损坏问题，需要组织施工人员及时挖除处理，挖除的宽度根据病害的情况确定，为后续的养护施工提供基础条件。如果检查发现裂缝宽度超过3mm，则先进行灌缝处理，将缝隙内的杂质清理干净，尤其是边缘位置，需要使用空压机全面清理，再应用设备将合格的热沥青材料灌入裂缝；对于周边存在比较严重沉陷问题的裂缝，需要对裂缝两侧的原路面、基层结构开挖施工，然后回填C20 混凝土到基层结构表面，再摊铺一层厚度为18cm 的沥青面层；如果车辙深度超过1cm，应将上、中面层全面铣刨干净，再铺设一层厚度为10cm 的沥青混合料面层，达到结构性能的要求。

4.3 施工方法

4.3.1 封闭交通，在该路面养护施工案例中，养护前施工单位进行现场调查，确定交通管制实施方案，执行相关标准要求。由于该养护施工的路段长度在5km 以上，所以施工单位决定采用分段试铺的方式，先封闭一条车道施工。在施工前，需要在现场设置醒目、清晰的交通警示标志，给过往车辆提供相应信息；夜晚施工，需要设置反光标志，且每隔200m 安排专人指挥交通，以免施工受到影响。养护单位组织人员进行旁站监理，落实现场施工和安全管控，并做好现场记录工作，对后续分析和控制具有重要意义。

4.3.2 清洁路面，使用洒水车进行路面的清洗处理，完成后再应用大功率的吹风机清洁，使用手动鼓风机将路面上的颗粒物、杂质等全部吹到施工区域以外，避免对道路养护施工造成影响。对于无法吹净且有泥土的位置，使用洒水车高压冲洗，辅助以人工清扫的方式，将一些泥土扫入绿化带等设施。对于原路面上的基础设施应加强防护，避免施工造成结构的损坏。在冲洗工作结束后，对现场进行干燥处理，路面没有积水且环境温度超过10C，才能继续开展施工。

4.3.3 喷洒超薄剂，现场病害问题处理结束后，技术人员预测现场洒布量，并调整洒布车的技术参数。在喷洒超薄剂时，先进行试喷，并做好洒布车的技术参数控制，根据试喷的结果确定具体的喷洒速度、洒布量等参数，防止存在质量问题。在预防性养护施工中，温度的影响是比较大的，主要是影响破乳的速度。如果阳光良好，破乳的速度相对较快，而阴雨天或者温度较低时，破乳的时间会进一步地延长。结合现场的实际情况，确定洒布量，并做好参数的调整控制。洒布施工要合理地安排时间，尽可能缩短洒布的时间，防止对道路交通造成过大的影响。

4.3.4 初期养护，在混合料摊铺工作结束后，加强交通管制，任何车辆和行人不能进入现场。在表面的强度和性能基本达到要求后，才能开放交通。在该次施工中，试铺作业时正好是晴天，路面温度在24C左右，NovaChip 超薄磨耗层施工2h 后，路面即达到通行标准，可以开放交通通行。

5 固化检测

在NovaChip 超薄磨耗层施工后一个月内，结构层的稳定性比较差，在车辆碾压下逐步固化。这个时期会出现表面粗集料飞散的情况，沥青薄膜也会发生损坏。因此，养护单位要加强现场的监督与管控，提高道路性能。在这个时期检测确定的道路性能参数不能真实反映道路的实际情况，需要在1～2 个月后，磨耗层达到稳定性标准，再进行检测。

5.1 路面渗水系数检测

路面养护结束后，选取12 个点进行检测，点与点之间间隔500m，应用T0971 方法，确保底座和路面的密封性合格。现场检测人员记录液面从1000mL 下降到500mL 的时间。

5.2 路面摩擦系数检测

对摩擦系数的检测，需要选取12 个测试点，每个测试点分为3 个单点，点与点的距离控制在3～5m内，然后选取具备代表性的点位参数值，计算平均值得出最终的结论。首先要对路面进行湿润处理，然后模拟降雨天的状态，调整摆式摩擦仪，达到测量的要求后进行数据测量，做好现场数据记录工作，为分析数据提供依据。

5.3 路面构造深度检测

在测量中，需分别测量每一条车道的检测参数，并利用激光构造深度仪获取数据，数据间距为50m，得出数据见表4。

表4 构造深度数据总汇表

该次测量的点位有12 个，得出BPN 值≥45，各个位置上的参数都满足要求，合格率为100%。

5.4 路面厚度检测

现场采用钻孔取样的方式，得出数据见表5。

表5 面层厚度检测

经过测量后发现，选取的12 个点位中，有11 个点位的厚度数据达到10mm，合格率为91.7%。在12 个点位中，磨耗层厚度为10.2mm，超出0.2mm，表示该超薄剂的总体性能合格，能够提升道路路面的抗渗透性。

5.5 路面车辙检测

该次路面的车辙检测应用激光断面仪进行，得出数据见表6。

表6 车辙深度数据汇总表

分析表6数据可以发现，应用超薄磨耗层养护技术可以消除车辙问题的影响，路面的平整度得到提升。因此，应用超薄磨耗层养护技术可以有效地修复车辙，提高道路通行的能力。

6 经济社会效益分析

超薄磨耗层养护技术以超薄封层技术作为基础研发应用，融合了特种改性乳化沥青摊铺施工技术，是一种性能非常优越的施工技术，适用范围比较广，且有耐磨性好、稳定性高、抗裂性好、环保价值高等优势，具备非常高的经济效益与社会效益，完全恢复路面的性能。

6.1 经济效益

随着科技的进步与发展，出现了很多新的沥青路面养护技术，如薄层罩面、微表处、超黏磨耗层、雾封层等。这些技术各具优势，能够满足路面养护的要求。根据以往的经验分析，沥青路面的中小修养护成本在50～70 元/m之间，而大修则会超过200 元/m，并且需每年进行一次。而应用NovaChip 超薄磨耗层养护技术，养护时间间隔通常会在2～3年，也就是说平均每年的养护成为在20～30 元/m。与其他养护技术对比分析，NovaChip 超薄磨耗层养护技术在成本降低方面有一定的优势。

6.2 社会效益

根据国内外的一些研究学者测算分析，在路面使用周期内，进行3～4 次的养护施工，可以延长路面寿命10～15年的时间，成本降低45%～50%。因此，预防性养护施工有非常高的优越性，可以延缓路面发生病害的速度，甚至避免发生病害问题。同时，NovaChip超薄磨耗层养护技术的绿色环保价值比较高，在养护施工中，不会产生任何危害环境的废弃物，也不会危害施工人员的生命健康。在该道路养护案例中，节能减排的效益非常明显，环保效果得到了很大提升，是其他养护技术所不具备的。对于养护技术的节能减排指标来说，要从现场施工情况、能源损耗、材料消耗等方面出发，进行能耗、碳排放分析。经过对比各种养护技术的差异，发现热拌混合料的能耗、碳排放超过冷拌混合料的方式，所以雾封层、超薄磨耗层的养护技术能耗是比较小的，环保价值较高，符合我国的可持续发展理念的要求。

7 结语

道路工程在投入运营后，病害问题是不可避免的。道路管理单位综合分析各个方面的要素，了解路面运营的实际情况，并根据需要选择合适的养护技术，是保障道路交通通行的关键。就目前来说，超薄磨耗层养护技术有较大的优势。据有关单位的测算和分析，该方式节约成本超过50%，且实现机械化施工，降低人工成本，施工效率高、速度快，可以快速恢复交通通行，大幅降低道路交通的运维成本，对提升道路交通的通行能力有着重要的意义。