沥青路面超薄磨耗层技术在预防性养护中的应用

郝丽坤

（赞皇县交通运输局，河北 石家庄 051230）

0 引言

随着我国经济水平的快速发展，人民生活水平逐步提高，人们出行时对车辆的需求也越来越高，公路行车数量越多，车辆对路面造成的磨损就越严重，若长此以往，公路沥青路面难免会丧失应有的性能，甚至还会引发路面病害，因此，为有效保证公路沥青路面的路用性能，避免车辆对路面的磨损，相关单位需做好路面的预防性养护工作。超薄磨耗层作为常用的养护技术之一，目前被广泛地应用到沥青路面预防性养护工作中。

1 工程概况

某公路工程路线全长26.52km，设计为公路一级标准，该工程于2014年底建成并正式通车，经过多年的运营，公路的交通流量逐年增加，而沥青路面的性能逐渐衰减，经过对公路路面的调查结果显示，现阶段路面破损指数以中等为主，强度系数为量，路面存在轻微的病害问题，依据《公路沥青路面养护技术规范》（JTG 5142—2019）标准中对路面养护的要求，该公路应采取预防性养护措施。因此，为有效改善公路沥青路面的性能，避免病害问题的发生，决定采取超薄磨耗层技术对该工程沥青路面进行预防性养护施工。

2 公路超薄磨耗层预防性养护施工

2.1 超薄磨耗层施工准备

2.1.1 材料准备

（1）集料：超薄磨料层混合料中的集料分为细集料与粗集料，其中细集料宜采用粒径小于4.75mm的机制砂，细集料材料内部要干净、干燥、无风化、杂质等问题，其性能需满足砂当量不小于60.0%，杂石含量不大于1.0%，软石含量不大于2.0%，密度应控制在2.5t/m³以上[1]；粗集料按照公路的标准选择，本次施工宜采用玄武石、砂石、破碎的砾石等材料，粗集料也要保持材料内部的干净、干燥、无风化、杂质等，其性能需满足压碎值不大于26.0%，吸水率不大于2.0%，坚固性不大于2.0%，杂石与软石含量应不大于1.0%，材料的密度控制在2.6t/m³以上。

（2）矿粉：超薄磨料层混合料中采用的矿粉选择使用石灰岩研磨后得到的石粉，经研磨后的石粉内部需保持洁净与干燥，其粒径大小需满足可以经矿粉仓自由流出的要求，同时选择的矿粉其性能应满足相关要求，矿粉的塑性指数宜控制在4.0%以内，亲水系数不大于1.0%，含水量不小于1.0%，矿粉的密度以控制在2.5t/m³以上。

（3）沥青：对超薄磨料层混合料而言，沥青材料属于关键材料，沥青种类若不能满足要求，则超薄磨料层混合料的黏结性、稳定性就难以保证。因此，针对采用的沥青材料经多方对比分析后，最终决定选择改性乳化沥青和沥青黏结料，此类沥青材料属于超薄磨耗层专用沥青，可以确保面层与养护层之间的黏结，同时与其他改性沥青材料相比，此类沥青材料黏度更高、蒸发残留物的实际含量更高，能充分满足磨耗层混合料的性能需求。

2.1.2 场地准备

（1）超薄磨耗层技术对路面结构的强度具有一定要求，若原路面强度不足，则养护效果就难以满足施工要求。因此，本工程养护施工前，施工单位必须对沥青路面的坑槽、车辙、裂缝等病害进行预处理，同时，针对路面结构不足的位置采取补强措施，对路面存在的坑槽问题，施工单位可以采取开挖换填法处理，即将病害位置全部开挖，然后采用合格的混合料重新填筑施工；对路面强度不足的问题，施工单位要分析问题所在，如基层强度不足，则可以采取注浆加固的处理方法，如面层强度不足，则需要对路面铣刨后重新回填[2]。

（2）对原路面车辙、裂缝问题处理时，根据病害程度采取不同的处理措施，若裂缝的宽度在5mm以内，则施工单位可采取不开槽的处理方式，即直接利用机械灌缝施工，若裂缝宽度在5mm以上，则需要对病害位置开槽施工，即开槽后再利用机械灌缝施工，为保证车辙、裂缝病害的处理效果，裂缝灌缝施工前先要将裂缝内部清理干净，灌缝时将灌缝机械以45°斜角插入裂缝中，将裂缝填充密实后及时停止灌缝施工。

（3）路面病害预处理结束后，施工单位应对原路面进行彻底清理，将路面上方的尘土、垃圾、碎屑等清理干净，清理时可以采用高压吹风机辅助作业，在路面清理过程中，还要安排施工人员将路面上的标线清除，标线的清除施工可采用专用的标线凿除机进行，机械无法清除干净的区域由人工凿除，待路面全部清理干净后，由监理工程师对路面组织验收，经签字验收合格，即可安排机械入场开始超薄磨耗层施工[3]。

2.2 超薄磨耗层施工工艺

2.2.1 混合料拌和

（1）超薄磨耗层施工时先在拌和站内制备施工使用的混合料，然后通过运输车运送至施工场地摊铺，本次施工拌和站设置的位置距离施工场地直线距离约500m，拌和站内的环境、消防、安全等均满足国家规定要求，拌和站内设置有材料的储存场地，且存储区域具有完善的防雨、通风等措施，能有效避免材料遭受雨水侵蚀，同时拌和站磨耗层混合料拌和时主要采用间歇式拌和机，拌和前先对拌和机械的计量装置和测温装置进行校正，然后检查拌和机械的筛网，若筛网检测不合格，严禁制备混合料。

（2）拌和机械检测合格后根据磨耗层混合料的配合比，按顺序、用量依次向机械中掺加原材料，拌和时需将原材料加热至对应的温度，沥青需加热至175～185℃，矿粉需加热至190～200℃，经加热后的混合料均匀拌和45～50s。拌和结束后及时检查混合料的均匀性，若存在混合料离析、花白料等问题需及时分析原因，并在后续拌和中进行调整，拌和均匀的混合料在运送至施工场地前，需要抽样检测其性能，如检测不合格则整盘混合料作为废料，如检测合格，则安排运输车将混合料运送至施工场地[4]。

2.2.2 混合料运输

（1）与公路沥青混合料面层结构相比，超薄磨耗层的厚度较小，摊铺时的速度更快，为避免养护层摊铺中出现混合料供应中断的问题，本次混合料运输时需保持场地至少有4台运输车等待卸料，每台运输车开始装料前都要将车厢内部清理干净，同时在车厢四周涂刷隔离剂，以避免磨耗层混合料粘于车厢，待车厢处理后在依照车头、车尾、中间的顺序，向车厢内部装载混合料，以避免装载中造成混合料离析。

（2）运输车混合料装载后应按照既定的运输路线，匀速将混合料运送至施工场地，运输过程中车厢内要做好混合料的保温、防潮措施，可以采用篷布进行遮盖，运送过程中车辆的行进速度保持匀速，不得突然刹车，混合料运送至施工现场后由专业人员利用车厢外侧的测温孔检测混合料的温度，如混合料温度超出施工温度要求，严禁入场使用，经检测合格的混合料在运输车轮胎清洗干净后，停放至摊铺机两侧，等待专人指挥卸料摊铺。

2.2.3 混合料摊铺及碾压

（1）本工程磨耗层混合料的摊铺采用专业的摊铺设备完成，摊铺机的型号为VOGELESUPER1800-2，在磨耗层摊铺前先打开摊铺机将熨平板预热至100℃，同时依据施工要求对摊铺机熨平板进行调节，保持熨平板的高度符合要求、熨平板拼接紧凑、无缝隙存在，然后调整摊铺机的螺旋布料器，使其两侧的自动料位器的转速相匹配，且螺旋布料器中混合料的高度保持在螺旋布料器2/3，最后依据要求调整摊铺机的夯锤及振动频率[5]。

（2）超薄磨耗层的摊铺宜一次摊铺成型，摊铺中采用2台机械联合作业，两幅路段的搭接宽度控制在30～50cm，机械前后的搭接距离保持在6～10m，由于超薄磨耗层的厚度较小，摊铺过程中每平方米的摊铺量应控制在0.9kg左右，如摊铺后局部路段存在混合料过多、过少的现象，施工单位可安排人工进行修正、处理，若摊铺后存在严重的质量缺陷，则应将该路段的混合料全部铲除，然后重新组织摊铺。

（3）由于超薄磨耗层混合料属于骨架密集型结构，在路面磨耗层摊铺完成后，需要及时对磨耗层进行碾压作业，以增加混合料之间的密集性，本次超薄磨耗层碾压时采用双钢轮压路机，碾压时先静压1～2遍，然后振压4～6遍，振压施工中机械的振动频率宜控制在15～50Hz，振动幅度宜控制在0.3～0.5mm，经振压结束后再静压1遍收面，为保证磨耗层的碾压质量，整个碾压过程严禁机械在未碾压成型的路段上掉头、停车、转向，碾压结束后不得直接通行车辆，应等路面混合料温度自然冷却至50℃以下后再开放交通[6]。

2.3 质控措施

2.3.1 温度控制

在沥青路面超薄磨耗层施工中，温度是很重要的因素，如混合料的温度超出控制标准，则磨耗层混合料之间的黏结性会增加，导致混合料摊铺时难以摊铺均匀。因此，为保证本工程路面超薄磨耗层的施工质量，施工单位要做好混合料的温度控制工作，其中在混合料出厂时其温度宜控制在170～185℃，混合料摊铺时其温度不得低于160℃，混合料碾压时其温度宜控制在90～160℃，温度随碾压遍数的增加而降低，路面磨耗层碾压结束后，需等混合料温度自然冷却至50℃以下才能开放交通。

2.3.2 黏层施工控制

超薄磨耗层位于路面面层最上方，如果在两者之间没有优质的材料进行黏结处理，则磨耗层与面层之间就难以形成整体，在层间结合面就会存在薄弱的环节，当磨耗层施工完成后，车辆行驶与磨耗层表面时，车辆的行车荷载会使路面发生层间滑移，根据相关资料表明，路面层间滑移的深度刚好位于路面表层以下2～3cm处，即位于磨耗层与面层的薄弱位置，在长期层间滑移的情况下，不可避免造成路面病害问题的发生。因此，本工程施工中，施工单位要做好黏结层的施工控制，黏层施工时可采用高黏度的改性乳化沥青，喷洒时每平方米的喷洒量控制在0.6～0.9L，通过黏层来增加层间的黏结性。

2.3.3 施工过程控制

（1）要保证本工程超薄磨耗层的施工质量，施工单位就要做好施工过程中的质量控制工作，在磨耗层混合料拌和时，施工单位可根据工程的实际情况向混合料中掺加适量的外加剂，以改善混合料的性能，同时为保证混合料的拌和质量，施工单位要严格把控混合料的拌和时间，拌和过程中应安排人员时刻监督，一旦发现混合料拌和中出现离析问题，要及时采取必要的措施进行调整，以避免混合料出现离析问题[7]。

（2）超薄磨耗层混合料摊铺碾压施工中，施工单位要做好摊铺机、碾压机之间距离的控制，尽量保证混合料在要求的施工温度下完成碾压作业，同时针对磨耗层的接缝，应做好接缝处理工作，保证磨耗层的整体性，此外，施工单位应成立专门的质量监督小组，对超薄磨耗层施工过程进行监督管理，所有的施工参数、流程、方法详细的统计并记录，一旦施工中出现质量问题，能第一时间分析原因并解决。

2.4 质量评价

为明确本工程沥青路面超薄磨耗层养护施工的效果，在路面养护施工前在公路段随机选取有3个检测点，根据《公路技术状况评定标准》（JTG H20—2018）中的相关要求，对路面养护前的结构强度/PSSI、抗滑性能/SRI、损坏状况/PCI进行评价，然后在路面预防性养护施工完成半年后，再度对路面的三项性能进行评价，通过2次评价结果的对比，综合分析该工程路面超薄磨耗层养护施工的效果，评价结果如表1。

表1 路面性能评价结果

由表1结果可以得知，公路路面在超薄磨耗层预防性养护施工前，原路面的结构强度/PSSI平均值为90.5，抗滑性能/SRI为93.0、损坏状况/PCI为84.1，但经养护施工后，路面的结构强度/PSSI为94.5，抗滑性能/SRI为94.2，损坏状况/PCI为94.0，经多组数据的对比可以得出结论，该工程路面经超薄磨耗层养护施工后，路面的性能得以提高，证明本次路面超薄磨耗层养护效果良好。

3 结语

超薄磨耗层养护技术作为公路路面预防性养护施工的重要技术之一，该技术的有效应用不仅可以提高公路的耐久性，保证公路的运输安全，同时还可以改善公路路面的透气性、防滑性和抗噪性，对人们的舒适、安全出行意义重大。因此，为保证沥青路面超薄磨耗层养护效果，在该养护技术施工中，养护单位必须严格控制材料质量，做好施工工艺的控制，以有效确保路面超薄磨耗层养护水平，最终延长公路的使用寿命。