超薄磨耗层技术在公路养护中的实践应用研究

摘要 文章围绕超薄磨耗层技术应用展开研究，以某公路工程为例，根据公路病害问题制定了相应养护方案，技术应用成果如下：采用超薄磨耗层技术，将构造深度从原来的0.6 mm提升至1 mm，修复后的路面摩擦系数为66.3，渗水系数为17.6，层面黏结效果良好，加强了路面的抗滑性能与抗渗水能力。公路完成超薄磨耗层施工后，公路右幅弯沉均值从17.2降至14.4，超车道左幅的弯沉均值从15.9降至14.6，证明路面结构承载力得到了强化。

关键词 公路工程；超薄磨耗层；养护施工；应用

中图分类号 U418 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2024）17-0059-03

0 引言

随着公路建设事业的飞速发展，超薄磨耗层技术的应用领域愈加广泛，具有施工速度快的优势特征，相较于传统沥青混凝土路面修复技术方式，超薄磨耗层技术能够在短时间内完成大面积的路面修复，提高了道路使用效率。与此同时，应用超薄磨耗层的公路表面耐磨性能好，具有良好的抗滑性能，能够显著提高路面安全性。因此，在公路改扩建与养护施工中，合理采用超薄磨耗层技术，能够提高路面使用性能，减少后期养护成本。

1 工程概况

研究以某公路工程为例，工程线路全长为180.06 km，路面结构为基层结构和SBS改性沥青相结合的方式，属于传统路面的施工技术规模。案例公路建成至今已超过15年，随着近年来交通运输需求的不断增加，公路长期处于高荷载使用状态，导致路面产生多数裂缝、坑槽、车辙、沉陷等病害，直接影响公路的结构性能与使用耐久性。基于此，现将超薄磨耗层技术引入案例工程，根据实际情况制定最佳的养护施工方案。

2 施工方案与原材料配比设计

2.1 超薄磨耗层技术方案

首先对各类病害问题成因进行分析，例如案例工程段的车辙、坑槽、裂缝等问题，已对公路使用构成影响：

（1）车辙病害主要体现为路面细料脱落、粗料磨损严重，导致公路整体耐磨性下降，当公路长期处于高温环境时，受外部应力影响易产生较大车辙[1]。

（2）坑槽病害问题主要集中在下行线，案例公路长期使用后，压实度不足，摊铺接缝处的密实度降低，导致公路的抗渗水性能下降。

（3）裂缝病害由公路沥青混凝土收缩产生，局部应力超过抗拉强度，引发路面与路基结构崩坏，产生各类裂缝与不均匀沉降现象[2]。

因此，通过原材料配比设计、病害处理、拌和运输、超薄磨耗层摊铺、路面压实、后续养护等研究，完成公路养护施工实践。超薄磨耗层技术施工流程如图1所示：

2.2 超薄磨耗层施工原材料配比

鉴于案例工程需要，磨耗层施工主要对细集料、粗集料以及矿粉材料的技术指标进行确定，其中细集料部分均选择小于4.75 mm的原材料，其相关技术指标要求如表1所示；粗集料负责公路的主要承载，选择玄武石、砂石、白云石等强度高且耐磨性良好的材料，技术参数如表2所示。

研究确定超薄磨耗层混料中的沥青材料，根据原材料的构造深度变化情况进行对比分析，将SBS、30#硬质沥青、70#及高黏度沥青进行综合比对，结果见表3所示。根据耐久性结果可知，高黏度沥青的孔隙率为2.71%，构造深度残留率为57.9%，在沥青材料质量检测中最佳，因此选择高黏度沥青作为超薄磨耗层的原材料。

确定超薄磨耗层原材料后，选择性能优良的SBS改性沥青，级配超薄磨耗层OGFC应具备一定的黏度要求，SBS改性沥青性能技术要求如表4所示。此外，还应加强磨耗层混料的抗老化能力，以保证混料应用的耐久性。沥青混料运输至施工现场时应附带质量检验报告，技术人员应对沥青材料的针入度、软化点、延度情况进行抽检。

3 超薄磨耗层技术的施工实践措施

3.1 病害处理

在超薄磨耗层铺装前，应对原公路病害进行处理，具体是针对裂缝、坑槽、车辙病害的应对措施：

（1）当裂缝宽度不足3 mm时，采用黏结层覆盖方式，搭配多次补洒方案；而当裂缝宽度处于3～5 mm之间时，采用热沥青材料灌入裂缝中，铺装玻璃纤维格栅的方法；当裂缝宽度超出5 mm时则属于严重裂缝，采取钻芯法对裂缝地下层情况进行检测，采用深度处理方法，以裂缝为中心向两侧拓宽100 mm，使用铣刨机器处理裂缝区域，采用沥青混凝土进行重新修补。

（2）采用深度修复与预防性养护方案。针对坑槽、坑洞区域进行大面积刨铣作业，之后将改性沥青涂抹到表面，用沥青混凝土填补坑槽处[3]。

（3）当车辙深度在1 cm以下时，可以不采用修补技术，直接进行超薄磨耗层的铺装；当车辙深度为1～2.5 mm时，对车辙波峰进行预处理，待路面平整后进行磨耗层施工；在车辙深度超过2.5 cm的路面区域，采用铣刨处理与改性沥青填补，符合铺装要求开展后续施工。超薄磨耗层施工机械准备情况见表5所示：

3.2 拌和运输

按照预先设计的原材料级配方案，开展超薄磨耗层的拌和作业。沥青拌和料采用MAC175-220型拌和设备，按照配合比进行加料拌和，薄磨耗层混合料施工参数如表6所示。在拌和过程中，应保证磨耗层混合料的外观与拌和的均匀性、混合料内部不离析，沥青混合料温度高于180℃，湿拌与干拌配合时间应满足技术标准。当拌和完成后应对混合料的低温抗裂性、高温稳定性、力学性能进行检测，合格后才能装车运输。

在超薄磨耗层混合料的运输期间，应在车厢地板与侧板上提前涂抹油水混合液，避免磨耗层混料与车辆内部黏结而产生离析现象。运输中应加盖帆布，当气候环境恶劣时，更应重视超薄磨耗层混料的运输环境，运输至铺装现场后马上进行温度检测，确保混合料最低温度不低于170℃。

3.3 超薄磨耗层摊铺

对公路施工段的表面进行清洁，除去路面灰尘、杂质与浮土等，如个别区域存在接缝，应提前进行人工修整，保证公路的平整度。采用摊铺机，应按照宽度6 m进行摊铺作业。其间应将磨耗层混料松浦系数设为1.17，提前预热熨平板，在温度升至110℃后开始摊铺，避免熨平板温度过低影响混合料性能。摊铺技术要点如下：

（1）摊铺机应保持连续、稳定的作业方式，摊铺行进中不能变换速度，始终保持2～3 m/min速度行进。

（2）采用硬质垫木与平衡梁进行前置作业，保证两者不吸附沥青混料，公路平整度满足施工设计要求。

（3）摊铺中应时刻关注磨耗层混料温度，根据摊铺路面表面温度确定最低摊铺温度。例如，当施工路段表面温度处于15～20℃时，混料的摊铺温度应保证在167℃以上。

（4）在磨耗层混料摊铺到完成期间，应对施工段的整体平整度、磨耗层厚度进行检测，如存在遗漏区域或质量不合格区域，应及时补铺，直到摊铺路段全部符合要求才能进行路面压实[4]。

3.4 路面压实

在超薄磨耗层进行压实施工时，混料的温度应保持在155℃以上，碾压阶段紧跟摊铺机进行，前后施工距离控制在20～30 m，超薄磨耗层技术的碾压分为初压、复压与终压三个阶段：

（1）初压阶段。振动压路机对磨耗层进行1次静压，主要作用是加强公路养护层的稳定性，其间压实速度应控制在4～5 km/h，同时在初压时应保证混料温度≥155℃。

（2）复压阶段。振动压路机对磨耗层进行2次振荡碾压，其作用是加强养护层与原路面的黏结性，避免超薄磨耗层后续使用中的分离现象。其间压实速度应控制在4～5 km/h，在复压时应保证混料温度≥140℃。

（3）终压阶段。振动压路机对磨耗层进行1次养护收光，消除磨耗层表面的轮胎痕迹，使公路养护层表面更美观。其间压实速度应控制在4～5 km/h，终压时应保证混料温度≥110℃。

3.5 后续养护

在摊铺与压实作业完成后，进行公路表面层的施工养护，初期严禁行人与车辆通行，每隔一段时间对公路表面温度进行检测，等表层温度降至90℃以下时可允许行人与小型车辆通过。当公路养护层的混合料温度降至50℃以下时，恢复正常的交通运行状态，对超薄磨耗层技术的路用表现进行检测。

4 公路养护施工实践效果

对公路摩擦系数、磨耗层构造深度、表面渗水系数以及层间黏结情况进行检测，分析养护施工效果。采用钻芯取样方式，获取各项检测指标，结果见表7所示：

根据上表得知，采用超薄磨耗层技术对公路路面进行养护施工，将构造深度从原路面的0.6 mm提升至1.00 mm，修复后路面的摩擦系数为66.3；渗水系数为17.6；层面黏结效果良好，证明超薄磨耗层技术不仅加强了路面的抗滑性能，还提高了抗渗水能力。

针对超薄磨耗层施工段的路面弯沉值进行检测，选取施工段养护前后情况进行对比，具体如表8所示：

根据弯沉值检测结果可知，在路面养护施工前，案例工程中5个施工段的行车道右幅弯沉值处于15.5～19.9之间，均值为17.2；超车道左幅的弯沉值处于14.8～17.9之间，均值为15.9，整体来看行车道右幅路面质量不如超车道，因为行车道多为大型货车行驶，长期处于高负荷使用状态，如果未能及时修复补强，将会引发各类路面病害问题。

采用研究提出的超薄磨耗层施工技术方案后，行车道右幅弯沉值处于14.1～14.9之间，均值为14.4；超车道左幅的弯沉值处于14.3～15之间，均值为14.6 mm，可以看出公路两侧的弯沉值均得到改善。具体为采用超薄磨耗层施工技术后，行车道右幅的平均弯沉值从17.2降至14.4，超车道左幅的平均弯沉均值从15.9降至14.6，证明路面结构承载力得到强化，且整体较为均匀。

5 结论

综上所述，在公路养护施工环节，引入超薄磨耗层技术能够大幅度提高路面的应用质量，提高公路的抗滑性与防水性。该研究以某公路工程为例，首先分析了公路的各类病害问题，其次明确了超薄磨耗层的技术方案与原材料配合比情况，最后对病害处理、拌和运输、磨耗层摊铺、路面压实与后续养护进行了详细介绍。施工成果如下：采用超薄磨耗层技术，将构造深度从原路面的0.6 mm提升至1 mm；修复后路面的摩擦系数为66.3；渗水系数为17.6；层面黏结效果良好，路面弯沉值明显降低，有效提升了公路养护质量。

参考文献

[1]张宝泉.公路和桥梁混凝土的施工温度和裂缝防治措施[J].工程建设与设计，2024（2）：194-196.

[2]张迎菊，郭培达，万里，等.基于多源数据精细化采集与管理的路面养护决策技术体系[J].科技创新与应用，2024（4）：155-159+164.

[3]林松强.超薄磨耗层高黏沥青混合料设计与耐久性研究[J].福建建材，2023（12）：20-22+99.

[4]徐文军，陈宇，郝金海，等.超薄磨耗层与旧路面复合结构的高温稳定性研究[J].公路工程，2023（6）：138-142.