超粘磨耗層在欽崇高速公路的應(yīng)用

摘要：文章主要分析了超粘磨耗層在欽崇高速公路中的應(yīng)用，并對相關(guān)施工關(guān)鍵技術(shù)進行了闡述以及對相關(guān)驗收結(jié)果進行分析。在施工過程中，集料、瀝青和水泥的使用均符合超粘磨耗層原料的技術(shù)指標要求，施工過程也嚴格按照施工規(guī)定進行。在施工結(jié)束并實現(xiàn)通車的1～2個月內(nèi)，超粘磨耗層的表觀質(zhì)量、抗滑性能、滲水系數(shù)和平整度均符合要求;通車8～10個月后，施工路段超粘磨耗層路面未出現(xiàn)脫落、麻面等損害，且拉拔強度和扭剪強度也完全符合技術(shù)指標要求。

關(guān)鍵詞：超粘磨耗層;施工技術(shù);路表性能;路面強度

0 引言

欽崇高速公路主線全長129.56 km，起于欽州米標村附近，止于崇左市元井村附近。該高速公路主線為雙向四車道，路基寬度為26 m，設(shè)計車速為100 km/h，于2008年開工，2012年年底實現(xiàn)通車。欽崇高速公路連通了欽州保稅港區(qū)、中馬欽州產(chǎn)業(yè)園以及一批崇左市重點工業(yè)園區(qū)，改善了欽州和崇左區(qū)域之間的運輸條件，促進了區(qū)域間的經(jīng)濟發(fā)展以及旅游資源、特色產(chǎn)業(yè)的開發(fā)，完善了廣西區(qū)際高速公路網(wǎng)的布局。欽崇高速公路還是中國-東盟國際通道，促進了中國-東盟貿(mào)易，加快了北部灣經(jīng)濟區(qū)的開發(fā)。欽州至崇左區(qū)域氣候條件多變，且欽崇高速公路需要承載較大的交通運營量，眾多因素綜合作用下，容易造成路面開裂、損壞、摩擦系數(shù)降低、車轍等損害，進一步對行車安全造成威脅。為了防止上述情況的發(fā)生，我們在欽崇高速公路施工過程中采用了超粘磨耗層進行預(yù)防性養(yǎng)護，將有利于提高路面摩擦力，防止裂縫、車轍等病害產(chǎn)生，改善路面滲水情況，延長公路使用壽命。2018年實施了超粘磨耗層罩面11 683 m2，2019年實施了超粘磨耗層罩面32 250 m2，合計43 933 m2。

1 超粘磨耗層的優(yōu)點

（1）高溫下，具有優(yōu)異的抗變形能力。超粘磨耗層中所采用的瀝青為特種復(fù)合改性瀝青，其軟化點高達80 ℃以上，25 ℃時的彈性回復(fù)率高達25%以上。采用該瀝青能夠提高混合料在高溫下的抗剪切能力，通常25 ℃時的扭剪強度能夠達到0.7 MPa以上，因此超粘磨耗層不易發(fā)生剪切破壞、滑移和車轍等損害。

（2）低溫下，具有優(yōu)異的抗開裂性能。超粘磨耗層[JP+1]所采用的特種復(fù)合瀝青在5 ℃時的延度可達30 cm以上，具有十分優(yōu)異的低溫韌性，因此超粘磨耗層在低溫下不易發(fā)生開裂等損害。

（3）優(yōu)良的抗疲勞破壞性能。采用的特種復(fù)合改性瀝青在60 ℃時的動力黏度高達20 000 Pa·s以上，在25 ℃時的拉拔強度可達0.3 MPa以上。在交變應(yīng)力作用下，超粘磨耗層抵抗疲勞破壞的能力得到提高。

（4）較長的使用壽命。超粘磨耗層與原路面之間具有超強的粘結(jié)強度，而且通過改進材料、級配及攤鋪厚度使得超粘磨耗層的路面強度和封水性能得到改善，使得超粘磨耗層的使用壽命得以延長。

除了以上優(yōu)點外，超粘磨耗層還具有十分優(yōu)異的抗滑性能和封水性能，而且超粘磨耗層路表平整度高，均勻密實，使得車輛輪胎與路面的有效接觸點數(shù)量增多，從而起到了降噪的效果。

2 超粘磨耗層原料選定

集料：采用0～3 mm輝綠巖石粉，3～5 mm和5～9.5 mm的輝綠巖反擊破碎石，產(chǎn)地為廣西百色田東縣。合成集料由粗集料和細集料按照設(shè)計比例混合，其中粗集料和細集料的技術(shù)指標見表1。

3 超粘磨耗層的施工

3.1 施工前準備工作

（1）路面預(yù)處理：施工前需對路面破損特征和導(dǎo)致因素進行分析，并對路面破損進行及時修復(fù)，防止損害進一步擴大，消除路面質(zhì)量安全隱患。

（2）施工設(shè)備的調(diào)試：為保證施工安全，需要對設(shè)備進行檢查和調(diào)試，使其處于最佳狀態(tài)。在設(shè)備首次使用、連續(xù)使用半年后和集料配比發(fā)生變化的時候需要對設(shè)備的計量系統(tǒng)進行重新標定。

（3）施工條件確認：在施工之前需對氣候進行確認，當氣溫處于15 ℃并持續(xù)下降，或是低于15 ℃時，不能進行施工。另外，路面積水未除盡或養(yǎng)護成型期處于雨季時不能進行施工。

3.2 施工步驟

（1）施工路段封閉：施工之前首先要和施工路段的交通管理部門建立聯(lián)系，制定出交通管制方案，保證足夠的施工期和養(yǎng)護成型期。

（2）施工路段的清掃：正式施工前需要對施工路段進行徹底的清掃，除去原路面的泥餅、泥土、雜物、油脂等，并需要利用吹風機吹凈路面以及利用鐵鏟和鋼刷反復(fù)清潔路面，保證施工前的路面潔凈無塵、干燥無積水。

3.3 超粘磨耗層攤鋪

（1）將集料裝入攤鋪機中，調(diào)整攤鋪箱的攤鋪拱度和厚度，使攤鋪箱緊貼路面，并使攤鋪機對準走向控制線，由施工起點開始攤鋪。

（2）根據(jù)石料的含水量以及現(xiàn)場施工集料配比，調(diào)整料門的開度和高度。

（3）開啟發(fā)動機，接合拌和缸離合器，開啟攤鋪箱分料器。

（4）打開料門開關(guān)，將石料、水、水泥裝入拌和缸，將預(yù)濕的混合料攤移至乳液噴出口。

（5）調(diào)節(jié)分向器控制稀漿流向，使其均勻流至攤鋪箱左右兩側(cè)。

（6）調(diào)節(jié)水量，控制稀漿稠度。

（7）啟動封層車并控制以10～30 m/min的速度前進，行進過程中注意保持攤鋪箱內(nèi)稀漿儲存量為其溶劑的1/2，并注意稀漿生產(chǎn)量與攤鋪量的匹配。

（8）若攤鋪機中任意一種材料用盡后，立即中斷所有材料輸送，待拌和缸中的漿料攪拌均勻、送入攤鋪箱并攤鋪完成后，停止封層車行進。

（9）提起攤鋪箱，將攤鋪機移至施工路段外，清潔拌和缸和攤鋪箱，檢查剩余材料量。

3.4 修補

攤鋪完成后需要對施工路段進行局部修補。局部缺陷修補主要是通過人工完成的。主要修補處為施工路段中不平整、過厚或過薄處以及縱向接縫和施工路段的起點和終點。修補過程中需要對縱向刮痕進行填平和清除，修補過后的路面要達到接縫平順、邊沿順直、表面平整的標準。

3.5 養(yǎng)護

超粘磨耗層攤鋪完成后需要對其進行一段時間的養(yǎng)護，在養(yǎng)護期間需禁止施工人員、行人以及車輛在超粘磨耗層上行進，待其凝結(jié)成型并滿足開放交通的條件后，方可開放交通。

4 工程應(yīng)用

4.1 第一階段路表性能驗收

施工結(jié)束后，在開放交通之前對其厚度進行驗收。開放交通1～2月時間內(nèi)，對施工路段全線進行路表性能驗收。驗收項目、指標要求、驗收頻率、驗收方法以及驗收結(jié)果如表4所示。

第一階段驗收指標要求超粘磨耗層均勻、無輪跡、無劃痕。通過全路段目測驗收，施工路段符合驗收指標要求。圖1中給出了施工路段典型的超粘磨耗層表觀質(zhì)量的圖片，從圖片可看出其表面無凸起、無劃痕、無脫落等損害。另外，第一階段驗收結(jié)果表明：施工路段超粘磨耗層的抗滑性能滿足指標要求，指標要求路面BPN值和構(gòu)造深度分別>58和0.6 mm，而本施工路段的BPN值為60～63，構(gòu)造深度為0.7～0.8 mm;施工路段的滲水系數(shù)為4～7 ml/min，低于指標要求的10 ml/min;施工路段超粘磨耗層的接縫平整度和行車道平整度分別為1～3 mm和1～2 mm，符合接縫平整度和行車道平整度均<5 mm的指標要求?？傮w來說，基于對第一階段施工路段超粘磨耗層路表性能驗收結(jié)果的分析可知，本施工路段的超粘磨耗層路表性能符合驗收指標的要求，具有較高的施工質(zhì)量。

4.2 終期路面強度驗收

在超粘磨耗層施工結(jié)束并實現(xiàn)通車的8～10個月內(nèi)，超粘磨耗層中的水分蒸發(fā)完畢，終期強度形成，應(yīng)對施工路段的超粘磨耗層的路面強度進行驗收。驗收項目、驗收指標、驗收頻率、驗收標準以及驗收結(jié)果如表5所示。

拉拔試驗方法：進行路面鉆芯，鉆孔深度需要達到超粘磨耗層下承層5 mm處。在拉拔頭底面和測量點路面之間均勻涂抹環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑，使二者粘結(jié)牢固。然后，在拉拔頭處連接拉拔設(shè)備，以10 mm/min的速度進行拉拔試驗。拉拔試驗完成后，得到最大拉拔力并予以記錄。測試溫度為28 ℃，拉拔強度可通過公式（1）進行計算：

扭剪試驗方法：進行路面鉆芯，鉆孔深度需要達到超粘磨耗層下承層5 mm處。在扭剪盤底面和測量點路面之間均勻涂抹環(huán)氧樹脂粘結(jié)劑，使二者粘結(jié)牢固，然后在扭剪盤處連接扭剪設(shè)備，以90°/s的速度進行扭剪試驗。扭剪試驗完成后，得到最大扭矩并予以記錄。測試溫度為28 ℃，扭剪強度可通過公式（2）進行計算：

如表5所示，通過對施工路段路面強度進行驗收后發(fā)現(xiàn)，在通車8～10個月后，施工路段超粘磨耗層的表觀質(zhì)量和強度完全符合驗收指標要求。通過目測對施工路段超粘磨耗層表觀質(zhì)量進行驗收后發(fā)現(xiàn)，施工路段超粘磨耗層未出現(xiàn)脫落、磨損、衰減和麻面等現(xiàn)象，表觀質(zhì)量均勻無劃痕。另外，通過對施工路段每1 000 m進行2處拉拔和扭剪試驗（行車道軌跡帶）發(fā)現(xiàn)，施工路段超粘磨耗層最大的拉拔強度為0.66 MPa，最低拉拔強度為0.36 MPa，均滿足>0.3 MPa的指標要求;最大扭剪強度為1.11 MPa，最小扭剪強度為0.97 MPa，均滿足>0.7 MPa的指標要求。以上實驗結(jié)果均表明：本施工路段的超粘磨耗層在通車8～10個月后，其路面的表觀質(zhì)量和強度均達到了相關(guān)的技術(shù)指標要求，通過了終期路面強度驗收，具有較高的施工質(zhì)量和較好的運行情況。

5 結(jié)語

本文主要涉及了超粘磨耗層在欽崇高速公路中的應(yīng)用，并對相關(guān)施工關(guān)鍵技術(shù)進行了闡述以及對相關(guān)驗收結(jié)果進行分析。在施工過程中，集料、瀝青和水泥的使用均符合超粘磨耗層原料的技術(shù)指標要求，施工過程也嚴格按照施工規(guī)定進行。在施工結(jié)束并實現(xiàn)通車的1～2個月內(nèi)，超粘磨耗層的表觀質(zhì)量、抗滑性能、滲水系數(shù)和平整度均符合要求;通車8～10個月后，施工路段超粘磨耗層路面未出現(xiàn)脫落、麻面等損害，且拉拔強度和扭剪強度也完全符合技術(shù)指標要求。

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作者簡介：廖江林（1978—），高級工程師，從事高速公路建設(shè)及養(yǎng)護管理工作。