超薄磨耗層技術(shù)在公路養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用

任興榮

（石家莊市京昆石太高速公路管理服務(wù)有限公司，河北 石家莊 050000）

一、引言

瀝青路面因具有良好的行車舒適性與易修復(fù)性，被我國(guó)高速公路和市政道路廣泛采用。然而，隨著近年來(lái)重載現(xiàn)象的增多，路面性能急劇衰減，造成道路安全行駛性能急劇下降，交通事故頻發(fā)。因此，對(duì)已發(fā)生損壞或即將發(fā)生損壞的路面進(jìn)行修復(fù)，采用合適的道路養(yǎng)護(hù)技術(shù)十分必要。其中，超薄磨耗層是一種能夠顯著提升道路各方面性能，延長(zhǎng)路面使用壽命的實(shí)用技術(shù)[1]。

二、工程概況

某高速公路通車運(yùn)行多年，采用雙向六車道高速公路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，設(shè)計(jì)時(shí)速為120km。隨著使用時(shí)間增加和重載車輛通行增多，瀝青路面抗滑、防水和高低溫等性能均出現(xiàn)了不同程度的衰減，隨之產(chǎn)生道路車轍、水損壞等常見(jiàn)病害。通過(guò)對(duì)道路進(jìn)行彎沉與鉆芯檢測(cè)發(fā)現(xiàn)，道路整體承載性能良好，基層完整，考慮到工程經(jīng)濟(jì)性，養(yǎng)護(hù)方采用超薄磨耗層技術(shù)對(duì)路面進(jìn)行維修養(yǎng)護(hù)。

三、施工原材料及礦料級(jí)配設(shè)計(jì)

（一）瀝青

為提高路面的低溫延展性能，養(yǎng)護(hù)方?jīng)Q定采用橡膠瀝青作為原材料。橡膠瀝青通過(guò)在70號(hào)道路石油瀝青中加入膠粉改性制備而成。70號(hào)道路石油瀝青與聚合物材料具有良好的兼容性，在各方面性能上均能滿足施工要求。

（二）集料

超薄磨耗層施工鋪裝厚度一般為15mm～25mm，集料的選擇上以性能好、耐用的材料為主，玄武巖碎石在耐磨性和與瀝青黏附性上優(yōu)于其他碎石，故選擇玄武巖碎石作為超薄磨耗層使用集料。

（三）礦粉

礦粉作為填充混合料空隙的重要原材料能夠有效提升磨耗層的密實(shí)性，本項(xiàng)目使用的礦粉通過(guò)石灰?guī)r碎石研磨制得，對(duì)其含水量、親水系數(shù)進(jìn)行相關(guān)檢驗(yàn)，各方面性能指標(biāo)均滿足要求。

（四）礦料級(jí)配組成設(shè)計(jì)

為保證混合料中各種粒徑集料的合理分配，養(yǎng)護(hù)方需要對(duì)集料進(jìn)行礦料級(jí)配組成設(shè)計(jì)，并根據(jù)施工要求，在級(jí)配設(shè)計(jì)時(shí)適當(dāng)減少2.36mm～4.75mm范圍內(nèi)的集料含量，通過(guò)抽取中間粒徑集料含量使得混合料形成間斷型級(jí)配。

（五）油石比確定

油石比是瀝青混合料中瀝青與集料的配合比（以百分比呈現(xiàn)），油石比的取值將會(huì)直接影響混合料的性能，通過(guò)油石比試驗(yàn)確定最佳油石比為6.9%。

四、施工工藝

（一）施工準(zhǔn)備

攤鋪施工前對(duì)原路面表面進(jìn)行清掃，保持干凈整潔，若路面雜質(zhì)過(guò)多直接攤鋪將會(huì)極大降低磨耗層與路面的黏結(jié)性，嚴(yán)重縮短磨耗層使用壽命[2]。

（二）混合料拌和

就近選擇拌和站進(jìn)行混合料拌和。與常規(guī)路面使用瀝青混合料不同，超薄磨耗層在對(duì)集料拌和時(shí)，嚴(yán)格控制溫度，拌和時(shí)間控制在30s～45s，拌和時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)導(dǎo)致橡膠瀝青老化。

（三）混合料運(yùn)輸

混合料運(yùn)輸采用帶有雙層篷布的自卸卡車，裝車時(shí)在車廂內(nèi)壁涂抹一定的油水混合料以避免混合料黏結(jié)車廂。運(yùn)輸至施工場(chǎng)地后，及時(shí)廢棄明顯出現(xiàn)離析或已經(jīng)冷卻的混合料，禁止再次投入使用。

（四）混合料攤鋪和碾壓

攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時(shí)采用半幅封閉施工形式。兩臺(tái)攤鋪機(jī)聯(lián)合作業(yè)時(shí)，養(yǎng)護(hù)方將行進(jìn)速度控制在3.5m/min；對(duì)攤鋪完畢路段及時(shí)進(jìn)行厚度檢測(cè)，確保攤鋪厚度滿足施工要求；人工及時(shí)處理出現(xiàn)凹陷或不平的路段。攤鋪過(guò)程中需讓混合料與空氣充分接觸，由于混合料溫度下降迅速，對(duì)于已經(jīng)攤鋪完畢的路段要及時(shí)采用鋼輪壓路機(jī)與膠輪壓路機(jī)碾壓整形，為避免混合料黏結(jié)輪胎，適當(dāng)進(jìn)行灑水處理[3]。

五、試驗(yàn)路段性能

（一）高溫穩(wěn)定性

瀝青混合料具有黏彈性，在高溫條件下會(huì)產(chǎn)生不可逆轉(zhuǎn)的塑性變形，道路常見(jiàn)的車轍、擁包等高溫病害產(chǎn)生后，會(huì)對(duì)道路行駛性能產(chǎn)生一定影響。項(xiàng)目根據(jù)車轍試驗(yàn)來(lái)評(píng)價(jià)磨耗層高溫性能。車轍試驗(yàn)結(jié)果如表1所示。

表1 車轍試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)車轍試驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)果可知，不同分組得到的馬歇爾穩(wěn)定度均滿足技術(shù)要求，且車轍試驗(yàn)穩(wěn)定度結(jié)果均超過(guò)規(guī)范要求的2500次/mm，由此說(shuō)明，超薄磨耗層在高溫性能上具有較為明顯的優(yōu)勢(shì)。

（二）低溫抗裂性

采用橡膠瀝青作為原材料的主要目的之一是為了提高超薄磨耗層在低溫條件下的性能，為評(píng)價(jià)磨耗層低溫性能，通過(guò)低溫彎曲試驗(yàn)進(jìn)行測(cè)試。試驗(yàn)結(jié)果如表2所示。

表2 低溫性能試驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)低溫彎曲試驗(yàn)結(jié)果可知，組1和組2破壞應(yīng)變分別為3677με和3360με，均遠(yuǎn)高于技術(shù)要求的2800με。

（三）抗滑性能

抗滑性能是道路驗(yàn)收的重要指標(biāo)之一。抗滑性能如未滿足驗(yàn)收要求將會(huì)導(dǎo)致道路交通事故頻發(fā)。為評(píng)價(jià)超薄磨耗層抗滑性能，項(xiàng)目對(duì)比施工前后構(gòu)造深度檢測(cè)結(jié)果，如表3所示。

表3 構(gòu)造深度及摩擦系數(shù)檢測(cè)結(jié)果

對(duì)K10+50樁號(hào)進(jìn)行構(gòu)造深度和摩擦系數(shù)測(cè)試后發(fā)現(xiàn)，施工后路面的構(gòu)造深度和摩擦系數(shù)均有不同程度的提升，點(diǎn)位1處提升最為明顯，構(gòu)造深度與BPN值分別提升了31.25%、36%，說(shuō)明超薄磨耗層施工后的路面抗滑性能有了明顯提升。

六、結(jié)語(yǔ)

本文依托某高速工程實(shí)例對(duì)超薄磨耗層養(yǎng)護(hù)技術(shù)的適用范圍、特點(diǎn)和具體施工工藝進(jìn)行了詳細(xì)介紹，通過(guò)高低溫試驗(yàn)和抗滑性能試驗(yàn)得出以下結(jié)論：

第一，根據(jù)車轍試驗(yàn)結(jié)果，不同分組的馬歇爾穩(wěn)定度與車轍試驗(yàn)穩(wěn)定度均滿足規(guī)范使用要求。第二，組1和組2破壞應(yīng)變分別為3677με和3360με，均遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于技術(shù)要求的2800με，說(shuō)明磨耗層低溫性能良好。第三，對(duì)比同一樁號(hào)施工前后的構(gòu)造深度與摩擦系數(shù)，施工后構(gòu)造深度與摩擦系數(shù)提升明顯。