超薄磨耗层技术在公路工程建养中的应用研究

【摘要】超薄磨耗层技术起源于欧洲，是一种新型的路面养护形式，它不同于传统的沥青磨耗层。论文介绍了国内外关于超薄磨耗层技术的研究与应用现状、设计及施工注意事项，为超薄沥青混凝土面层的推广应用提供参考。

【关键词】超薄磨耗层;研究;设计;施工;推广

引言：沥青路面经多年运行后，有相当一部分路面结构虽然完好，但存在抗滑性能和平整度差、噪声大等表面功能问题，这部分路面维修养护的重点是恢复其表面功能。从减少对路面标高的影响与节约资源的角度出发，采用超薄磨耗层是一种延长路面寿命、改善行驶质量、校正表面缺陷、提高安全特性（包括提高抗滑与排水）、减小噪音、增加路面强度等路面功能的一种既合理又经济的维修养护方案。

1、超薄磨耗层技术的起源及概念

在工业发达国家，随着经济的发展，交通量不断增加，对道路的需求量也随之增加。而环境和安全问题已成为道路网建设中要考虑的重要因素。减薄沥青混凝土层厚度作为一种道路建设的可持续发展战略就是在这种背景下产生的。它首现于20世纪70年代后期的法国，用于沥青路面抗滑性能的恢复，后来也用于新建路面。

根据法国标准NF P9-137的定义，非常薄面层（BBTM）的厚度为20～25mm;超薄面层（BBUM）的厚度为15～25mm。具有现代意义的BBUM产生于1987年，它采取减少含砂量、使用改性沥青和厚的粘结层等技术措施，具有延长路面寿命，改善行驶质量，校正表面缺陷，提高安全性等优点，主要用于高等级道路沥青路面的罩面。

2、国内外研究概况

法国和西班牙将薄层沥青混凝土（BBM）应用于新建道路的表面层和旧路的养护，特别适合于重交通道路面层的养护。BBM所选材料非常类似于SMA沥青混合料，两种混合料均为断级配，但在一些主要性质上有所差异：与SMA比较，BBM是明显的断级配;BBM中胶砂的含量较少;0.075mm以下粉料的含量少3%一5%，沥青结合料含量少0.5%～1.3%。

英国20世纪90年代初，英国开始铺筑超薄沥青混凝土试验路。1991年9月到10月和1992年9月到10月在6条道路上先后铺筑了从法国引进的超薄热拌混合料面层（UTHMAL）和很薄面层（VTSL），共长 10.8km。试验路的类型有单幅双车道公路、单幅4车道重交通道路和双幅6车道高速公路。

美国的Novachip（美国科氏材料公司的注册商品，壳牌公司其中国业务）是最知名的超薄磨耗层。美国于1992年首次引进了法国的摊铺机械，在Alabama修筑了两条Novachip工程（即Tallapoosa和Talladega试验路）。

2001年，交通部公路科学研究院承担了交通部西部交通建设科技项目“超薄层沥青混凝土面层技术研究”该项目采用室内试验研究和现场实体工程研究，在施工实践基础上提出了超薄沥青混凝土设计施工技术指南。

2007年9月，上海逸仙高架桥铺筑了Novachip薄层罩面试验段，总长140m，厚度为20mm，采用专用设备Novapaver进行施工，结果显示Novachip薄层罩面能显著提高构造深度并大幅降低路面噪音。2007年，宣广高速水阳江特大桥铺装层罩面采用了2.5mm的UTAC-10高强沥青混凝土罩面，使用效果有待观测。

2009年，陕西省率先采用“同步施工超薄磨耗层技术”，完成了绕城高速5.2km路面的养护施工。

3、超薄磨耗层沥青混凝土设计注意事项

超薄磨耗层沥青混凝土的材料设计与一般沥青混凝土的设计没有太大差别，都是通过马歇尔击实试验确定沥青混合料的油石比（法国采用旋转压实仪进行）。考虑到超薄沥青混凝土的使用特点，为防止使用过程中松散、剥落，对混合料的水稳定性提出明确的要求，法国规范要求残留稳定度大于80%。同时，采用轮辙试验机模拟试验来评估宏观构造的变化。相反，由于面层很薄，对混合料的高温抗车辙能力的要求没有明确指标。

超薄沥青混凝土厚度比较薄，因此混合料的粒径比较小，但同时又要求有较好的构造深度和抗滑性能，因此混合料的级配需要专门设计。参照国外超薄沥青混凝土的级配范围，我国交通部公路科学研究所提出了用于超薄沥青混凝土路面结构的混合料级配。

4、施工技术要点

4.1施工前准备

① 有旧路面面层受到污染，应进行清扫;必要时使用高压水枪冲洗，对有泥饼粘贴的路段，使用钢刷刷洗，并用扫帚清扫，然后以清水冲洗;

② 洒区附近的结构物应加以保护，以免溅上沥青受到污染;

③ 洒布粘层油之前，应预热并疏通油嘴，保证粘层油洒布的均匀性。

4.2施工工艺

① 在干燥且干净的路面表面喷洒界面剂，使用三头人工手持喷枪喷洒，用量控制在80g/m2，待路面干燥后及时喷洒粘层油，以免界面剂受到污染。当路面潮湿时不得喷洒粘层油，需待表面干燥后喷洒，且喷洒量控制在1L/m2。

② 超薄磨耗层施工采用专门的施工机械一次性完成粘结层与面层的摊铺过程。利用面层混合料的高温加热粘结层的改性乳化沥青，使其迅速破乳开裂，水分受热蒸发沿着面层混合料的缝隙向上运动，带动乳化沥青向上迁移，从而自动完成封缝过程，自动成膜，起到良好的粘结和封水作用。

4.3混合料的生产

超薄磨耗层混合料的生产与普通沥青混合料生产没有多大区别，可参考常规混合料生产程序进行。生产过程中，注意拌和机标定和调整以及施工配合比调整。

4.4混合料的运输

采用大于15t的自卸汽车运输，车厢底板和侧板必须涂抹防粘剂，而且车厢必须遮盖，防止温度降低过快。

4.5混合料的摊铺

① 最好使用NovaPaver摊铺机进行摊铺，如果实在不行，一定要控制好施工过程中喷洒粘层油与摊铺面层混合料的速度，二者要协调紧凑;

② 开始摊铺前必须预热熨平板，受料斗、螺旋送料器必须涂防粘剂;

③ 对乳化沥青喷洒量进行标定;

④ 摊铺温度160℃～170℃;

⑤ 摊铺速度10m/min～30m/min;

⑥ 气温低于10℃不得摊铺，雨后24小时内不准施工。

5、结语

超薄沥青混凝土面层具有抗滑性能好、行车舒适、噪声低和费用低等优势，是一种很有应用前景的高等级公路的抗滑表层形式。

超薄沥青混凝土面层在我国尚处于使用的初步阶段，必须结合国外的研究和使用经验，在实践中不断完善其设计方法和技术指标，以进一步提高我国高等级公路路面的使用品质。

参考文献：

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