高速公路沥青路面超薄磨耗层养护技术的应用

摘要：超薄磨耗层路面维修具有改善路面平整度、抗滑、耐磨、施工工期短、开放交通早、降噪、施工中不影响正常交通的优点,能够快速改善道路的行驶状况，符合现代高速公路快速养护发展的方向。本文介绍了超薄磨耗层养护技术及其特点，并以实际工程为例分析了沥青路面超薄磨耗层养护技术的应用。

关键词：沥青路面；超薄磨耗层养护技术；应用中图分类号：U412.36+6 文献标识码：A

一、超薄磨耗层养护技术

超薄磨耗层系统是一种针对交通负载大、路面性能要求高的高等级道路路面的解决方案。超薄磨耗层系统主要应用于高等级沥青路面的预防性养护和轻微病害的矫正性养护,也可以作为新建道路表面磨耗层,具有抗滑、抗车辙、抗磨耗的优良性能。由以下三部分形成:

(1)改性乳化沥青防水粘层。改性乳化沥青具有封层和粘层双重作用,易于喷洒且破乳速度快,可提供热拌料与路面之间超强的粘结力,同时起到防水的作用。

(2)超薄高性能热罩面层。15～25mm厚的间断级配NovaBinder改性热沥青混合料,可保证No2vaBond粘结层有足够的上升空间,具有特强的粘结力、抗老化、抗滑、防噪、防水雾性能。

(3)专用设备Novapaver及普通压路机。采用专用设备Novapaver使特种改性乳化沥青粘结层NovaBinder喷洒与改性热沥青混合料摊铺同时进行,经压路机压实以后一次成型。其摊铺速度为10～30m/min,是普通沥青摊铺速度的3～15倍,且不用预先洒布粘层油,碾压方式也快速简单。

二、超薄磨耗层养护技术特点

超薄磨耗层进行预防性养护，其具有以下特点： 

（一）延长路面使用寿命 

改性乳化沥青的流动性和粘结性，对路面出现轻度裂缝、轻微剥落等病害进行修正处理，形成一层改性乳化沥青粘结防水膜，起到较好的防水作用；同时特种改性乳化沥青，提供了超薄磨耗层和现有路面之间超强的粘结力，与原有路面形成一个整体，具有良好的受力性能。这种粘结、防水层可较好地延长路面的使用寿命，是一种优良的预防性养护方案。 

（二）施工速度快、开发交通时间短 

超薄磨耗层的厚度仅10~25mm，摊铺速度可达10~15m/min，每天可完成2万㎡。同时由于厚度薄，散热快，路面很快就冷却，一般在完工后20~40min即可开发交通，减少施工对行车的影响。 

（三）具有良好的舒适性和安全性 

原有道路经摊铺超薄磨耗层后，能较好地改善路面的平整度和视觉效果，同时其开级配的特点，可降低轮胎噪声，提高了行车舒适性。超薄磨耗层的开级配特点，在雨天行车时，可有效减少水雾，同时其较大的宏观构造深度，增强了路面的抗滑性能，很好地保证了路面的行车安全性。 

二、高速公路沥青路面超薄磨耗层养护技术的应用

（一）项目概况 

某高速公路AB段全长60.8km，于2003年1月建成通车。运营10年来，交通流量逐年剧增，段内超载现象严重。沥青路面的各项表面功能衰减很快，路用性能降低。路面整体结构强度完好但路面破损，路面承载能力和抗滑性能急剧恶化，路面出现车辙、龟裂、裂缝、沉陷、坑糟、抗滑性能降低等不同程度的病害。路面RQI、PCI和RDI等评价指标降低，路面整体服务性能较差，阻碍了交通运输效益的发挥。本着―预防为主，防治结合的原则，经过路面现场调查，对病害进行评估，确定采用超薄磨耗层预防性养护技术进行维修，设计厚度为2cm。

（二）养护施工材料

1、改性沥青 

试验路采用的改性沥青符合SBS（1）Ⅰ-D等级技术要求，主要技术标准：针入度≥50dmm（25℃，100g，5s），延度≥30cm（5℃，5cm/min），软化点≥65℃，运动粘度≤3Pa.s（135℃），闪点≥230℃，溶解度≥99%，弹性恢复≥70%（25℃），测力延度比≥30%（4℃，5cm/min），离析，48h软化点差≤2.5℃。TFOT（或RTFOT）后残留物：质量变化≤1.0%。针入度比≥60%（25℃），延度≥20cm（5℃）。另外，聚合物改性乳化沥青主要技术要求也要符合规范标准。

2、超薄磨耗层用集料 

细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，并有适当的颗粒级配，石屑和砂以砂当量（适用于0-4.75mm）或亚甲蓝值（适用于0-2.36mm或0-0.15mm）表示。细集料质量要求：表观相对密度≥2.5t/m3，坚固性（大于0.3mm部分）≥12%，含泥量（小于0.075mm的质量分数）≤3%，砂当量≥65%，亚甲蓝值≤25g/kg，未压实空隙率≥40%。 

粗集料选用三级以上的石料轧制而成的碎石，必须符合耐磨耗对粗集料的要求。同时，快速同步施工超薄磨耗层对粗集料的抗压碎要求高，粗集料必须使用坚韧、粗糙、有棱角的优质石料，，严格限制粗集料的扁平细长颗粒质量分数，针片状颗粒质量分数应小于l0％，不允许超过l5％。

3、超薄磨耗层用矿粉 

混合料的填料必须采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等增水性石料经磨细得到的矿粉，原石料中的泥土杂质应除净。矿粉应干燥、洁净，能自由地从矿粉仓流出。 

4、最佳油石比

在施工作业前，对原材料进行各项技术指标检测，以确保各项性能满足Novachip超薄磨耗层系统设计的技术要求；根据工艺要求，对混合料进行配合比设计，并确定系统混合料的最佳油石比。各项指标要求见表2所示。同时，根据Novachip超薄磨耗层技术标准要求，对成品料进行油石比及混合料级配项目的检测，其检测结果见表1所示。

表1混合料级配及油石比检测（%）

（三）超薄磨耗层施工 

虽然Novachip施工方便迅速，混合料拌和、摊铺与普通沥青混合料基本一样，碾压更容易，但是也要注意以下几个关键环节。

1、原路面的处理

原路面处理是超薄磨耗层技术的重要环节,具体处理措施如下:

（1）在所选试验路段中,大中桥(设有伸缩缝)桥面不进行试验路铺筑,因此,为防止出现桥头跳车现象,课题组决定对桥头原路面各铣刨5～10m。

（2）在喷洒粘层油之前,路面(特别是铣刨后路面)必须完全清理,清除浮尘、泥土、碎屑及可见水分。

2、粘层油洒布  

SMA-10需要在混合料摊铺前12h喷洒粘层油,要求采用专用沥青洒布机械,粘层油温度控制在40～60℃范围内,喷洒量一般为0.3～0.5L/m2,铣刨路面应适当增大洒布量,保证粘层油洒布均匀,喷洒量必须精确计量,应根据路面具体情况现场进行适当调整。洒布后一定采取必要措施避免其他车辆通过,待乳化沥青完全破乳后方可进行混合料摊铺(UTFC-10无需提前洒布粘层油,与混合料摊铺同时进行)。

3、混合料拌和

由于超薄磨耗层较薄,温度散失较快,拌和温度控制是混合料拌和控制的关键,温度偏低不容易压实;温度过高,沥青易于老化。集料温度一般控制在185～195℃,改性沥青温度要控制在165～170℃,沥青混合料温度一般控制在170～180℃之间。拌和时间为干拌5～10s,湿拌40～50s,混合料要求拌和均匀、色泽一致、无结团、无离析。

4、混合料运输

超薄磨耗层混合料运输时,要把车厢清扫干净,在车厢侧板和底板涂一薄层油水混合液。为防止混合料表面降温过多,车厢顶部应加苫布覆盖。

5、Nova Chip摊铺碾压    

Nova Chip采用专用的Nova paver进行摊铺，采用20m/min左右的摊铺速度进行一次性完成Nova Bond的喷洒和Nova Chip混合料的摊铺，喷洒和混合料的摊铺的间隔时间不大于5s。Nova Bond在60－80℃的温度下喷洒，最终通过现场确定喷洒量为0.9~1.0L/m2。沥青混合料摊铺温度约为150－170℃，在Nova Bond喷洒后摊铺, 热沥青混合料摊铺在所有Nova Bond喷洒表面上，并由电加热的振动熨平板进行熨平。Nova Chip碾压的目的不是保证压实度，而是实现嵌挤稳定的状态，采用12T的HAMM双钢轮压路机紧跟着Nova paver进行静压，压实次数不少于三次，以保证Nov chip混合料达到嵌挤稳定。等到路面降低至50℃以下后开放交通。

（四）路用性能评价 

为客观评价超薄磨耗层路用效果，在进行施工前我们对选定路段的病害进行现场调查统计，共确定20段进行超薄磨耗层施工，这些路段的病害主要为：平整度不合格、车辙、网裂、局部坑糟、微表处治松散等。在铣刨前和施工后，我们采用激光平整度仪对全线平整度进行了检测，检测情况汇总见下表。通过检测数据的分析可以看到，平整度指标得到很大程度改善，见表2

表2

通过在雨天行车观察，行车水雾大幅降低，行车安全性得到很大提高，抗滑性能在施工结束后采用摆式摩擦系数测定仪进行检测，通车一个月后在相同位置又进行了比对检测。通过检测数据的分析可以看出一个月的车辆通行，摆值衰减很小，抗滑性能改善效果良好，见表3。

表3

通过在本工程段段使用超薄磨耗层技术的实践，经过对路面使用性能技术指标的对比分析，我们可以得出超薄磨耗层在改善路面平整度、提高路面抗滑性能、降低水雾等方面效果非常显著。

参考文献

[1]赵碧琴.Nova chip超薄磨耗层在路面养护中的应用[J].商品储运与养护,2008,30（7）.

[2]JTG F40-2004,公路沥青路面施工技术规范[S].