超薄磨耗层施工技术在高速公路养护中的应用

【摘 要】超薄磨耗层施工技术是一种针对我国地区气温条件和高速公路交通条件及现场施工条件而设计的高速公路路面养护解决方案,主要应用于高等级沥青或水泥混凝土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的表面磨耗层,是一种超长耐久的表面磨耗层， 文章介绍了超薄磨耗层施工技术的特点,叙述了超薄磨耗层施工技术在高速公路路面养护施工中的施工工艺及操作要点。

【关键词】超薄磨耗层 施工技术高速公路 养护

中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：

一.前言

随着国家大力实施基础设施建设,公路建设得到了迅猛发展,公路状况也得到极大改善,同时公路养护问题也变的更为重要。预防性养护可延缓路面使用性能的衰变,使路面使用性能、路面结构、路面安全性持续符合道路使用要求。在公路养护中采用科学合理的路面养护技术,不仅能延长路面的使用寿命,同时又能减少养护的工作时间、节约养护成本。

二．高速公路路面预防性养护

预防性养护是科学性养护的具体体现,在道路还没有出现严重病害或将要出现严重病害之前就进行的养护维修,可以使公路始终保持良好的服务水平.

高速公路路面预防性养护是指通过定期路面调查，及时发现路面轻微破损与病害迹象，分析研究其产生原因，对症采取保护性养护措施，防止微小病害进一步扩大，以减缓路面使用性能恶化速度，及时修复路面微小病害，防止水分侵入破坏路基，使路面整体结构得到保护，不致产生严重损伤，从而减少铣刨、翻修次数，大大节省大修费用，并延长路面使用寿命，保持路面良好的服务状态。一般是在道路投入使用5~7年后进行。国外的经验表明，采取有效的预防性养护措施不但可以提高道路的使用品质，而且还具有良好的经济效益，大大延长道路使用年限，可节约养护资金多达50%以上。

三.超薄磨耗层养护技术

超薄磨耗层技术是近年来发展起来的一种预防性养护形式,是将间断级配热拌沥混合料与乳化沥青相结合的一项技术,其铺装厚度一般为15～25mm。超薄磨耗层从施工工艺方面来划分,可分为两种类型,即同步施工超薄磨耗层和分步施工超薄磨耗层。前者是指采用特殊机械同步完成乳化沥青洒布与沥青混料摊铺,施工周期较短,这种工艺要求乳化沥青不单单起到粘结表面层与下承层的作用,更重要的是可以部分进入上部沥青混合料中,起到封层作用;而后者是指先利用沥青洒布设备进行乳化沥青的洒布,然后再用普通摊铺设备对沥青混合料进行摊铺,这种工艺要求乳化沥青不仅层间粘结性能强,更重要的是乳化沥青洒布后形成的粘结层不易被施工机械(如摊铺机或运料车等)破坏。超薄磨耗层与传统的热沥青罩面相比,在使用性能上具有以下优势:

(1)全新的防水粘接层与下面层粘接更好,有效防止了下渗水的破坏，具有更好的防水功能。

(2)断级配混合料更有效的调整现有路面的平整度,修复小于15mm

车辙等路面病害;

(3)具有更高的抗滑性能、更好的排水能力,雨天行车更安全;

(4)施工效率高,单位时间施工速度快,在短时间内即可开放交通。

四.超薄磨耗层施工技术

超薄沥青混凝土作为一种新型的沥青混合料，研究重点集中在这种混合料的实际应用性能。其中的几个关键技术在于：

超薄沥青混合料曾在一些地区试验路中使用，取得了良好效果，但由于我国幅员广阔，各地方的材料品种、规格变化较大，在保证达到设计使用性能的前提下，验证、完善超薄面层沥青混合料的级配是本项目关键技术之一，本研究根据我国当前面层石料普通规格以10型级配为主，分别在广东、四川、河北、贵州等地用当地石料修建试验路（或实体工程），同时进行大量室内试验研究对10型超薄沥青混凝土级配规律进行分析，提出较合理级配规律。

实际工程的经验教训表明，超薄沥青混凝土的抗滑性能及其耐久性，以及水稳性是其两个主要的性能指标，同时也是本项目的第二项关键技术，提出超薄沥青混合料设计中的抗滑指标和对这种混合料水稳性的全面评价分析是本项目的重点内容之一。

通过室内、外试验分析，探讨不同沥青结合料用于超薄沥青混凝土，通过技术经济的综合比较，选择有针对性的结合料，为今后进一步推广奠定基础。结合超薄沥青混凝土使用特点以及实际工程，提出验证薄层沥青面层结构使用的可能性及实际使用效果

五．超薄磨耗层施工技术在高速公路养护中的应用

本项目深入、系统、全面地开展了超薄层沥青混合料的室内试验研究。从混合料的常规指标参数到超薄混合料本身特有的混合料参数和性能都进行了全面的研究。

根据国内外调研结果和根据国内外调研结果和超薄混凝土的特殊功能需要，提出超薄磨耗层施工技术在高速公路养护中的应用。针对超薄混合料的断级配密实型的级配特点，进行断级配和完全断级配的性能对比研究；从超薄型混合料断级配的体积参数出发，从级配稳定性的角度，研究增加级配控制筛孔。

针对超薄层混合料的设计方法，全面研究了不同击实次数对超薄型混合料性能的影响，结合对现行我国主要道路交通情况的分析，提出超薄层混合料设计马歇尔击实次数需要提高的想法。

进行混合料的理论最大相对密度计算法和实测法的对比研究，认为真空法测定的理论最大相对密度的各方面试验误差和人为误差都比计算法要小。

进行混合料的毛体积相对密度测定方法研究，开展了大量的试验方法对比，从试验的准确性出发，提出了钻芯取样结合蜡封方法作为混合料毛体积相对密度的测定方法。

根据超薄层混合料的特点，研究不同最大公称粒径对混合料的透水性和水稳定性的影响关系，得出超薄沥青混凝土由于其混合料粒径较小，在相同空隙率水平下，比一般粒径较大的混合料有更好的水稳定性的结论。

研究超薄层混合料级配的马歇尔力学指标的特点，及不同最大公称粒径对马歇尔力学指标的性能影响。

根据超薄层作为表面功能层的特点，研究影响超薄层混合料的构造深度及其耐久性的主要因素，并提出了构造深度耐久性指标及试验方法。

对超薄型混合料OGFC10的设计方法研究，结合试验路和实体工程的实施，对OGFC混合料的配合比设计方法进行了探讨和研究。

研究了不同超薄型混合料的水稳定性、高温性能、疲劳性能。认为高温抗车辙并不是这种混合料主要的高温稳定性指标，相反，在高温环境下的构造深度耐久性则是更值得关注的高温稳定性指标。

研究采用不同沥青：湖沥青、SBS改性沥青、橡胶粉改性沥青、硬质沥青等沥青对超薄层沥青混凝土的影响情况。认为硬质沥青混凝土、废旧橡胶粉沥青混凝土、SBS改性沥青混凝土和湖沥青混凝土都有较好的路用性能，可用在超薄层沥青混凝土中，但前几项比湖沥青混凝土在技术上有明显的优势。从经济上考虑，前两者比SBS改性沥青混凝土具有一定优势。

进行超薄混凝土的抗压强度、疲劳强度、模量等力学指标研究和采用三轴、贯入等试验进行抗剪性能研究，研究不同超薄层混合料的力学作用机理。

在全国不同片区、不同气候环境、交通条件下较大规模地修建试验路或实体工程。通过如此大规模试验路段和实体工程的实施和经验总结，研究分析了超薄层混合料铺筑的施工工艺特点和要求；超薄沥青混凝土与改性沥青防水层结合使用以及超薄层混凝土和薄层路面结构结合使用的特点、使用要求和适用性；根据大量的室内试验研究结果和现场铺筑的经验，提出超薄层混凝土的设计施工技术指南。

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