瀝青路面超薄磨耗層技術(shù)在預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用

郝麗坤

（贊皇縣交通運(yùn)輸局，河北 石家莊 051230）

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)水平的快速發(fā)展，人民生活水平逐步提高，人們出行時(shí)對車輛的需求也越來越高，公路行車數(shù)量越多，車輛對路面造成的磨損就越嚴(yán)重，若長此以往，公路瀝青路面難免會(huì)喪失應(yīng)有的性能，甚至還會(huì)引發(fā)路面病害，因此，為有效保證公路瀝青路面的路用性能，避免車輛對路面的磨損，相關(guān)單位需做好路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作。超薄磨耗層作為常用的養(yǎng)護(hù)技術(shù)之一，目前被廣泛地應(yīng)用到瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作中。

1 工程概況

某公路工程路線全長26.52km，設(shè)計(jì)為公路一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，該工程于2014年底建成并正式通車，經(jīng)過多年的運(yùn)營，公路的交通流量逐年增加，而瀝青路面的性能逐漸衰減，經(jīng)過對公路路面的調(diào)查結(jié)果顯示，現(xiàn)階段路面破損指數(shù)以中等為主，強(qiáng)度系數(shù)為量，路面存在輕微的病害問題，依據(jù)《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》（JTG 5142—2019）標(biāo)準(zhǔn)中對路面養(yǎng)護(hù)的要求，該公路應(yīng)采取預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施。因此，為有效改善公路瀝青路面的性能，避免病害問題的發(fā)生，決定采取超薄磨耗層技術(shù)對該工程瀝青路面進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)施工。

2 公路超薄磨耗層預(yù)防性養(yǎng)護(hù)施工

2.1 超薄磨耗層施工準(zhǔn)備

2.1.1 材料準(zhǔn)備

（1）集料：超薄磨料層混合料中的集料分為細(xì)集料與粗集料，其中細(xì)集料宜采用粒徑小于4.75mm的機(jī)制砂，細(xì)集料材料內(nèi)部要干凈、干燥、無風(fēng)化、雜質(zhì)等問題，其性能需滿足砂當(dāng)量不小于60.0%，雜石含量不大于1.0%，軟石含量不大于2.0%，密度應(yīng)控制在2.5t/m3以上[1]；粗集料按照公路的標(biāo)準(zhǔn)選擇，本次施工宜采用玄武石、砂石、破碎的礫石等材料，粗集料也要保持材料內(nèi)部的干凈、干燥、無風(fēng)化、雜質(zhì)等，其性能需滿足壓碎值不大于26.0%，吸水率不大于2.0%，堅(jiān)固性不大于2.0%，雜石與軟石含量應(yīng)不大于1.0%，材料的密度控制在2.6t/m3以上。

（2）礦粉：超薄磨料層混合料中采用的礦粉選擇使用石灰?guī)r研磨后得到的石粉，經(jīng)研磨后的石粉內(nèi)部需保持潔凈與干燥，其粒徑大小需滿足可以經(jīng)礦粉倉自由流出的要求，同時(shí)選擇的礦粉其性能應(yīng)滿足相關(guān)要求，礦粉的塑性指數(shù)宜控制在4.0%以內(nèi)，親水系數(shù)不大于1.0%，含水量不小于1.0%，礦粉的密度以控制在2.5t/m3以上。

（3）瀝青：對超薄磨料層混合料而言，瀝青材料屬于關(guān)鍵材料，瀝青種類若不能滿足要求，則超薄磨料層混合料的黏結(jié)性、穩(wěn)定性就難以保證。因此，針對采用的瀝青材料經(jīng)多方對比分析后，最終決定選擇改性乳化瀝青和瀝青黏結(jié)料，此類瀝青材料屬于超薄磨耗層專用瀝青，可以確保面層與養(yǎng)護(hù)層之間的黏結(jié)，同時(shí)與其他改性瀝青材料相比，此類瀝青材料黏度更高、蒸發(fā)殘留物的實(shí)際含量更高，能充分滿足磨耗層混合料的性能需求。

2.1.2 場地準(zhǔn)備

（1）超薄磨耗層技術(shù)對路面結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度具有一定要求，若原路面強(qiáng)度不足，則養(yǎng)護(hù)效果就難以滿足施工要求。因此，本工程養(yǎng)護(hù)施工前，施工單位必須對瀝青路面的坑槽、車轍、裂縫等病害進(jìn)行預(yù)處理，同時(shí)，針對路面結(jié)構(gòu)不足的位置采取補(bǔ)強(qiáng)措施，對路面存在的坑槽問題，施工單位可以采取開挖換填法處理，即將病害位置全部開挖，然后采用合格的混合料重新填筑施工；對路面強(qiáng)度不足的問題，施工單位要分析問題所在，如基層強(qiáng)度不足，則可以采取注漿加固的處理方法，如面層強(qiáng)度不足，則需要對路面銑刨后重新回填[2]。

（2）對原路面車轍、裂縫問題處理時(shí)，根據(jù)病害程度采取不同的處理措施，若裂縫的寬度在5mm以內(nèi)，則施工單位可采取不開槽的處理方式，即直接利用機(jī)械灌縫施工，若裂縫寬度在5mm以上，則需要對病害位置開槽施工，即開槽后再利用機(jī)械灌縫施工，為保證車轍、裂縫病害的處理效果，裂縫灌縫施工前先要將裂縫內(nèi)部清理干凈，灌縫時(shí)將灌縫機(jī)械以45°斜角插入裂縫中，將裂縫填充密實(shí)后及時(shí)停止灌縫施工。

（3）路面病害預(yù)處理結(jié)束后，施工單位應(yīng)對原路面進(jìn)行徹底清理，將路面上方的塵土、垃圾、碎屑等清理干凈，清理時(shí)可以采用高壓吹風(fēng)機(jī)輔助作業(yè)，在路面清理過程中，還要安排施工人員將路面上的標(biāo)線清除，標(biāo)線的清除施工可采用專用的標(biāo)線鑿除機(jī)進(jìn)行，機(jī)械無法清除干凈的區(qū)域由人工鑿除，待路面全部清理干凈后，由監(jiān)理工程師對路面組織驗(yàn)收，經(jīng)簽字驗(yàn)收合格，即可安排機(jī)械入場開始超薄磨耗層施工[3]。

2.2 超薄磨耗層施工工藝

2.2.1 混合料拌和

（1）超薄磨耗層施工時(shí)先在拌和站內(nèi)制備施工使用的混合料，然后通過運(yùn)輸車運(yùn)送至施工場地?cái)備?，本次施工拌和站設(shè)置的位置距離施工場地直線距離約500m，拌和站內(nèi)的環(huán)境、消防、安全等均滿足國家規(guī)定要求，拌和站內(nèi)設(shè)置有材料的儲(chǔ)存場地，且存儲(chǔ)區(qū)域具有完善的防雨、通風(fēng)等措施，能有效避免材料遭受雨水侵蝕，同時(shí)拌和站磨耗層混合料拌和時(shí)主要采用間歇式拌和機(jī)，拌和前先對拌和機(jī)械的計(jì)量裝置和測溫裝置進(jìn)行校正，然后檢查拌和機(jī)械的篩網(wǎng)，若篩網(wǎng)檢測不合格，嚴(yán)禁制備混合料。

（2）拌和機(jī)械檢測合格后根據(jù)磨耗層混合料的配合比，按順序、用量依次向機(jī)械中摻加原材料，拌和時(shí)需將原材料加熱至對應(yīng)的溫度，瀝青需加熱至175～185℃，礦粉需加熱至190～200℃，經(jīng)加熱后的混合料均勻拌和45～50s。拌和結(jié)束后及時(shí)檢查混合料的均勻性，若存在混合料離析、花白料等問題需及時(shí)分析原因，并在后續(xù)拌和中進(jìn)行調(diào)整，拌和均勻的混合料在運(yùn)送至施工場地前，需要抽樣檢測其性能，如檢測不合格則整盤混合料作為廢料，如檢測合格，則安排運(yùn)輸車將混合料運(yùn)送至施工場地[4]。

2.2.2 混合料運(yùn)輸

（1）與公路瀝青混合料面層結(jié)構(gòu)相比，超薄磨耗層的厚度較小，攤鋪時(shí)的速度更快，為避免養(yǎng)護(hù)層攤鋪中出現(xiàn)混合料供應(yīng)中斷的問題，本次混合料運(yùn)輸時(shí)需保持場地至少有4臺(tái)運(yùn)輸車等待卸料，每臺(tái)運(yùn)輸車開始裝料前都要將車廂內(nèi)部清理干凈，同時(shí)在車廂四周涂刷隔離劑，以避免磨耗層混合料粘于車廂，待車廂處理后在依照車頭、車尾、中間的順序，向車廂內(nèi)部裝載混合料，以避免裝載中造成混合料離析。

（2）運(yùn)輸車混合料裝載后應(yīng)按照既定的運(yùn)輸路線，勻速將混合料運(yùn)送至施工場地，運(yùn)輸過程中車廂內(nèi)要做好混合料的保溫、防潮措施，可以采用篷布進(jìn)行遮蓋，運(yùn)送過程中車輛的行進(jìn)速度保持勻速，不得突然剎車，混合料運(yùn)送至施工現(xiàn)場后由專業(yè)人員利用車廂外側(cè)的測溫孔檢測混合料的溫度，如混合料溫度超出施工溫度要求，嚴(yán)禁入場使用，經(jīng)檢測合格的混合料在運(yùn)輸車輪胎清洗干凈后，停放至攤鋪機(jī)兩側(cè)，等待專人指揮卸料攤鋪。

2.2.3 混合料攤鋪及碾壓

（1）本工程磨耗層混合料的攤鋪采用專業(yè)的攤鋪設(shè)備完成，攤鋪機(jī)的型號(hào)為VOGELESUPER1800-2，在磨耗層攤鋪前先打開攤鋪機(jī)將熨平板預(yù)熱至100℃，同時(shí)依據(jù)施工要求對攤鋪機(jī)熨平板進(jìn)行調(diào)節(jié)，保持熨平板的高度符合要求、熨平板拼接緊湊、無縫隙存在，然后調(diào)整攤鋪機(jī)的螺旋布料器，使其兩側(cè)的自動(dòng)料位器的轉(zhuǎn)速相匹配，且螺旋布料器中混合料的高度保持在螺旋布料器2/3，最后依據(jù)要求調(diào)整攤鋪機(jī)的夯錘及振動(dòng)頻率[5]。

（2）超薄磨耗層的攤鋪宜一次攤鋪成型，攤鋪中采用2臺(tái)機(jī)械聯(lián)合作業(yè)，兩幅路段的搭接寬度控制在30～50cm，機(jī)械前后的搭接距離保持在6～10m，由于超薄磨耗層的厚度較小，攤鋪過程中每平方米的攤鋪量應(yīng)控制在0.9kg左右，如攤鋪后局部路段存在混合料過多、過少的現(xiàn)象，施工單位可安排人工進(jìn)行修正、處理，若攤鋪后存在嚴(yán)重的質(zhì)量缺陷，則應(yīng)將該路段的混合料全部鏟除，然后重新組織攤鋪。

（3）由于超薄磨耗層混合料屬于骨架密集型結(jié)構(gòu)，在路面磨耗層攤鋪完成后，需要及時(shí)對磨耗層進(jìn)行碾壓作業(yè)，以增加混合料之間的密集性，本次超薄磨耗層碾壓時(shí)采用雙鋼輪壓路機(jī)，碾壓時(shí)先靜壓1～2遍，然后振壓4～6遍，振壓施工中機(jī)械的振動(dòng)頻率宜控制在15～50Hz，振動(dòng)幅度宜控制在0.3～0.5mm，經(jīng)振壓結(jié)束后再靜壓1遍收面，為保證磨耗層的碾壓質(zhì)量，整個(gè)碾壓過程嚴(yán)禁機(jī)械在未碾壓成型的路段上掉頭、停車、轉(zhuǎn)向，碾壓結(jié)束后不得直接通行車輛，應(yīng)等路面混合料溫度自然冷卻至50℃以下后再開放交通[6]。

2.3 質(zhì)控措施

2.3.1 溫度控制

在瀝青路面超薄磨耗層施工中，溫度是很重要的因素，如混合料的溫度超出控制標(biāo)準(zhǔn)，則磨耗層混合料之間的黏結(jié)性會(huì)增加，導(dǎo)致混合料攤鋪時(shí)難以攤鋪均勻。因此，為保證本工程路面超薄磨耗層的施工質(zhì)量，施工單位要做好混合料的溫度控制工作，其中在混合料出廠時(shí)其溫度宜控制在170～185℃，混合料攤鋪時(shí)其溫度不得低于160℃，混合料碾壓時(shí)其溫度宜控制在90～160℃，溫度隨碾壓遍數(shù)的增加而降低，路面磨耗層碾壓結(jié)束后，需等混合料溫度自然冷卻至50℃以下才能開放交通。

2.3.2 黏層施工控制

超薄磨耗層位于路面面層最上方，如果在兩者之間沒有優(yōu)質(zhì)的材料進(jìn)行黏結(jié)處理，則磨耗層與面層之間就難以形成整體，在層間結(jié)合面就會(huì)存在薄弱的環(huán)節(jié)，當(dāng)磨耗層施工完成后，車輛行駛與磨耗層表面時(shí)，車輛的行車荷載會(huì)使路面發(fā)生層間滑移，根據(jù)相關(guān)資料表明，路面層間滑移的深度剛好位于路面表層以下2～3cm處，即位于磨耗層與面層的薄弱位置，在長期層間滑移的情況下，不可避免造成路面病害問題的發(fā)生。因此，本工程施工中，施工單位要做好黏結(jié)層的施工控制，黏層施工時(shí)可采用高黏度的改性乳化瀝青，噴灑時(shí)每平方米的噴灑量控制在0.6～0.9L，通過黏層來增加層間的黏結(jié)性。

2.3.3 施工過程控制

（1）要保證本工程超薄磨耗層的施工質(zhì)量，施工單位就要做好施工過程中的質(zhì)量控制工作，在磨耗層混合料拌和時(shí)，施工單位可根據(jù)工程的實(shí)際情況向混合料中摻加適量的外加劑，以改善混合料的性能，同時(shí)為保證混合料的拌和質(zhì)量，施工單位要嚴(yán)格把控混合料的拌和時(shí)間，拌和過程中應(yīng)安排人員時(shí)刻監(jiān)督，一旦發(fā)現(xiàn)混合料拌和中出現(xiàn)離析問題，要及時(shí)采取必要的措施進(jìn)行調(diào)整，以避免混合料出現(xiàn)離析問題[7]。

（2）超薄磨耗層混合料攤鋪碾壓施工中，施工單位要做好攤鋪機(jī)、碾壓機(jī)之間距離的控制，盡量保證混合料在要求的施工溫度下完成碾壓作業(yè)，同時(shí)針對磨耗層的接縫，應(yīng)做好接縫處理工作，保證磨耗層的整體性，此外，施工單位應(yīng)成立專門的質(zhì)量監(jiān)督小組，對超薄磨耗層施工過程進(jìn)行監(jiān)督管理，所有的施工參數(shù)、流程、方法詳細(xì)的統(tǒng)計(jì)并記錄，一旦施工中出現(xiàn)質(zhì)量問題，能第一時(shí)間分析原因并解決。

2.4 質(zhì)量評價(jià)

為明確本工程瀝青路面超薄磨耗層養(yǎng)護(hù)施工的效果，在路面養(yǎng)護(hù)施工前在公路段隨機(jī)選取有3個(gè)檢測點(diǎn)，根據(jù)《公路技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG H20—2018）中的相關(guān)要求，對路面養(yǎng)護(hù)前的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度/PSSI、抗滑性能/SRI、損壞狀況/PCI進(jìn)行評價(jià)，然后在路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)施工完成半年后，再度對路面的三項(xiàng)性能進(jìn)行評價(jià)，通過2次評價(jià)結(jié)果的對比，綜合分析該工程路面超薄磨耗層養(yǎng)護(hù)施工的效果，評價(jià)結(jié)果如表1。

表1 路面性能評價(jià)結(jié)果

由表1結(jié)果可以得知，公路路面在超薄磨耗層預(yù)防性養(yǎng)護(hù)施工前，原路面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度/PSSI平均值為90.5，抗滑性能/SRI為93.0、損壞狀況/PCI為84.1，但經(jīng)養(yǎng)護(hù)施工后，路面的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度/PSSI為94.5，抗滑性能/SRI為94.2，損壞狀況/PCI為94.0，經(jīng)多組數(shù)據(jù)的對比可以得出結(jié)論，該工程路面經(jīng)超薄磨耗層養(yǎng)護(hù)施工后，路面的性能得以提高，證明本次路面超薄磨耗層養(yǎng)護(hù)效果良好。

3 結(jié)語

超薄磨耗層養(yǎng)護(hù)技術(shù)作為公路路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)施工的重要技術(shù)之一，該技術(shù)的有效應(yīng)用不僅可以提高公路的耐久性，保證公路的運(yùn)輸安全，同時(shí)還可以改善公路路面的透氣性、防滑性和抗噪性，對人們的舒適、安全出行意義重大。因此，為保證瀝青路面超薄磨耗層養(yǎng)護(hù)效果，在該養(yǎng)護(hù)技術(shù)施工中，養(yǎng)護(hù)單位必須嚴(yán)格控制材料質(zhì)量，做好施工工藝的控制，以有效確保路面超薄磨耗層養(yǎng)護(hù)水平，最終延長公路的使用壽命。