超薄磨耗層技術(shù)在公路養(yǎng)護中的實踐應(yīng)用研究

摘要 文章圍繞超薄磨耗層技術(shù)應(yīng)用展開研究，以某公路工程為例，根據(jù)公路病害問題制定了相應(yīng)養(yǎng)護方案，技術(shù)應(yīng)用成果如下：采用超薄磨耗層技術(shù)，將構(gòu)造深度從原來的0.6 mm提升至1 mm，修復(fù)后的路面摩擦系數(shù)為66.3，滲水系數(shù)為17.6，層面黏結(jié)效果良好，加強了路面的抗滑性能與抗?jié)B水能力。公路完成超薄磨耗層施工后，公路右幅彎沉均值從17.2降至14.4，超車道左幅的彎沉均值從15.9降至14.6，證明路面結(jié)構(gòu)承載力得到了強化。

關(guān)鍵詞 公路工程；超薄磨耗層；養(yǎng)護施工；應(yīng)用

中圖分類號 U418 文獻標(biāo)識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）17-0059-03

0 引言

隨著公路建設(shè)事業(yè)的飛速發(fā)展，超薄磨耗層技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域愈加廣泛，具有施工速度快的優(yōu)勢特征，相較于傳統(tǒng)瀝青混凝土路面修復(fù)技術(shù)方式，超薄磨耗層技術(shù)能夠在短時間內(nèi)完成大面積的路面修復(fù)，提高了道路使用效率。與此同時，應(yīng)用超薄磨耗層的公路表面耐磨性能好，具有良好的抗滑性能，能夠顯著提高路面安全性。因此，在公路改擴建與養(yǎng)護施工中，合理采用超薄磨耗層技術(shù)，能夠提高路面使用性能，減少后期養(yǎng)護成本。

1 工程概況

研究以某公路工程為例，工程線路全長為180.06 km，路面結(jié)構(gòu)為基層結(jié)構(gòu)和SBS改性瀝青相結(jié)合的方式，屬于傳統(tǒng)路面的施工技術(shù)規(guī)模。案例公路建成至今已超過15年，隨著近年來交通運輸需求的不斷增加，公路長期處于高荷載使用狀態(tài)，導(dǎo)致路面產(chǎn)生多數(shù)裂縫、坑槽、車轍、沉陷等病害，直接影響公路的結(jié)構(gòu)性能與使用耐久性。基于此，現(xiàn)將超薄磨耗層技術(shù)引入案例工程，根據(jù)實際情況制定最佳的養(yǎng)護施工方案。

2 施工方案與原材料配比設(shè)計

2.1 超薄磨耗層技術(shù)方案

首先對各類病害問題成因進行分析，例如案例工程段的車轍、坑槽、裂縫等問題，已對公路使用構(gòu)成影響：

（1）車轍病害主要體現(xiàn)為路面細料脫落、粗料磨損嚴重，導(dǎo)致公路整體耐磨性下降，當(dāng)公路長期處于高溫環(huán)境時，受外部應(yīng)力影響易產(chǎn)生較大車轍[1]。

（2）坑槽病害問題主要集中在下行線，案例公路長期使用后，壓實度不足，攤鋪接縫處的密實度降低，導(dǎo)致公路的抗?jié)B水性能下降。

（3）裂縫病害由公路瀝青混凝土收縮產(chǎn)生，局部應(yīng)力超過抗拉強度，引發(fā)路面與路基結(jié)構(gòu)崩壞，產(chǎn)生各類裂縫與不均勻沉降現(xiàn)象[2]。

因此，通過原材料配比設(shè)計、病害處理、拌和運輸、超薄磨耗層攤鋪、路面壓實、后續(xù)養(yǎng)護等研究，完成公路養(yǎng)護施工實踐。超薄磨耗層技術(shù)施工流程如圖1所示：

2.2 超薄磨耗層施工原材料配比

鑒于案例工程需要，磨耗層施工主要對細集料、粗集料以及礦粉材料的技術(shù)指標(biāo)進行確定，其中細集料部分均選擇小于4.75 mm的原材料，其相關(guān)技術(shù)指標(biāo)要求如表1所示；粗集料負責(zé)公路的主要承載，選擇玄武石、砂石、白云石等強度高且耐磨性良好的材料，技術(shù)參數(shù)如表2所示。

研究確定超薄磨耗層混料中的瀝青材料，根據(jù)原材料的構(gòu)造深度變化情況進行對比分析，將SBS、30#硬質(zhì)瀝青、70#及高黏度瀝青進行綜合比對，結(jié)果見表3所示。根據(jù)耐久性結(jié)果可知，高黏度瀝青的孔隙率為2.71%，構(gòu)造深度殘留率為57.9%，在瀝青材料質(zhì)量檢測中最佳，因此選擇高黏度瀝青作為超薄磨耗層的原材料。

確定超薄磨耗層原材料后，選擇性能優(yōu)良的SBS改性瀝青，級配超薄磨耗層OGFC應(yīng)具備一定的黏度要求，SBS改性瀝青性能技術(shù)要求如表4所示。此外，還應(yīng)加強磨耗層混料的抗老化能力，以保證混料應(yīng)用的耐久性。瀝青混料運輸至施工現(xiàn)場時應(yīng)附帶質(zhì)量檢驗報告，技術(shù)人員應(yīng)對瀝青材料的針入度、軟化點、延度情況進行抽檢。

3 超薄磨耗層技術(shù)的施工實踐措施

3.1 病害處理

在超薄磨耗層鋪裝前，應(yīng)對原公路病害進行處理，具體是針對裂縫、坑槽、車轍病害的應(yīng)對措施：

（1）當(dāng)裂縫寬度不足3 mm時，采用黏結(jié)層覆蓋方式，搭配多次補灑方案；而當(dāng)裂縫寬度處于3～5 mm之間時，采用熱瀝青材料灌入裂縫中，鋪裝玻璃纖維格柵的方法；當(dāng)裂縫寬度超出5 mm時則屬于嚴重裂縫，采取鉆芯法對裂縫地下層情況進行檢測，采用深度處理方法，以裂縫為中心向兩側(cè)拓寬100 mm，使用銑刨機器處理裂縫區(qū)域，采用瀝青混凝土進行重新修補。

（2）采用深度修復(fù)與預(yù)防性養(yǎng)護方案。針對坑槽、坑洞區(qū)域進行大面積刨銑作業(yè)，之后將改性瀝青涂抹到表面，用瀝青混凝土填補坑槽處[3]。

（3）當(dāng)車轍深度在1 cm以下時，可以不采用修補技術(shù)，直接進行超薄磨耗層的鋪裝；當(dāng)車轍深度為1～2.5 mm時，對車轍波峰進行預(yù)處理，待路面平整后進行磨耗層施工；在車轍深度超過2.5 cm的路面區(qū)域，采用銑刨處理與改性瀝青填補，符合鋪裝要求開展后續(xù)施工。超薄磨耗層施工機械準(zhǔn)備情況見表5所示：

3.2 拌和運輸

按照預(yù)先設(shè)計的原材料級配方案，開展超薄磨耗層的拌和作業(yè)。瀝青拌和料采用MAC175-220型拌和設(shè)備，按照配合比進行加料拌和，薄磨耗層混合料施工參數(shù)如表6所示。在拌和過程中，應(yīng)保證磨耗層混合料的外觀與拌和的均勻性、混合料內(nèi)部不離析，瀝青混合料溫度高于180℃，濕拌與干拌配合時間應(yīng)滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。當(dāng)拌和完成后應(yīng)對混合料的低溫抗裂性、高溫穩(wěn)定性、力學(xué)性能進行檢測，合格后才能裝車運輸。

在超薄磨耗層混合料的運輸期間，應(yīng)在車廂地板與側(cè)板上提前涂抹油水混合液，避免磨耗層混料與車輛內(nèi)部黏結(jié)而產(chǎn)生離析現(xiàn)象。運輸中應(yīng)加蓋帆布，當(dāng)氣候環(huán)境惡劣時，更應(yīng)重視超薄磨耗層混料的運輸環(huán)境，運輸至鋪裝現(xiàn)場后馬上進行溫度檢測，確?；旌狭献畹蜏囟炔坏陀?70℃。

3.3 超薄磨耗層攤鋪

對公路施工段的表面進行清潔，除去路面灰塵、雜質(zhì)與浮土等，如個別區(qū)域存在接縫，應(yīng)提前進行人工修整，保證公路的平整度。采用攤鋪機，應(yīng)按照寬度6 m進行攤鋪作業(yè)。其間應(yīng)將磨耗層混料松浦系數(shù)設(shè)為1.17，提前預(yù)熱熨平板，在溫度升至110℃后開始攤鋪，避免熨平板溫度過低影響混合料性能。攤鋪技術(shù)要點如下：

（1）攤鋪機應(yīng)保持連續(xù)、穩(wěn)定的作業(yè)方式，攤鋪行進中不能變換速度，始終保持2～3 m/min速度行進。

（2）采用硬質(zhì)墊木與平衡梁進行前置作業(yè)，保證兩者不吸附瀝青混料，公路平整度滿足施工設(shè)計要求。

（3）攤鋪中應(yīng)時刻關(guān)注磨耗層混料溫度，根據(jù)攤鋪路面表面溫度確定最低攤鋪溫度。例如，當(dāng)施工路段表面溫度處于15～20℃時，混料的攤鋪溫度應(yīng)保證在167℃以上。

（4）在磨耗層混料攤鋪到完成期間，應(yīng)對施工段的整體平整度、磨耗層厚度進行檢測，如存在遺漏區(qū)域或質(zhì)量不合格區(qū)域，應(yīng)及時補鋪，直到攤鋪路段全部符合要求才能進行路面壓實[4]。

3.4 路面壓實

在超薄磨耗層進行壓實施工時，混料的溫度應(yīng)保持在155℃以上，碾壓階段緊跟攤鋪機進行，前后施工距離控制在20～30 m，超薄磨耗層技術(shù)的碾壓分為初壓、復(fù)壓與終壓三個階段：

（1）初壓階段。振動壓路機對磨耗層進行1次靜壓，主要作用是加強公路養(yǎng)護層的穩(wěn)定性，其間壓實速度應(yīng)控制在4～5 km/h，同時在初壓時應(yīng)保證混料溫度≥155℃。

（2）復(fù)壓階段。振動壓路機對磨耗層進行2次振蕩碾壓，其作用是加強養(yǎng)護層與原路面的黏結(jié)性，避免超薄磨耗層后續(xù)使用中的分離現(xiàn)象。其間壓實速度應(yīng)控制在4～5 km/h，在復(fù)壓時應(yīng)保證混料溫度≥140℃。

（3）終壓階段。振動壓路機對磨耗層進行1次養(yǎng)護收光，消除磨耗層表面的輪胎痕跡，使公路養(yǎng)護層表面更美觀。其間壓實速度應(yīng)控制在4～5 km/h，終壓時應(yīng)保證混料溫度≥110℃。

3.5 后續(xù)養(yǎng)護

在攤鋪與壓實作業(yè)完成后，進行公路表面層的施工養(yǎng)護，初期嚴禁行人與車輛通行，每隔一段時間對公路表面溫度進行檢測，等表層溫度降至90℃以下時可允許行人與小型車輛通過。當(dāng)公路養(yǎng)護層的混合料溫度降至50℃以下時，恢復(fù)正常的交通運行狀態(tài)，對超薄磨耗層技術(shù)的路用表現(xiàn)進行檢測。

4 公路養(yǎng)護施工實踐效果

對公路摩擦系數(shù)、磨耗層構(gòu)造深度、表面滲水系數(shù)以及層間黏結(jié)情況進行檢測，分析養(yǎng)護施工效果。采用鉆芯取樣方式，獲取各項檢測指標(biāo)，結(jié)果見表7所示：

根據(jù)上表得知，采用超薄磨耗層技術(shù)對公路路面進行養(yǎng)護施工，將構(gòu)造深度從原路面的0.6 mm提升至1.00 mm，修復(fù)后路面的摩擦系數(shù)為66.3；滲水系數(shù)為17.6；層面黏結(jié)效果良好，證明超薄磨耗層技術(shù)不僅加強了路面的抗滑性能，還提高了抗?jié)B水能力。

針對超薄磨耗層施工段的路面彎沉值進行檢測，選取施工段養(yǎng)護前后情況進行對比，具體如表8所示：

根據(jù)彎沉值檢測結(jié)果可知，在路面養(yǎng)護施工前，案例工程中5個施工段的行車道右幅彎沉值處于15.5～19.9之間，均值為17.2；超車道左幅的彎沉值處于14.8～17.9之間，均值為15.9，整體來看行車道右幅路面質(zhì)量不如超車道，因為行車道多為大型貨車行駛，長期處于高負荷使用狀態(tài)，如果未能及時修復(fù)補強，將會引發(fā)各類路面病害問題。

采用研究提出的超薄磨耗層施工技術(shù)方案后，行車道右幅彎沉值處于14.1～14.9之間，均值為14.4；超車道左幅的彎沉值處于14.3～15之間，均值為14.6 mm，可以看出公路兩側(cè)的彎沉值均得到改善。具體為采用超薄磨耗層施工技術(shù)后，行車道右幅的平均彎沉值從17.2降至14.4，超車道左幅的平均彎沉均值從15.9降至14.6，證明路面結(jié)構(gòu)承載力得到強化，且整體較為均勻。

5 結(jié)論

綜上所述，在公路養(yǎng)護施工環(huán)節(jié)，引入超薄磨耗層技術(shù)能夠大幅度提高路面的應(yīng)用質(zhì)量，提高公路的抗滑性與防水性。該研究以某公路工程為例，首先分析了公路的各類病害問題，其次明確了超薄磨耗層的技術(shù)方案與原材料配合比情況，最后對病害處理、拌和運輸、磨耗層攤鋪、路面壓實與后續(xù)養(yǎng)護進行了詳細介紹。施工成果如下：采用超薄磨耗層技術(shù)，將構(gòu)造深度從原路面的0.6 mm提升至1 mm；修復(fù)后路面的摩擦系數(shù)為66.3；滲水系數(shù)為17.6；層面黏結(jié)效果良好，路面彎沉值明顯降低，有效提升了公路養(yǎng)護質(zhì)量。

參考文獻

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