超薄磨耗层路面性能研究

刘志卫

(中铁二十三局集团有限公司)

0 引 言

超薄磨耗层作为一种沥青混凝土路面表层，厚度在1.5～2.5 cm 之间，它在耐久性、抗滑性、降噪性、减少水雾、抗车辙以及耐磨性方面都具有非常良好的性能。从最近这几年的使用情况可以看出，沥青路面采用了超薄罩面层之后，可以修复较轻微的路面损害，如一定范围内的车辙、裂缝等，也具有了较为良好的抗滑性能。超薄罩面层常被用来作为旧路改善，如旧公路的预防性养护以及旧公路的功能性恢复，也可以作为新建公路的表面功能层，受到了越来越多人们的关注。

超薄磨耗层修建于路面的表面，在其使用过程中，主要受到自然因素和交通因素两方面的影响。这就需要超薄磨耗层具有良好的力学性能，以及比较好的抵抗自然因素比如雨水或者高低温天气损害的能力。同时，还需要有比较好的行车舒适性以及抗滑性能。

1 超薄磨耗层的高温稳定性

超薄磨耗层的高温稳定性，指的是沥青混合料在高温条件下抵抗流动变形的能力。路面由于反复的车辆碾压，有时会产生推移、车辙等路面病害，对路面产生破坏，造成不利的行车条件。故混合料的高温稳定性，是评价混合料路用性能的一个非常重要的因素。按照实际情况，本文采取两种方法来评价其高温性能:马歇尔稳定度试验和车辙试验。

1.1 马歇尔稳定度试验

按照工地实际情况，采用合格的SBS 改性沥青，并选取5.4%作为油石比，并选取华南地区工地上常用的超薄磨耗层沥青混合料级配，制作马歇尔试件。等试件成型后，检测马歇尔试件的各项物理指标，试验结果见表1:

表1 马歇尔稳定度试验结果

从表1 中的数据可以看出来，超薄磨耗层沥青混合料的马歇尔试件，其稳定度、流值等指标都能够比较好的满足规范的技术要求，从而证明超薄磨耗层具有较好的高温稳定性。

1.2 车辙试验

在本文实验中，均采用已被证实较为合理的5.4%的油石比制作三组车辙试件，在试件成型后，按照《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40 一2004)中规定的方法，对成型后的成型尺寸为30 cm ×30 cm ×5 cm 的试件进行车辙试验，试验结果用动稳定度来表征。

表2 车辙动稳定度试验结果

从车辙试验结果可看出，采用5.4%油石比制作而成的沥青混合料车辙试件，其动稳定度值均超过规范要求的动稳定度值，说明超薄磨耗层也具有良好的抗车辙能力。

结合上文试验可以看出，超薄磨耗层对于抵抗高温条件下引起的车辙、拥包等具有较好的性能，故工地上常用超薄磨耗层来进行旧路改造或新路加固。

2 低温抗裂性

超薄磨耗层混合料的低温抗裂性，指的是在较低气温的情况下，铺筑成的超薄罩面层可以避免因为低温收缩从而出现裂缝的能力。采取－10 ℃条件下的低温弯曲试验来评价其低温抗裂性。采用40 mm×40 mm×250 mm 尺寸的试件，所得结果如表3 所示:

表3 沥青混合料低温弯曲试验结果

从表3 可以看出，超薄磨耗层的沥青混合料的弯曲破坏应变，可以满足规范上对于破坏应变的要求。这表明超薄磨耗层具有良好的抗低温性能，能够抵御由于温度下降而引起的裂缝等。

3 超薄磨耗层的水稳定性

超薄磨耗层沥青混合料的水稳定性，指的是超薄磨耗层抵御水损害的性能。下雨下雪等产生的水分，经过交通荷载以及冷热交替而产生的沥青路面的胀缩，会逐渐渗入进沥青混合料中。将集料与沥青隔开，导致集料与沥青的逐渐分离，使沥青混合料逐渐变得松散，从而产生路面上的各种破坏。本文分别采用两种试验来评价沥青混合料的水稳定性:浸水马歇尔试验、冻融劈裂试验。

3.1 浸水马歇尔试验

按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20－2011)要求，采取与前文相同的沥青含量及混合料级配，采用双面击实75 次成型马歇尔试件。将所得到的试件分为两组，一组在水中浸泡48 h，另外一组为30 min，分别测其稳定度及流值。

表4 浸水马歇尔残留稳定度试验结果

从表4 中可以看出，超薄磨耗层沥青混合料的浸水马歇尔试验结果，其残留稳定度值大于规范要求值，说明超薄磨耗层能够较好的抵御水损害。

3.2 冻融劈裂试验

冻融劈裂试验采用同样的油石比及配合比，制作六个马歇尔试件。按照《公路工程沥青及沥青混合料试验规程》(JTG E20－2011)中所讲，将这六个试件分为两组，一组先将试件与10 mL 的水同时放入塑料袋中，在－18 ℃的环境中保存16 h，然后放入60 ℃的水浴里，撤去塑料袋保温24 h;另一组在室温下保存。最后，两组试件同时放入25 ℃的恒温水浴中，保存2 h 后进行劈裂试验。最终所得结果如表5 所示:

表5 超薄磨耗层沥青混合料冻融劈裂试验结果

表5 的结果可以看出，超薄磨耗层的沥青混合料冻融劈裂结果，可以较好的满足规范技术要求，结合表4 的数据结果可以得出，超薄磨耗层沥青混合料具有较好的水稳定性，能够有效的抵御水损害。

4 结 论

主要采用马歇尔稳定度试验、车辙试验、冻融劈裂试验等方法，针对超薄磨耗层沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性及水稳定性等路用性能进行了初步的研究分析。从实验结果中可以看出，超薄磨耗层沥青混合料均能较好的满足规范对沥青混合料的路用性能的要求，说明超薄磨耗层具有比较好的路面性能，可以进一步的推广和应用在路面上。

［1］李亚明.超薄磨耗层的研究与应用［D］.长沙:长沙理工大学，2012.

［2］曹卫东，沈建荣，韩恒春.超薄沥青混凝土面层技术研究及应用简介［J］.石油沥青，2005，19(4):56－58.

［3］罗幸平.超薄磨耗层(Novachip)在京珠北高速公路预防性养护中的应用［D］.广州:华南理工大学，2009.

［4］胡志涛，牛晓霞.Novachip 超薄磨耗层在高速公路沥青路面预防性养护工程中的应用［J］.广东公路交通，2009，(3):5－8.

［5］曾梦澜，彭良清，吴超凡，等.超薄磨耗层沥青混合料使用性能试验研究［J］.武汉理工大学学报，2012，34(4):27－31.