超薄磨耗层在高速公路水泥混凝土路面养护中的应用

李 保

（山西交通控股集团有限公司 大同北高速公路分公司，山西 大同 037005）

超薄磨耗层是近年来较为常用的一种罩面技术，其充分发挥超薄罩面和碎石封层的优势，具有抗滑、抗车辙、抗水雾、抗磨耗、降噪的优良性能，同时其施工速度快，开放交通早，对现有交通影响小；尤其是其高温稳定性、重载交通下的使用寿命均在国内多个项目上得到了较好的验证[1]。该罩面养护方案在山西省的沥青路面养护上也得到了广泛的应用和推广，但在水泥混凝土路面的应用尚无先例，本文结合山西省得胜口至大同高速公路K446+400—K451+600段上行方向路面抗滑不足的现状对超薄磨耗层罩面技术进行了详细的介绍。

1 工程概况

山西省得胜口至大同高速公路现已通车十余年，未进行过路面大修，原有路面为水泥混凝土路面结构，随着通车时间的增长，路面抗滑不足现象明显，尤其是K446+400—K451+600段上行方向位于长大纵坡路段，且期间未进行过路面大修改造，在持续十余年交通荷载和水泥路面自身特性的综合作用下，路面的微观纹理逐渐丧失导致出现“镜面”现象。根据山西高速公路工程检测有限公司、公路养护技术国家工程研究中心和中公高科养护科技股份有限公司联合出具的《2016年山西省高速（大同公司）路面构造深度检测评定报告》，得大高速公路亮马台隧道路面的总体构造深度为0.19～0.58 mm，平均值为0.32 mm，其中上行构造深度为0.19～0.46 mm，平均值为0.27 mm，抗滑性能指数SRI评价以中和次为主，由此引发的交通事故逐年增加。为彻底解决现有道路抗滑性能不足的现状，同时为减小施工封闭交通的影响，采用了铣刨1 cm旧水泥面板后铺装2 cm厚超薄罩面的方案。

2 Novachip超薄磨耗层混合料设计

2.1 改性沥青

超薄磨耗层所用混合料的黏结料，必须采用改性沥青，改性后的SBS改性沥青技术指标应满足表 1 要求[2]。

表1 SBS改性沥青技术要求

作为黏结层的NovaBond需采用改性乳化沥青乳液，其洒布量0.8～1.0 kg/m2，其技术标准如表2所列。

表2 NovaBond用SBS改性乳化沥青技术要求

2.2 粗集料

粗集料应选用三级以上的石料扎制而成的碎石，必须符合耐磨耗对粗集科的要求。同时，同步施工型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，必须严格限制粗集料的扁平细长颗粒含量。粗集料技术指标满足表3的要求。

表3 沥青混合料用粗集料质量技术要求 %

2.3 细集料

细集料应洁净、干燥、无风化、无杂质，并有适当的颗粒级配，其质量应符合表4的规定。

表4 沥青混合料用细集料质量技术要求

2.4 矿粉

沥青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憎水性石料经磨细得到的矿粉，原石料中的泥土杂质应除净。

2.5 混合料设计

超薄磨耗层混合料采用间断开级配，本工程通过级配对比与选择，决定按照超薄磨耗层Type C级配要求实施混合料的级配设计，如表5所示。

表5 超薄沥青磨耗层混合料矿料级配范围

3 超薄磨耗层施工

尽管超薄磨耗层的施工十分方便且快速，同时混合料的拌制、摊铺都和普通混合料大致相同，碾压也较为容易，但仍需充分注意下列环节和内容。

3.1 原路面的处理

施工前应彻底处理旧路面的质量缺陷，消除质量隐患，对路面裂缝进行清理和灌缝，确保路面结构完整，承载力满足使用要求。施工前，对待施工路段采用人工仔细处理清扫，采用高压风机清扫路面及缝隙内的灰尘和杂物，使路面保持干净，并开始进入下一道工序[3]。

3.2 混合料拌和时间和温度

正式施工前需对拌和机的计量系统进行校准，保证计量的准确，对机械传动和传送部分进行检修和润滑，保证生产的稳定和连续，对除尘设备进行检修及对需要更换的耗件进行更换。施工温度控制为：

a）石料加热温度180℃～190℃；b）沥青加热温度165℃～175℃；c）拌和温度170℃～180℃；d）有效拌和时间30～45 s。

3.3 摊铺碾压

采用专用的摊铺设备进行摊铺，采用20 m/min左右的摊铺速度进行一次性完成喷洒和混合料的摊铺，喷洒和混合料的摊铺间隔时间不大于5 s。在60℃～80℃的温度下喷洒，最终通过现场确定。沥青混合料摊铺温度约为150℃～170℃，在喷洒后摊铺，热沥青混合料摊铺在所有喷洒表面上，并由电加热的振动熨平板进行熨平。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12 t的双钢轮压路机紧跟着进行静压，压实次数不少于3次，以保证混合料达到嵌挤稳定。等到路面降低至50℃以下后开放交通。

4 超薄磨耗层质量控制及验收

为了获得高质量的路面，超薄罩面施工的各个环节都必须进行严格的质量控制，混合料必须按规定的频率和要求检验沥青含量、级配和体积特性。要求表面平整密实，不得有明显轮迹、裂缝、拥挤、油包等缺陷，且无明显离析；路面紧密平整、顺直、无跳车。超薄罩面混合料是间断级配，孔隙率较大，能迅速排水，因此普通的渗水试验不适用于超薄罩面，对超薄罩面防水性的质量控制应重点控制改性乳化沥青的质量、洒布量以及施工过程。不需要进行普通渗水实验[4]。

由于超薄罩面厚度较薄，压实容易，压实度指标控制意义不大，施工过程中控制乳化沥青和混合料的温度对施工质量更为重要。

根据系统特殊的路面使用性能，结合我国热沥青混凝土路面的国家验收标准，工程验收标准如表6。

5 结语

本文结合得大高速公路水泥混凝土路面抗滑处治工程，对超薄磨耗层相关参数、施工工艺和质量控制进行了探讨和分析，同时本项目实施后路面抗滑性能显著提高，罩面后各项性能指标完全符合高速公路路面性能的要求，为超薄磨耗层罩面技术在山西省水泥混凝土路面“白加黑”工程中的应用提供了参考。

表6 工程验收标准