SMA-10超薄磨耗层在高速公路养护中的应用研究

廖晓阳

摘要：超薄磨耗层作为目前高速公路预养护技术的一种常用技术，能够对路面出现的微小病害进行有效修复，极大地提升高速公路使用效果。文章结合实体工程，探讨了SMA-10超薄磨耗层在高速公路养护中的应用，主要包括施工过程中的加铺方案、原材料要求、施工要点、运用效果等方面的应用情况，可为今后同类工程SMA-10超薄磨耗层的使用提供工程借鉴依据。

关键词：超薄磨耗层;SMA-10;施工要点;养护效果

0 引言

超薄磨耗层是一种高速公路常用的预防性养护技术，其铺筑厚度通常为15～25 mm，主要用于预防、部分修复病害以及需要改善抗滑等使用性能的沥青路面，也可以用于新建路面[1]。超薄磨耗层的主要特点就是厚度薄、采用细粒式沥青混合料以及抗滑性能好。经历了多年的工程应用及技术改进，超薄磨耗层也由最早的Novachip逐渐演变成了现在不同类型的混合料，其施工设备也由最早的专用摊铺设备发展为现在的普通摊铺设备即可，为其技术的推广应用创造了有利条件[2]。本文结合实体工程，对SMA-10超薄磨耗层在施工过程中的加铺方案、原材料要求、施工要点、运用效果等方面进行了研究，为今后同类工程中SMA-10超薄磨耗层的使用提供了工程参考经验。

1 工程概况

某高速公路全路段总里程为56 km，采用双向四车道的设计，路面宽度为23 km，设计车速为120 km/h。该高速公路自通车运营以来，虽然也出现了一些诸如裂缝、车辙等路面典型病害，但从公路技术状况评价的主要指标来看，该试验段路并未出现结构性的病害，路面整体情况较好（见表1），符合《公路沥青路面养护技术规范》（JTG 5142-2019）中超薄磨耗层推荐的使用范围，因此决定采用超薄磨耗层加铺方案进行养护。

2.1 超薄磨耗层加铺方案

依据方案比选，决定采用2 cm SMA-10+SBS改性乳化沥青粘结层的超薄磨耗层的加铺方案。超薄磨耗层的施工采用普通摊铺机进行异步施工，即在摊铺SMA-10沥青混合料之前，要提前洒布粘层油，洒布量建议为0.5～0.6 L/m 2，并将其温度控制在40 ℃～60 ℃左右。在洒布之后禁止车辆及行人通行，待乳化沥青完全破乳之后再进行SMA-10沥青混合料的摊铺。

2.2 原材料要求

（1）粗集料、细集料、填料、纤维稳定剂

SMA-10超薄磨耗层使用的粗集料、细集料均为玄武岩碎石（见表2），矿粉为石灰岩矿粉，纤维稳定剂采用的是德国CFF纤维集团生产的灰色颗粒状木质素纤维。上述各项原材的技术指标均符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004）中的相应要求。

（2）沥青胶结料及粘层油

超薄磨耗层使用的沥青胶结料采用壳牌SBS I-D改性沥青，粘层油采用SBS改性乳化沥青，其各项指标均符合《公路沥青路面施工技术规范》（JTG F40-2004），详见表3、表4。

（3）级配范围

SMA-10超薄磨耗层混合料级配范围如表5所示[3]。按照马歇尔配合比设计方法进行试验，得出SMA-10最佳油石比为6.5%。

2.3 施工注意要点

（1）原路面检查。因为超薄磨耗层的铺筑厚度较薄，一旦原路面存在凹凸不平或者表面杂质较多，将会导致超薄磨耗层与原路面之间无法较好地粘结成一个整体，从而导致超薄磨耗层无法达到预期的使用效果[4]。所以在原路面上进行超薄磨耗层的摊铺之前，必须要对原路面的平整度和洁净度进行处理，如果有坑槽或者其他严重的路面病害，也必须先进行处理后才能进行摊铺。

（2）沥青混合料的生产。超薄磨耗层的沥青混合料生产工艺与普通的热拌沥青混合料基本相同，但是由于超薄磨耗层的摊铺厚度较薄，这就决定了其混合料在摊铺过程中会出现温度散失较快的现象，这就要求严格控制好沥青混合料在拌和生产过程中的各项温度控制。例如碎石集料的加热温度建议控制在180 ℃～190 ℃，沥青加热温度建议控制在165 ℃～175 ℃，沥青混合料的拌和温度建议控制在170 ℃～180 ℃，同时确保沥青混合料生产拌和过程中应均匀、无明显离析、花白等质量问题。

（3）沥青混合料的摊铺、碾压。一般情况下成品沥青混合料的摊铺温度建议应在150 ℃～170 ℃。摊铺机必须缓慢（2～3 m/min）、均匀、连续不间断地摊铺，不得随意变换速度或中途停顿，以提高平整度，减少混合料的离析。同时考虑到超薄磨耗层鋪筑厚度薄的特点，进行碾压时不能采用振动压实，只能采用静压。相关施工碾压参数建议范围如表6所示。碾压结束后，路面行驶交通可以等路面温度下降至50 ℃后开放。

2.4 应用效果评价

在试验路段的超薄磨耗层施工建设完成后，分别对其实施前后的路况指标（PCI、RQI、RDI）进行评价，同时也进行构造深度、摩擦系数及渗水等方面的检测，具体结果如表7所示：

从表7中的数据反映来看，路面在铺筑了超薄磨耗层后其整体性能有了较大的变化。PCI、RQI及RDI等各项路面状况指数均从等级良（≥80，≤90）提升到等级优（≥90），起到了很好的预防性养护措施的效果，对高速公路整体的使用效果提升较大。而从其他指标来看，铺筑了超薄磨耗层后的路面构造深度增加了43%，摩擦系数增加了36%，渗水系数减少了51%，可以说超薄磨耗层的铺筑使得路面的抗滑性能以及渗水情况取得了显著的改善，对路面使用的安全性及耐久性有极大的提升。

3 结语

从高速公路运营的长期管理角度来看，在高速公路出现微小病害时采用预防性养护措施不仅可以有效提高高速公路的使用寿命，同时也可以节约一大笔维修资金，而超薄磨耗层就是一种很好的预防性养护技术。本文通过结合某高速公路施工建设项目，针对该高速公路试验路段出现的早期病害，提出采用SMA-10超薄磨耗层进行处理，从实际应用的角度进行全面的阐述。从超薄磨耗层的铺筑效果来看，其主要路用指标均满足要求，使用性能得到较大提升，表明该养护方案是切实可行的。但需强调的是，SMA-10仅仅是超薄磨耗层混合料的一种类型，并不是通用的处理方法，在进行养护方案的处理时，仍需根据实际情况筛选适用的方案进行养护。

参考文献：

[1]唐忠国.南宁至友谊关高速公路沥青路面中长期养护决策分析[J].西部交通科技，2018，133（8）：34-38.

[2]姚 慧，陈彦君，郭 涛.超薄沥青混凝土磨耗层适用范围及其施工工艺[J].内蒙古公路与运输，2012，128（3）：23-25.

[3]南雪峰.超薄磨耗层SMA-10矿料级配比较试验研究[J].公路，2008（12）：160-164.

[4]焦继成.超薄磨耗层在高速公路养护中的应用[J].公路交通科技（应用技术版），2007，35（11）：60-63.