公路路面施工技术中超薄抗滑层的应用

于成

摘要 公路路面的抗滑性能影响了沥青路面的使用性能，采用在公路面层加铺超薄抗滑层的方法能够提高路面平整度及抗滑性能。文章通過对超薄抗滑层的沥青材料、集料填料以及级配设计进行研究，得到超薄抗滑层技术指标。以山东省某高速公路为例，通过对该公路段加铺超薄抗滑层施工过程研究，得到公路路面超薄抗滑层施工技术要点。

关键词 公路工程;路面施工;超薄抗滑层;抗滑性能

中图分类号 U416.2 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）05-0102-03

0 引言

公路路面抗滑性能是沥青路面使用性能评价指标之一，抗滑性能主要受环境因素、车辆行驶速度以及公路路面结构的影响[1]。超薄抗滑层一般应用于旧路面的预防性养护以及新建公路路面的抗滑层施工方面[2]。超薄抗滑层沥青材料一般选用改性沥青作为胶结料，乳化沥青作为粘结料，矿料级配选用间断性级配。超薄抗滑层施工时，使用施工机械将改性沥青胶结料与间断级配的集料进行拌合，乳化沥青作为黏结层，施工时超薄抗滑层与黏结层同时施工，提高施工效率并增加了抗滑层与公路路面面层之间的连接性，延长了路面的使用寿命[3]。超薄抗滑层类型众多，根据材料设计的差异，可以分为SMA-10超薄抗滑层、Nova Chip超薄抗滑层以及GT-8高韧超薄抗滑层三种类型[4]。SMA-10超薄抗滑层由普通SMA混合料发展而来，采用间断级配，减少细集料与填料的掺量，是典型的间断级配骨架密实结构。Nova Chip超薄抗滑层采用Nova Binder专用沥青胶结料以及Nova Bond乳化沥青材料，其结构为间断级配骨架空隙结构。GT-8高韧超薄抗滑层，结构类型为连续级配骨架密实结构[5]。该文从超薄抗滑层材料组成及级配设计出发，以山东省某公路段为例，研究超薄抗滑层在公路路面施工技术中的应用。

1 超薄抗滑层技术要求

1.1 沥青材料

公路路面超薄抗滑层强度保证依靠沥青自身的粘结力以及骨料之间的摩擦力，通常选用两种类型沥青材料，一种为改性沥青，另一种为乳化沥青。两种沥青材料具有不同的功能，改性沥青作为超薄抗滑层沥青混合料的胶结料，乳化沥青作为超薄磨耗层与公路面层之间的黏结层。

1.1.1 改性沥青

超薄抗滑层位于公路路面面层之上，直接受到车辆荷载与环境因素的共同作用，必须具有一定的结构强度以及耐久性。超薄抗滑层材料选用间断级配骨架空隙结构沥青混合料，结构强度主要依靠改性沥青与集料直接的粘结力以及沥青自身的黏性，所以为了减小抗滑层的厚度，改性沥青胶结料必须具有高弹性、高韧性以及温度稳定性才能够保证与集料直接的粘结，所以选取超黏改性沥青为胶结料，其技术指标如表1所示。

1.1.2 乳化沥青

乳化沥青在超薄抗滑层中主要作为黏结层，其作用是连接公路路面上面层与超薄抗滑层，黏结层的设置能够增加面层的整体性，减小反射裂缝的产生，黏结层的粘结料采用乳化沥青材料，乳化沥青具有一定的粘性并且施工温度低，能够避免高温降低面层的高温稳定性，其技术指标如表2所示。

1.2 集料与填料

公路路面超薄抗滑层厚度较小，依据规范要求超薄抗滑层厚度通常在10～25 mm之间。确定层厚范围后，根据粗集料技术规范要求，粗集料最大粒径小于等于10 mm。公路路面超薄抗滑层结构组成为间断级配骨架空隙结构，骨架结构由粗集料构成，主要依靠粗集料直接的内摩擦力。细集料用量较少，通常用来填充粗集料之间的空隙，材料的空隙率较大，通常大于12%。为了保证超薄抗滑层的强度，粗集料应选用表面粗糙、棱角分明且压碎值符合要求的碱性集料，切勿选择酸性集料，否则会影响沥青与集料之间的吸附性。细集料按照超薄抗滑层技术要求，选择压碎值与含泥量满足规范要求的机制砂即可。矿粉作为沥青混合料的填料，在碱性条件下集料与沥青胶浆之间产生化学吸附提高材料强度，矿粉填料用量通常在5%左右。

1.3 级配设计

超薄抗滑层混合料级配设计影响了抗滑层力学强度及路用性能，超薄抗滑层采用间断级配骨架空隙结构，其抗滑层类型为Nova Chip超薄抗滑层。级配设计包括矿料级配设计及超黏沥青最佳使用量的确定，通常采用图解法完成间断级配矿料设计，马歇尔试验确定超黏沥青最佳使用量。超薄抗滑层为了减小结构厚度，提高抗滑性能，混合料空隙率通常较大，采用目标空隙率设计方法，将超薄抗滑层目标空隙率确定为15%左右，目标粉胶比范围在1.2～1.4之间，目标沥青膜有效厚度为9～12 μm之间。超薄抗滑层级配设计推荐了三种类型级配，Type A、Type B、Type C级配设计区别在于4.75 mm以上粒径粗集料含量出现了差异，这是因为超薄抗滑层厚度在20 mm左右，所以为了控制超薄抗滑层厚度，推荐了厚度分别为15 mm、20 mm、25 mm三种类型级配设计结果。

2 超薄抗滑层施工技术应用

超薄抗滑层是旧路面预防性养护及新建公路抗滑层施工的重要技术，以山东省某公路段为例，从超薄抗滑层技术在施工准备、混合料拌合运输、撒布摊铺、碾压等方面进行研究，得到超薄抗滑层技术在公路路面施工过程中的应用。

2.1 工程概况

该公路养护工程位于山东省，公路段全长31 km，公路路面面层类型为沥青路面，公路面层由三层组成。公路路面结构上面层选用4 cm的改性沥青混凝土面层，中面层选用6 cm的改性沥青混凝土，下面层选用8 cm的沥青混凝土。在该公路段运营过程中，某区域出现了深度为1.5～2.0 cm的车辙，经过检测发现车辙病害只存在于路面结构上面层，未影响中、下面层工作。为了保证该公路段的服务质量，采用在公路路面上面层加铺超薄抗滑层的方法，提高公路路面的抗滑性能与平整度。

2.2 施工准备

山东省某公路段进行超薄抗滑层加铺之前，首先进行施工准备工作。该公路超薄抗滑层加铺施工准备分为三步进行。第一步对原公路路面进行全方位病害处置，根据对路面病害调查，调查结果如表3所示，该公路段存在病害主要为裂缝病害，对裂缝病害采用灌缝处置法，将冷补料灌入裂缝内进行裂缝处置。第二步对处置后的路面进行平整度及压实度检测，检测结果满足要求，对路面进行清扫。第三步对处置后路面进行放样测量，由于路面病害处置后会造成结构偏差，进行重新放样确定超薄抗滑层铺设位置，铺设位置确定后可进入下一阶段。

2.3 混合料拌合运输

完成超薄抗滑层施工准备后，进入混合料拌合运输阶段。超薄抗滑层作为路面罩面，减小层厚的同时还要保证路面结构强度，所以要求超薄抗滑层混合料的沥青选用超黏沥青。沥青材料对温度的变化具有一定的敏感性。在进行混合料拌合时，必须保证改性沥青在稳定期内，并且改性沥青具有一定的温度敏感性，拌合温度超过180 ℃时，会造成沥青老化使沥青失效，降低沥青与集料之间的粘结力，使路面结构强度降低。山东省某公路段超薄抗滑层施工过程中严格控制拌合及运输温度，超薄抗滑层施工各阶段温度控制如表4所示。

由表4超薄抗滑层施工温度控制表可得，施工温度全部符合温度控制标准，但超薄抗滑层混合料出厂温度为185 ℃达到温度临界值。为了保证混合料可用，对拌合完成的混合料进行二次拌合检测，得到二次拌合检测结果符合标准。在出站前对混合料的空隙率及矿料间隙率进行抽检，抽检结果合格，立即对拌合完成后的超薄抗滑层混合料进行运输。

2.4 撒布摊铺

混合料运输至施工现场后，该公路段为了控制摊铺温度，在摊铺前对熨平板进行预热，预热至100 ℃时进行超薄抗滑层摊铺。该公路段超薄抗滑层材料为Nova Chip混合料，撒布摊铺时使用专用加铺机械，采用双层摊铺法，黏结层与超薄抗滑层同时铺设。在摊铺时要控制混合料的密实度及摊铺机运行速度，避免出现混合料离析现象。首先向上面层喷洒乳化沥青，形成黏结层增加路面结构的整体性，同时将拌合后的混合料进行摊铺，直接摊铺完成黏结层与超薄抗滑层。

2.5 碾压

混合料撒布摊铺完成后，进行碾压施工。该公路段超薄抗滑层施工选用初压、复压以及终压三段压实，压实方法采用振动压实。在初压阶段，振动压路机按照设计碾压温度以振动碾压方式对超薄抗滑层进行碾压。为了保证超薄抗滑层压实度满足要求，压路机碾压速度控制在4～5 km/h，碾压路线应选择由超薄抗滑层内侧向外侧均匀碾压不少于4遍。在碾压过程中要注意避免裂缝及推移的产生，一般在碾压时进行轮痕重复碾压。初压完成后，进行复压施工，注意复压施工与初压施工之间不能存在时间差。复压施工时压路机的碾压速度应与初压速度相同或略微加速，复压速度不宜过快，应在5～6 km/h内，同样进行4遍碾压。在复压施工完毕后，继续进行终压施工。终压施工与前两阶段碾压不同，终压不需要采取振动碾压的方式，对复压路面进行静压施工，静压次数在3次左右，终压施工能够提高超薄抗滑层的平整度与压实度，增加路面结构强度。终压完成后，对超薄抗滑层的平整度进行检测，根据检测结构计算行驶质量指数，行驶质量指数符合要求，停止碾压，完成超薄抗滑层的碾压施工。

2.6 接缝处理

超薄抗滑层摊铺工作和碾压工作全部完成之后，对摊铺时留下的施工接缝进行处理。该公路段施工接缝选用灌缝的处理方法，对于沥青路面上面层，选用改性沥青聚合物在接缝处进行喷涂，在喷涂之前需要对接缝进行处理，保证缝内清洁无杂物。灌缝料喷涂的厚度在3～

6 mm之间，保证灌缝料全部灌至接缝处，在施工过程中要注意避免使接缝处进入水。灌缝料用量需要严格控制，根据规范要求灌缝料用量保持在0.3～0.6 kg/m之间。对接缝进行处理后，路面温度降至50 ℃以下开放交通。超薄抗滑层的施工顺序复杂，需要对每一个施工过程进行控制。在该项目中，超薄抗滑层技术有效提高了沥青路面的平整度和抗滑性能，并且能够防治路面病害的发生。

3 结论

综上所述，超薄抗滑层技术能够提高路面抗滑性能和平整度。根据超薄抗滑层的施工特点，提出该技术在沥青材料、集料填料以及级配设计方面的技术要求。以山东省某高速公路为研究对象，对该公路超薄抗滑层施工全过程分析，提出超薄抗滑层技术在施工准备、混合料拌合运输、撒布摊铺、碾压、接缝处理五方面的应用。

参考文献

[1]孙心德. 公路路面施工技术中超薄抗滑层的应用[J]. 智能城市應用， 2021（6）： 26-28.

[2]褚晨枫， 李雄， 刘宏富. 粗集料性质对超薄磨耗层摆式摩擦系数的影响研究[J]. 湖南交通科技， 2021（4）： 35-39.

[3]梁若翔. 秸秆纤维超薄磨耗层在隧道路面抗滑处治中的应用研究[D]. 南宁：广西大学， 2021.

[4]张田盛. 彩色超薄抗滑铺装层路用性能研究[J]. 福建交通科技， 2020（3）： 19-22.

[5]陈富达. 高韧超薄沥青磨耗层的力学性能和功能属性研究[D]. 广州：华南理工大学， 2020.