超薄磨耗层技术在沥青路面病害处治中的应用

李会敏

（邯郸市交通建设投资管理中心，河北 邯郸 056000）

1 超薄磨耗层技术特点

随着公路里程的增加，沥青路面养护数量越来越多。传统的养护技术主要是破坏性养护或预防性修复养护，而探索和深入研究一些高效、节能的养护技术迫在眉睫。超薄磨耗层养护技术具有可靠的质量、较高的施工效率、优良的预养护能力以及较高的经济性，得到了广泛的应用。与传统的沥青混凝土路面相比，超薄磨耗层处治技术具备的优点如表1所示。

表1 传统处治技术和超薄磨耗层处治技术对比

2 沥青混凝土路面常见病害

2.1 路面开裂

在各级公路中，路面开裂是较为常见的病害，该种病害的分布没有明显的环境和地域特点，该病害主要受冻融循环、冲击荷载、高轮压以及局部交通量骤增等因素的影响。沥青混凝土路面主要有网状裂缝、龟裂、纵向裂缝以及横向裂缝等开裂形式，公路通常存在两种以上的开裂形式。通过对某沥青混凝土路面开裂病害进行分析可知，不均匀沉降以及反射开裂是裂缝病害产生的主要原因。当公路基层存在缺陷时，基层的刚度和平整度都会受到影响，路面的缺陷位置所产生的应力集中效应也会相应提高，从而产生路面反射开裂病害。该种病害通常会产生横向裂缝，随着反射裂缝的增加，最终产生贯穿整个路基路面结构层的裂缝。与此同时，路基不均匀沉降会使面层拉裂，进而导致裂缝的产生。

2.2 路面车辙

路面车辙病害产生的主要原因有重载叠加和长大纵坡等因素。大型载重车辆在经过长大纵坡路段时，为了使车速得到控制，会加强制动，路面受荷载的冲击时间也会相应增加，从而导致车辙病害。

2.3 路面泛油

公路沥青混凝土中的沥青材料在温度较高的情况下会发生向上的迁移，从而暴露在公路路面，随着公路投入运行时间的不断累加，沥青材料将积聚在公路路面表面，形成一层光泽的沥青油膜，这就是路面的泛油病害。

2.4 路面沉陷

因路基结构存在问题，或者公路行车的超载问题会导致公路沉陷病害发生，这也是沥青混凝土路面的常见病害，严重时会对路面的行车造成严重影响，甚至引发交通事故。渗水较多的公路路基塌陷也可导致路面沉陷病害。

3 超薄磨耗层处治技术

3.1 材料性能要求

环境和车辆荷载直接作用面即为罩面层。应确保黏结性磨耗层的施工质量，沥青材料的质量将直接决定该层的质量。超薄磨耗层与普通罩面相比，厚度较薄，因此当荷载要求相同时，为了提高承载能力，应增加粗集料的比例，使其骨架优势得以发挥。而在这种条件下，细集料的含量会相应减少，这会直接导致骨料空隙填充度不够，无法有效约束粗集料的边界，从而导致车辙和变形等病害。为了减少约束缺陷，施工人员应依靠高黏结性沥青材料，提高磨耗层强度和厚度，从而达到提高沥青使用年限的目的。判断超薄磨耗层中沥青综合性能的重要指标主要有黏度和针入度。

为了提高超薄磨耗层的黏性和弹性，应使用改性技术对其进行处理，当前常用的改性技术为橡胶改性，该技术不但可以使基质的弹性得以优化，还可以发挥低碳环保的作用。对相关试验进行分析可知，对黏结性沥青基质材料进行弹性改性处理，可以在保障基质沥青黏结性的基础上提高其弹性。为了得到橡胶材料的最佳添加比例，相关研究人员对其进行试验，选择多组试验参数，对比分析各组的弹性指标，最终得到最佳添加比例，通过大量试验证明，当橡胶粉改性剂含量为17%左右时，超薄磨耗层沥青材料可达到最佳弹性。

3.2 超薄磨耗层主要施工工艺

当前，超薄磨耗层施工工序与普通沥青混凝土的施工过程高度相似，主要有罩面层压实、罩面层摊铺、混合料运输以及混合料拌和等环节。

3.2.1 混合料拌和

到目前为止，湿法拌和为公路养护中常见的拌和手段，该拌和方法过渡性较好，因此得到了广泛的应用。湿法拌和过程中应对拌和温度进行控制，且应减小沥青拌和仓与黏结剂存放处之间的距离，使黏结剂的热损失得到最大程度的控制。在拌和过程中，拌和温度应为175～195℃，当拌和黏度大于2.5Pa·s 时，拌和温度应提高5～10℃。当拌和仓初始温度或者作业区域环境温度不符合要求时，施工人员应对沥青集料进行加热处理。

3.2.2 混合料运输

在混合料运输过程中，应确保其运量符合连续摊铺的要求。为了避免料斗与混合料黏连，施工人员应将防黏剂均匀地喷洒在料斗内。为了防止出现离析，可进行二次拌和，使混合料的均匀性得到保障。运输结束后，施工人员应对料斗进行清洁，避免混合料凝固，污染料斗。

3.2.3 罩面层摊铺

在摊铺过程中，由于罩面层厚度较小，会导致混合料热量散失速度增加。为了保障摊铺质量，施工人员应对摊铺温度进行控制，在摊铺之前应预热熨平板，与此同时，施工人员应确保超薄磨耗层摊铺时的环境温度不低于15℃，摊铺温度、磨耗层厚度与处理层温度之间的关系如图1和图2所示。

图1 超薄磨耗层摊铺作业温度与厚度的关系

图2 超薄磨耗层摊铺作业温度与处理层温度的关系

在选择超薄罩面层摊铺松铺系数的过程中，应该以试验段数据为依据。由于黏结性高弹磨耗层材料比普通材料的压实空间小，且其具有较高的压实难度，所以与普通沥青混合料的松铺系数相比，该材料的系数略低。在摊铺作业过程中，施工人员应保持摊铺车能够连续稳定的前进，且应结合现场供料情况对摊铺机推进速率进行控制，通常推进时速应为60～180m。

3.2.4 罩面层压实

由于该罩面层具有较为明显的弹性，会对压实质量造成一定的干扰和影响，所以与普通沥青混合料相比，该种材料的压实施工标准较高。为了防止各混合料之间出现黏连，施工单位应使用钢轮压实机械对黏结性高弹磨耗层进行压实处理。罩面层压实主要分为初压、复压和终压。在初压的过程中，应采用动静结合的形式；在复压时，应使用振动压实方式进行处理；在终压时，应采用静压方式进行处理。除此之外，施工人员还应该对压实温度进行控制，通常初压温度应大于155℃，复压温度应大于90℃。

4 质量评价

现场检测结果表明：①超薄沥青磨耗层具有良好的构造深度（0.98mm）和摩擦系数（71.41BPN），抗滑性能良好；②整个路段压实状态良好，具有较好的封水效果，可以对下部桥梁结构进行保护；③此次超薄沥青磨耗层实施效果良好，施工后效果如图3所示，各项指标均达到甚至大幅超过设计要求，有效改善了原有路面的行驶性能和外观。实施结果表明，超薄沥青磨耗层已经具备在高速公路养护工程施工的成熟条件。

图3 路面超薄沥青磨耗层工后效果

5 结语

综上所述，在对沥青混凝土路面进行施工过程中，常会出现车辙病害和开裂病害。为了有效地规避这些病害，可以使用超薄磨耗层对路面病害进行处理。超薄磨耗层具有处治质量高、养护能力强、经济效益高等特点，在当前公路养护中起到了重要的作用。为了进一步提高其施工质量，施工单位应对罩面层压实、罩面层摊铺、混合料运输以及混合料拌和等过程进行控制，从而达到提高公路施工和养护质量的目的。