新型沥青混凝土超薄磨耗层施工工艺

赵晨晟

摘要：为了提高超薄磨耗层在水泥路面上加鋪时的施工效率和加铺完成后的成品质量及其性能，结合在广东省龙川至怀集高速公路三角镇收费站匝道水泥混凝土公路路面上加铺新型超薄磨耗层工艺技术的具体操作和应用，通过对匝道的试验路段施工过程中的施工机械材料介绍、沥青摊铺前准备、施工过程控制注意事项、施工结束收尾和成品表观评价等方面进行具体分析。分析结果表明在超薄磨耗层摊铺作业时，施工管理人员及具体操作人员应掌握磨耗层摊铺过程的注意事项、施工顺序及施工工艺要求，严格把关施工前、施工时、施工后各个环节的工艺做法及注意事项，会使摊铺施工效率和摊铺后成品质量及其性能达到最佳效果。

关键词：超薄磨耗层;工艺;路用性能;沥青混凝土路面;加铺

中图分类号：U416.217            文献标志码：A

0引言

由于路面荷载、时间和环境等因素，广东省龙川至怀集高速公路三角互通匝道的水泥混凝土公路路面存在行车舒适性、抗滑等性能衰减加快、路面平整度不理想等问题。为解决上述问题，对其路面用新型沥青混合材料进行加铺罩面。在新型沥青超薄磨耗层[1～2]摊铺时，严格把关、清晰透彻掌握施工期间各个环节的工艺做法和注意事项、施工顺序及施工工艺要求，避免施工成品出现大量因对施工工艺及其注意事项掌握不透彻而出现返工，以致质量达不到预期效果。

近些年我国大量使用超薄磨耗层，主要是因为其具备超强的稳定性及抗滑性，除此之外其在抗水损害能力方面也有卓越表现，由于其具备众多优势因此才被普遍使用到路面养护工程中。该技术不单能够有效控制病害发展、确保表层得到修复，同时还能被使用到抗滑表层中。不仅如此，由于超薄磨耗层施工本身具有较高施工效率，故也能解决施工过程中交通受阻问题。当前我国众多区域都使用了超薄磨耗层技术。首先该技术使路面结构层能够具备超强的排水及封水作用，这样使路面积水下渗问题得到合理控制并解决，由此也规避了路面受到结构性破坏的问题;从其他角度来看，这种沥青超薄磨耗层具备了超好的抗滑性能，完全能够达到当前路面对抗滑性能的要求。

通常情况下，磨耗层寿命不大于10 a。通过有关研究和分析结果可知：当路面结构性能处于“中等”状态时，其自身使用性能会加速衰减。新型沥青超薄磨耗层系统是同步摊铺的一项技术，通常其厚度为0.8～2.0 cm[3～5]，热拌沥青混合材料、粘结结构层原料也作为高性能聚合物改性沥青以及经过化学处理的SBS改性乳化沥青，具有良好的抗滑、抗渗及抗裂性能，摊铺碾压完成后能更有效的提升公路路面平整度并降低行车过程中的噪音。

本论述以广东省龙川至怀集高速公路互通项目的匝道水泥混凝土公路路面加铺新型沥青超薄磨耗层罩面工艺技术的详细施工为实例，就施工机械和材料、沥青摊铺前准备、施工过程的控制注意事项、施工结束收尾和成品表观评价等方面进行了分析。

1施工机具材料介绍

1.1施工机具

1.1.1施工前现场清洁设备

施工现场以实际需求配置所需设备数量，本次广东龙怀高速公路三角匝道互通加铺超薄磨耗层施工现场清洁设备主要有华川HC系列路面抛丸机（图1（a）所示）2台、山猫WH75式道路清扫机（图1（b）所示）1台、容量20 t 的水车（图1（c）所示）1台及雷箭二冲程58CC 式背负汽油吹风机（图1（d）所示）4台。

1.1.2新型沥青超薄磨耗层罩面沥青混合料拌和设备

沥青拌和设备选择具有较为精准性的拌合设备，将与之对应的拌合生产楼确定下来并使用到生产新型沥青混合材料的过程中，不能随便调换预先确定好的专用拌和设备。热料仓的筛网须按0～3 mm，3～6 mm和6～11 mm三种型号进行配备，拌和新型热拌沥青混合材料前，指定的拌和楼、所有称重计量设备系统均需聘请专门机构来完成专业标定工作，除此之外需提供具有权威性的标定证书。此过程中还应安装具备远程电脑监控系统设备，用以在开展拌合工作时及时掌握混合料级配、沥青材料使用量及加热温度等数据和资料。

1.1.3新型沥青超薄磨耗层罩面摊铺设备

摊铺新型沥青超薄磨耗层罩面时使用的器材如图2（a）所示，即同步沥青材料摊铺机，并且需配备一台具有加热功能的乳化沥青储存罐车来确保工程项目的实施进度和质量（图2（b）所示）。

1.1.4新型沥青超薄磨耗层罩面沥青混合料运输及碾压设备

热拌成品沥青混合料的运输应根据现场拌合站与摊铺现场的距离及铺设速度而定。本次采用核载80 t 前四后八自卸卡车5台（图3（a）所示），徐工系列13 t型双钢轮压路机2台（图3（b）所示），宝马系列3 t 型双钢轮压路机1台（图3（c）所示），进行运输及碾压工作。

1.2新型沥青超薄磨耗层罩面的材料组成和技术指标

1.2.1原材料介绍

本次主要使用沥青胶结材料作为试验材料，所有集料选择广东省河源市连平县芙蓉石场生产的5～7 mm 与3～5 mm规格的两种碎石和0～3 mm 的机制砂[6]。

1.2.2粗集料介绍

为能够将新型沥青超薄磨耗层路面所具有的耐磨性及抗滑性能全面提升，本次所采用的粗集料选取辉绿岩材料，该材料产地位于广东省河源市，规格介于5～10 mm;而细集料选取0～3 mm范围内的石灰岩;本工程粗集料技术指标见表1所列。由表1可知，粗集料的洛杉矶磨耗值为10.5%、磨光值为52，这项数据表示该粗集料本身具备超强的耐磨性能。一般情况下，当石料具有较高的试验磨光值就代表其自身具备超强的抗滑性能，这与高磨光值石料的相关标准保持一致。当沥青及石料之间具有较高粘附性时，沥青混合料就具备了超强的水稳定性。

1.2.3填料介绍

本項目所使用的填料是广东省惠州市博罗县雄茂建材公司出产的矿粉，其试验结果见表2所列，其表观亲水指数与密度等都符合技术要求，表明此材料在搅拌时同沥青胶结较好，并且在此前提下产生了薄膜，该薄膜同沥青混合材料具有较高的粘附性，并且经相关测试发现该材料不论是在塑性指数还是在含水量方面都能达到满意的结果，因此该矿粉的抗变形能力以及粘结性能都是超强的，同时将其在混合材料内部掺入能够使集料的粘附性提升，因此确保混合材料有较好的密实度，对于混合材料（矿粉）所用石灰岩材料磨细形成的矿粉，其每项指标的试验检测结果见表2所列。

1.2.4 GT TECH聚合物复合改性沥青

将研究对象放到新型沥青超薄磨耗层罩面混合材料上能够看出，首选GT TECH 聚合物复合改性沥青作为胶结料，其具体技术指标见表3所列。通过详细了解本复合性沥青发现：其针入度、软化点、延度的基础指标都同相关标准保持一致，在此情况下就表示其本身具备超强的稠度和粘度以及稳定性还有感温性，除此之外其抗开裂能力也极强。并且通过相关测试得出该材料自身的弹性恢复指标非常优良，故该材料在载荷作用的影响下产生变形之后可于短时间内得到恢复，有很好的自愈性，从而使公路路面原本的抗破坏能力得到全面提升和增强。随后将研究对象放到GT TECH 聚合物复合改性沥青方面，在接下来的工作步骤中对其展开旋转薄膜加热等一系列检测试验工作，能够看出该材料不仅具有超强的抗老化性，同时也具备超好的耐久性能。

1.2.5粘层油介绍

新型沥青超薄磨耗层罩面主要借助粘层油来完成，其中粘层油主要是通过化学处理后获得的SBS 聚合物改性乳化沥青，其核心作用是为了使刚性基层和柔性沥青层很好的结合在一起，其指标要求见表4所列。从表4可以看出，处理后的乳化沥青的粘附性较强，能够将工程开展过程中出现的部分沥青被机械设备碾压带走的情况进行合理且有效规避。从而可以看出其同公路路面的性能标准是保持一致的。

1.2.6新型沥青混合材料设计配合比及其性能

本项目使用的上述材料，经过试验配比，沥青混合材料的配合比为：5～8 mm∶3～5 mm∶0～3 mm;矿粉=62∶18∶16∶4;通过观察油石比数值可以看出是7.2%;矿料级配的构成标准以及具体设计内容见表5所列，其自身性能试验结果见表6所列。

2沥青摊铺前准备

2.1现场实施条件准备

2.1.1路面抛丸清洁

在沥青摊铺前需要将原有水泥路面进行抛丸清洁，将水泥路面内的灰尘、浮渣清除干净，以达到沥青与路面紧密贴合、无鼓包、无空洞的要求，提高沥青摊铺后成品质量和效果。

2.1.2沥青冷料灌封处理

沥青冷料灌封处理是将原有路面的较大裂缝及板块伸缩缝进行填充，具体做法要求灌封严密，不能出现漏封、下陷和凸出路面等情况，要与路面保持平齐，否则沥青磨耗层摊铺后会出现粘结不牢固、凸出或凹陷等不平整现象。

2.1.3清洗路面

清洗路面是将附着在抛丸后路面的泥土粉尘杂物冲洗干净，以避免沥青磨耗层摊铺后出现粘结不牢固、空包等现象。铣刨路面需要扫地机配合水车同时清扫，至少清洗两次，直到铣刨路面没有泥土灰尘为止，摊铺前再用吹风机将路面吹清一次。水车冲洗路面必须在摊铺前一天封路冲洗，让路面有充分时间晾干，保证摊铺时路面干燥不能有明水和特别潮湿的现象。

2.1.4天气条件

新型沥青超薄磨耗层技术施工时，天气条件也尤为重要。通常情况下路面温度高于5℃、环境湿度低于90%时，进行现场施工作业。在雨天或者有可能下雨的情况下是坚决不允许施工的。施工前应重点关注天气情况，以及现场环境条件，如各方面均满足要求方可开始施工。

2.2现场施工技术要求准备

2.2.1机械准备

施工现场所需机械根据现场施工面积、沥青料拌和站至施工现场的距离等实际情况配置机械设备。根据本工程实际情况配备的机械设备有同步式沥青混凝土摊铺机1台、规格13 t 的徐工双钢轮压路机2台、规格3 t 的小宝马压路机1台、自加热沥青储存罐车1辆、水车1辆、沥青拌合料运输车5辆。

2.2.2人员技术准备

施工前，首先需做足做好前期施工的准备工作，以便为新型沥青超薄磨耗层施工的顺利进行提供良好保障。具体来说，施工技术人员应当对施工前原路面进行必要的细致处理，如将旧路表面清理干净、保持旧路表面干燥、无明水等。在路面清理过程中，施工技术人员应科学客观地采用大功率吹风机将旧路表面间隙中的灰土、杂尘进行全面清洁，然后再对旧路面进行拉毛处理。此项技术应用于旧路路面施工时，超薄磨耗层材料将直接影响到本工程项目的整体产品质量，因此施工方必须严格选择施工原材料。

2.2.3材料的试验技术要求及准备

新型沥青超薄磨耗层通常所用的原材料是改性沥青、矿粉和集料，是可以和热拌沥青配合使用的，进而最大限度的使其实际效果和功能得以大幅提升。然而，在旧路路面使用此项施工技术之前，施工方应反复多次做好前期试验工作，保证沥青混合料的每项性能表现都满足实际施工要求。沥青混合料生产加工中，在场技术人员应熟练掌握相关资料和技术要求，保证全部沥青混合料的稳定性能要求。在搅拌新型超薄沥青混合料时，应对混合料的搅拌温度及时间进行客观且科学地掌控。通常情况下，施工过程中使用的沥青混合料的搅拌必须达到各种集料分布均匀之状态。

3施工过程控制注意事项

3.1粘层油施工注意事项

3.1.1粘层油的选材及用量

为增强新型沥青超薄磨耗层与路面的粘结性，应使用偶联型高性能的SBS改性乳化沥青粘层油，洒布量应严格按照0.8～1.0kg/m2控制。

3.1.2粘层油的洒布及温度要求

为保证粘层油洒布的均匀性，避免喷嘴及过滤网堵塞的情况应注意下面的作业步骤：乳化沥青在装罐、加热及灌入摊铺机时应按照作业要求严格进行过滤筛除乳化沥青里的杂质。乳化沥青加入摊铺机时的温度必须控制在80℃～85℃，罐车内加温时不能直接将温度调至150℃以上，要打开罐车内的循环搅拌装置慢慢进行加温。如果受热不均匀，乳化沥青局部会在高温情况下破乳，导致不能使用。摊铺机械的过滤网应在每天收工后及时清理（要求1 d至少清理1次）。

3.2混合料运输的注意事项

3.2.1混合料运输前

在混合料运输之前，运输操作人员应先把运输车辆车厢清洁干净，并且在运输的车辆车厢上喷涂一层薄膜剂，以避免施工沥青混合料遭到其他污染，从而对施工质量和品质造成较大影响。

3.2.2混合料运输中

在实际混合料运输过程中，还要注意将车辆车厢内的沥青混合料做好覆盖遮蔽工作，尽量避免沥青混合料的到场温度出现极大下滑而对沥青混合料的整体品质性能产生较大影响。

3.2.3混合料到场

将需要施工的沥青混合料借助相應的方式运送到施工现场的时候，施工技术人员在开展工作的过程中一定要针对沥青混合料的表面情况以及其具体温度状况做好测温和观察，最好能将沥青混合料的摊铺温度控制在165℃左右。

3.3摊铺过程的注意事项

3.3.1摊铺形式

本项目在沥青混合料摊铺时采用低同步式沥青摊铺机一次性成型;依照现场的作业条件，该项目适合使用两台摊铺机进行梯队式作业，确保沥青摊铺时两台摊铺机接缝的效果。

3.3.2机械保证

摊铺机械在施工前应该进行严格的排查和检修，摊铺设备主要检修项是熨平板，熨平板要紧密拼接、不可出现缝隙，防止粒料卡入缝隙导致摊铺成型的路面拉出花条痕。碾压机械应对其钢轮进行彻底的清理，不允许钢轮表面有废料残渣，防止碾压时出现沾粘，导致路面有坑洼、不平整。

3.3.3摊铺速度

沥青摊铺机的摊铺速度应做到均匀、不间断。摊铺速度应控制在12 m/min 以内，一般调整在6～8 m/min 之间。速度过快会导致混合料离析或者摊铺厚度变薄、不均匀，速度过慢会造成摊铺机夯锤过重，而摊铺混合料夯击过实难以控制摊铺厚度。故应当严格控制摊铺速度，保证摊铺质量。

3.3.4供料衔接

沥青摊铺作业应紧密衔接，沥青料运输车应在摊铺机前方等待，且至少有两台车等待衔接，防止摊铺作业因等料而出现长时间停顿。作业时尽可能使用摊铺机械作业，避免人工摊铺。如需要人工摊铺，则应该在混合料温度没有出现明显下降时，快速完成人工作业，避免因人工作业慢导致混合料冷却结块、无法摊铺。

3.3.5应急处理

沥青料冷发粘时，不得再继续进行摊铺或作为缺陷修补材料使用，尽量避免形成麻面和油斑等病害现象。

3.4碾压过程中的注意事项

3.4.1碾压机械的选择及技术要求

超薄磨耗层碾压时应先使用双钢轮压路机静压，碾压过程严格遵循“匀速、慢压、高温、紧跟高频、低幅、先边、后中”的碾压原则进行压实。在新型沥青超薄磨耗层碾压作业中，不允许使用胶轮压路机碾压，因为磨耗层厚度薄，脚轮机会将沥青混合料推移并且有可能沾粘胶轮。详细了解新型沥青超薄磨耗层罩面能够看出，其性能依赖摊铺机自身的熨平板材密实程度，通常在具体作业过程中应用13 t 的双钢轮压路机，并且以此为工具来做收光面及静态碾压作业。新型沥青超薄磨耗层拌合材料摊铺后应在高温状态下进行快速碾压作业，不得在低温状态下反复进行碾压，防止碾压设备磨掉石料棱角、压碎石料、破坏石料的嵌挤状态。新型超薄沥青混合料在摊铺完成后，必须严格控制新型超薄沥青混合料的温度，等到新型超薄沥青混合料的温度下降至120℃后，碾压设备才可以对刚才摊铺的路面进行压实作业，以保证路面的稳定性不受任何影响。新型沥青混合料在压实过程中必须均匀，需特别注意的是压实作业必须要新型沥青混合料温度下降至110℃前完成碾压。

3.4.2过程控制

控制好新型沥青混合料摊铺碾压质量技术最关键的环节是摊铺碾压，新型沥青混合料的摊铺碾压环节决定了最终成品路面的质量品质，因此对于摊铺过程的平整性和厚度都有较为严格的技术标准;其次是在碾压环节必须严格控制新型沥青混合料的温度和压路机的压实速度;最后还要保证路面压实的均匀性，确保无裂缝产生。碾压设备的喷水系统不能一直处于常开状态，如有粘轮现象时可喷涂清水或含有隔离剂的水溶液进行处理。喷洒应该呈雾状，不得在不粘轮的情况下还继续喷水，这样会导致沥青料迅速降温，出现冷料和压不实的情况出现。对于松铺的厚度碾压的顺序和碾压的遍数速度以及碾压温度应该设立专岗人员进行跟踪检查，在碾压过程中如果出现马蹄脂黑油乳化沥青上浮或石料压碎、石料棱角明显磨损等过碾压现象时，应立即停止碾压。

4施工完结束收尾

4.1质量检查与现场清理

4.1.1质量检查

所有施工环节结束后，需要对本项目工程进行从头至尾的全面检查。检查时，必须依照现行的相关标准严格进行，对施工期间突显的所有质量问题都要逐一指出，将出现的问题进行整改。因此负责施工的技术人员必须要对自己严格要求，并且及时学习认识最新的最高效的施工技术和知识，不断增强自身的综合业务素质，切实保障检验工作顺利进行，大力提高检验工作水平。

4.1.2现场清理

施工完成后现场需要进行收尾工作，收尾工作一般包括成型路面的养护、正常路面由于拉料车漏料和轮迹或者挪机造成的污染、路面开放通行等。在施工结束后，因摊铺机履带上和沥青料运输车的车轮上粘有沥青油及植物油的残渣，所以在沥青施工面与正常水泥路面交接的路边设置机械清理区域。

4.1.3清理方式

一般在机械清理区域铺设彩条布或篷布等，将机械履带或轮胎与干净路面隔离开，防止油污污染干净的路面，摊铺过程中产生的废料残渣和沥青油污，宜用铁质小铲及喷洒清洁稀释剂清理，油污可用干粉土铺洒吸油。清理完成后的垃圾人工清扫装车，集中掩埋。

4.1.4封路与交通开放

成型路面施工完成后应封闭养护，直至新型沥青超薄磨耗层在路面上的温度低于50℃以下时开放交通，一般在摊铺完毕1 h后。施工完成后的养护过程中，需要注意的是要确保新型沥青超薄磨耗层路面保持在全封闭状态内，并且在这之中所有的车辆都能够驶入，这样做也是为了将路面在施工成型后产生痕迹的概率规避，从而使路面的驾驶舒适性以及平整度得到最大程度的保障。

4.2环境保护方面

由于拉料车漏料和轮迹或者挪机造成的污染，如车辙印、废油污染时可用柴油或清洁稀释剂清洗。挪机前应在正常路面铺设彩条布或其他遮盖物，保证路面清洁，避免再次清理，减少作业量。沥青摊铺过程中产生的沥青废料及垃圾，可采取集中处理或就地掩埋的处理方式，不可随地丢弃，破坏环境。

5成品表观评价

5.1表观质量与行车感受

根据广东龙川至怀集高速公路三角匝道互通新型沥青超薄磨耗层施工完成后，超薄磨耗层具有非常理想的状态，通过对其外观进行细致观察和了解发现其中并没有产生划痕和不均匀现象，同时也不存在蜕皮及泛油等问题，外观性能非常卓越。针对本次摊铺完成后的有关性能指标展开评定及检测工作，获得了相应的检测结果，具体结果见表6所列。这里的各项试验检测结果都是符合本工程相关设计技术要求的。 5.2行车感受

2017年11月，新型沥青超薄磨耗层加铺工作完成罩面，开展施工工作前也对匝道进行了细致的检测工作，检测工作的内容涵盖了平整度及横向力系数等。施工之前此匝道平整度的平均值为3.1 m / km，横向力系数为41左右;施工之后此匝道的路面平整度平均值为1.5 m /km，主车道和慢车道的横向力系数分别是74、76，检测结果表明此匝道路面采取超薄磨耗层罩面施工后路面的行驶质量及行车安全性有大幅度提高和上升，同时匝道路面的表观和形象也取得了明显的改善。

6结论与展望

6.1结论

6.1.1施工效率方面

施工效率较高。在高速公路新型超薄磨耗层施工过程中，超薄磨耗层是一次铺设成型，且不需要重复铺设，当需要铺设的材料准备齐全后，可适当开放交通，从而会更加高效的提高在高速公路加铺新型沥青超薄磨耗层的实际成效，很大地减轻通车施工时的交通压力。6.1.2技术性能方面

新型沥青超薄磨耗层摊铺技术能够全方位地提升道路路面性能。此项技术在很短的时间里，可以从根本上有效地提高道路路面的防水和防滑性能，从而有效减少交通事故的发生率。可以对道路路面的路基起到很好的保护作用。新型沥青超薄磨耗层技术所使用的沥青及其他材料一般都能够将矿粉很好地吸附，并且对矿粉的吸附作用是持续性的，基于这样的情况也产生了一种全新的新型材料层，这样使路面水分避免渗入到路基之中，由此也可防止因水分下渗而导致的各种损害的出现，这样就使得其自身安全性和稳定性得到了全方位增强，从而也使其自身性能得到稳固提升。6.1.3經济性能方面

该项施工技术应用的项目成本相对较低。与传统意义的高速公路养护技术相比，新型沥青超薄磨耗层技术实际施工期限一般较短、成本较低，因此具有良好的经济性。在本项目的使用中，有效改善了道路路面行车的舒适性和安全性，有效地控制了道路路面病害的进一步发展，增加了道路路面的使用寿命。

6.1.4总体成效

将观察对象放到广东省龙川到怀集高速公路上，对其三角互通匝道水泥路面所展开的铺超薄磨耗层技术的主要工艺流程及操作过程展开分析，在这个前提下可以得出这样的结论：超薄磨耗层施工过程中熟练掌握施工工艺流程及注意事项，不仅可改善超薄磨耗层在水泥混凝土路面上加铺后的成果及效率，而且还大大降低因操作失误及细节把控不严密导致的成本增加等。

6.2展望

超薄磨耗层施工技术在高速公路的养护工程中是特别值得推广和应用的。在高速公路道路养护工程中应用超薄磨耗层技术时，需要做好施工技术准备、沥青混合料拌和、沥青混合料运输处理和沥青混合料的摊铺及压实等工作，这样就能保证超薄磨耗层技术在高速公路道路养护工程中发挥其最好的性能品质。在今后的新型沥青超薄磨耗层施工中，其施工工艺会随着超薄磨耗层原材料的革新改变和施工机械的改良提升而改变。施工工艺对产品质量及工程成本有着很大的影响，在以后的施工中可以继续对施工工艺进行研究改进，使工程质量更加优质可靠。

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