公路预防性养护是通过对路面裂缝、坑槽、车辙、麻面、脱皮、泛油、沥青老化等轻微病害处理后进行封层处理或加铺磨耗层，改善路况，延长道路使用寿命。近两年在我公司养护道路范围内，引进了超薄磨耗层预防性养护技术。超薄磨耗层技术是一种新型的预防性养护技术，适用于交通量大、路面性能要求高的公路预防性养护，具有提高平整度、抗滑、耐磨、降噪等特点，施工简单、快捷、可靠，耐久性好。
　　作为顺密路密云段超薄磨耗层预防性养护工程施工项目的技术负责人，希望通过本文的研究，促进新材料、新技术、新工艺在公路养护中的应用。
　　关键词：预防性养护，超薄磨耗层，旧路病害，铣
　　一、超薄磨耗层特点
　　1、超薄磨耗层的概念及类型
　　超薄磨耗层是使用专用摊铺设备将15～25mm厚的间断级配改性热沥青混合料摊铺在一层聚合物改性乳化沥青粘层上。特种改性乳化沥青粘结层的喷洒与改性热沥青混合料摊铺同时进行,最后压路机碾压一次成型。专用改性乳化沥青具有优异的粘结性能，可以保证超薄磨耗层与下面层的牢固粘結，改性沥青混合料最大程度地发挥了热沥青混合料的各项优势，确保其达到预期的使用性能。超薄磨耗层按集料级配、粒径和厚度分为三种类型如表2-1所示。随着厚度增加，超薄磨耗层的使用性能随之提高，材料使用量增加，成本随之只增加，应根据道路等级和实际交通需要选取厚度。
　　2、超薄磨耗层的功能
　　超薄磨耗层可以解决的路面问题：(1)路面出现细小裂缝、麻面、脱皮、泛油、沥青老化、路面渗水等轻微病害，需要经济有效的养护，以改善路用性能，延长使用寿命；(2)路面由于磨损或泛油，构造深度不足，致使抗滑性能降低，尤其是雨天路面形成水膜，影响行车安全；(3)由于温度升高，重车荷载作用，路面产生变形，平整度降低，轻微波浪造成路面与轮胎产生过大噪音，车辙则影响行车安全。超薄磨耗层不仅可以改善路面状况，在旧路面上形成坚固的保护层，延长道路使用年限，提高行车的安全性和舒适性，此外，在交通繁忙的干线公路上，可以快速施工，快速成型，之后可以迅速开放交通，减少对现况交通的影响。
　　3、超薄磨耗层对原材料及施工工艺的要求
　　超薄磨耗层是一种新型预防性养护技术，主要应用于高等级沥青或水泥路面的预防性养护和轻微病害的矫正性养护，具有抗滑、抗车辙、抗磨耗的优良性能。要求使用优质原材料，专用摊铺设备。
　　沥青采用壳牌针对超薄磨耗层系统专门研制的专用改性沥青，性能优良。粘层专用改性乳化沥青，要求有较高的固含量，且蒸发后沥青有较高的弹性和柔韧性，以保证实施整体的功能。粗集料应为典型高等级公路路面使用集料，干净、坚硬、耐磨、耐久性好，一般采用玄武岩、石灰岩、辉绿岩碎石。细集料直径小于4.75mm的细集料必须是机制砂(100%破碎加工而成)，应该洁净、干燥、无风化、无杂质，与沥青有良好的粘结能力。沥青混合料的填料采用石灰岩等憎水性石料经磨细得到的矿粉，矿粉要求干燥、洁净。
　　施工前应彻底处理旧路面的质量缺陷，消除质量隐患。切除坑槽、块裂、松散以及拥包等病害后采用热拌沥青混合料恢复，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。摊铺前，必须对施工路段采用人工仔细清扫处理，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。专用设备摊铺时，能够准确控制改性乳化沥青喷洒量，保证聚合物改性乳化沥青喷洒和改性热沥青混合料摊铺同时进行，时间间隔不超过5s。另外，道路养护施工作业，不断道施工，要求做好成品保护，新铺路面温度降至50℃以下后开放交通。
　　二、材料检验及技术要求
　　为了保证超薄磨耗层混合料的质量，必须严格控制原材料的质量，根据混合料的路用性能要求和原材料的特性进行有针对性的试验检验。
　　1、原材料性能检验
　　（1）沥青
　　沥青为壳牌专用改性沥青，对沥青各项指标进行检测，结果见表3-1所示。
　　表3-1 改性沥青的检测结果
　　项 目 试验值 技术要求 试验方法
　　针入度（25℃,100g,5s,）（0.1mm） 70 ≥50 T 0604-2000
　　延度（5cm/min,5℃）(cm) 42 ≥20 T 0605-1993
　　软化点（环球法）（℃） 88.8 ≥70 T 0606-2000
　　密度（15℃）（g/cm3） 1.030 实测记录 T 0603-1993
　　48h离析（℃） 1.5 ≤2 T 0661-2000
　　弹性恢复25℃ （％） 88 ≥75 T 0662-2000
　　薄膜烘箱试验
　　（163℃,5h） 质量损失（％） 0.25 ≤1.0 T 0609-1993
　　 针入度比（％） 73 ≥60 T 0604-2000
　　 延度（10℃）（cm） 24 ≥15 T 0603-1993
　　（2）粗集料
　　粗集料产地为承德，技术指标检测结果见表3-2所示。
　　表3-2 玄武岩粗集料技术指标检测结果
　　项 目 试验值 技术要求 试验方法
　　石料压碎值（％） 13.3 ≤26 T 0316-2000
　　洛杉矶磨耗值（％） 13.0 ≤28 T 0317-2000
　　表观相对密度 2.887 ≥2.6 T 0304-2000
　　吸水率（％） 0.82 ≤2 T 0304-2000
　　针片状颗粒含量（％） 8.3 ≤15 T 0312-2000
　　对沥青的粘附性 5 ≥4级 T 0616-1933
　　含泥量（％） 0.3 ≤1.0 T 0310-2000
　　（3）细集料和填料
　　细集料为机制砂，产地为北京密云，技术指标检测结果见表3-3所示。
　　表3-3 细集料技术指标检测结果
　　项 目 试验值 技术要求 试验方法
　　表观相对密度 2.800 2.500 T 0328-2000
　　砂当量（％） 75 ≥60 T 0334-1994
　　填料为石灰石矿粉，产地为北京密云，技术指标检测结果见表3-4所示。
　　表3-4 矿粉技术指标检测结果
　　项 目 试验值 技术要求 试验方法
　　表观密度（t/m3） 2.802 ≥2.500 T 0352-2000
　　含水量（％） 75 ≤1.0 T 0103烘干法
　　亲水系数 0.68 ＜1 T 0353-2000
　　粒度范围＜0.6mm（％）
　　 ＜0.15mm（％）
　　＜0.075mm（％） 100
　　95.7
　　83.6 100
　　90~100
　　75~100 T 0351-2000
　　外观 无团粒结块 无团粒结块
　　（4）改性乳化沥青
　　改性乳化沥青能够实现热混合料层和下承层的有效粘结，并能保证实现系统的整体功能，符合同步施工工艺的要求，改性乳化沥青的技术要求如表3-5所示。
　　表3-5 改性乳化沥青的检测结果
　　项目 试验值 技术要求 试验方法
　　筛上剩余量（1.18mm）（％） 0 ≤0.05 T 0652-1993
　　破乳速度 快裂 快裂 T 0658-1993
　　蒸
　　发
　　残
　　留
　　物 蒸馏固含量试验（%） 63.5 ≥63.0 ASTM D244
　　 针入度（25℃,100g,5s）（0.1mm） 75 60-150 T 0604-2000
　　 溶解度（三氯乙烯）（％） 99.1 ≥97.5 T 0607-1993
　　 赛波特粘度（s） 52 20-100 T 0623-1993
　　 弹性恢复25℃ （％） 78 ≥60 T 0662-2000
　　储藏稳定性试验1d, % 0.4 ≤1 T 0656-1993
　　备注：改性乳化沥青蒸馏固含量试验时，必须达到最高温度200℃±5℃并保持15分钟。
　　2、混合料性能检验
　　根据原材料筛分结果，参照目标配合比确定矿料比例。确定矿料合成级配后，参考目标配比确定最佳油石比，按照最佳油石比5%，拌合混合料，检测混合料的各项指标及检测结果
　　确定配合比后通过析漏试验检验胶结料最大用量。通过试验确定沥青混合料中有无多余的自由沥青及沥青玛蹄脂数量。由于超薄磨耗层有最小油膜厚度的要求（较常规要求的油膜厚度大），需要较多的沥青，但沥青用量不能超过矿料的表面积所能吸附的最大沥青用量，否则就产生多余的自由沥青，引起混合料强度下降和沥青上泛，影响构造深度和高温稳定性。通过浸水马歇尔试验得到残留马歇尔稳定比来评价沥青混合料的水稳定性。
　　通过试验数据知道超薄磨耗层(B型)沥青混合料的材料组成及原材料和混合料的各项技术指标及要求，合格的材料是成功实现超薄磨耗层预防性养护的基本保证。三、超薄磨耗层施工
　　1、准备工作
　　（1）旧路病害调查和处理
　　由于设计阶段与施工阶段的时间间隔，路况可能发生变化，图纸会审后，需进行实地勘察，并与设计图纸比对，确定道路病害位置和数量，为施工方案提供事实依据，保证病害处理全面彻底，不留隐患。病害处理为一般沥青混合料掺加抗车辙剂，提高路面的抗变形能力。
　　(2)旧路铣刨
　　超薄磨耗层摊铺前要求旧路铣刨2厘米，铣刨可以消除轻微车辙，与病害处理部分接顺，形成基本平整的界面。使用维特根W2000铣刨机，铣刨时不仅有较高生产效率还有一定的找平功能，有利于提高路面平整度。
　　（3）铺筑试验段
　　选择K32+700至K32+900左侧外侧车道摊铺试验段。搅拌站按照生产配合比试拌，并抽样检测，人员、机械进场就位试运行，铺筑200米长试验段。对拌合料、铺筑质量、设备性能、工作效率和人员配合情况进行检验，记录施工过程中数据，与计划目标比对，不足之处进行补充和完善。
　　2、混合料拌合
　　正式施工前對拌和机的计量系统进行校准，保证计量准确，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，对需要更换的耗件进行更换；本次施工拌合设备为LB-3000型，同时对生产配合比进行验证，以保证正式生产时有良好的级配。
　　拌合温度控制为：（1）石料加热温度180℃～190℃；（2）沥青加热温度 165℃～175℃；（3）拌和温度170℃～180℃；（4）有效拌和时间30s～45s。
　　所有过渡加热的混合料，或已经炭化、起泡和含水的混合料都应废除。拌和后的混合料必须均匀一致，无花白、无粗细集料离析和积块。
　　3、混合料运输
　　装料过程中，运输车辆要前后挪动，避免装车过程中混合料发生离析。
　　车箱底板及周壁涂一层隔离剂，运输混合料用苫布覆盖保温。运料车在摊铺机前10-30cm处停住，不得撞击摊铺机，卸料过程中运料车挂空档。运输中尽量避免急刹车以减少混合料离析。摊铺作业开始前，现场至少有5-10台运料车在现场等候，以保证摊铺的连续性，摊铺开始后，运料车根据摊铺速度陆续补充，确保不出现停机待料现象。
　　 结论
　　超薄磨耗层预防性养护技术可以提高路面平整度，增强路面的抗滑、耐磨性能，进而提高道路的行车安全性和舒适性，延长道路使用年限，并且施工简捷迅速，可以减少对现况交通的影响，符合高等级路面预防性养护的要求。
　　超薄磨耗层作为路面功能层，要求下承层结构完整，满足行车承载力要求，所以必须对旧路病害进行彻底处治，之后才能进行超薄磨耗层罩面。
　　超薄磨耗层对原材料和混合料的技术性能要求较高，必须对原材料各项技术指标严格检验，按照配合比准确控制各种材料用量，保证混合料的各项指标满足规定要求。
　　严格按照施工工艺控制施工，施工准备、材料运输、摊铺、碾压、成品保护等每个环节由专人负责。过程控制是实现超薄磨耗层预防性养护目标的关键。
　　参考文献
　　[1]李自光，黄有林.NovaChip超薄磨耗层在高速公路养护中的应用.公路与汽运.2010.总第139期
　　
　　注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。