超薄磨耗层技术在高速公路中的应用_周星雨.pdf

Construction&DesignForProject工程建设与设计1引言目前，我国多数高等级道路采用的是沥青路面，然而沥青路面的早期破坏一直是亟待解决的难题。目前，公路工程中采用养护技术对其进行养护和维修，但大多数养护技术均采用去除上面层以重新铺筑新沥青混合料的方式，这种方式往往对交通产生一定的阻碍影响，大部分原路面材料会被舍弃而产生浪费，同时施工时间也较长。而超薄磨耗层技术则可规避这一问题，该技术是在上面层直接加铺一层薄薄的磨耗层对沥青路面进行养护。本文依托实际工程项目，对该技术在公路工程中的具体应用进行探讨和研究。2超薄磨耗层的技术特点超薄磨耗层技术是采用混合料粒径较小且为间断级配的集料经拌和后铺装至面层上，厚度一般为1525 mm1-2。该技术主要有3大特点：1）降噪性好，由于超薄磨耗层技术铺装厚度较薄，且混合料为间断级配，其空隙率相对较大，可减低车轮在行驶过程中产生的泵吸，以此达到降噪效果；2）抗滑性好，该技术选用的集料粒径较单一，表面性能较好，对道路表面粗糙度的提高有积极作用，从而提升了路面抗滑性能，为行车安全提供保障；3）施工周期短，由于该技术摊铺的磨耗层较薄，摊铺速度较快，所需要的施工时间较短，一般施工完毕后3040 min后【作者简介】周星雨（1995），男，河北新乐人，助理工程师，从事道路桥梁研究。超薄磨耗层技术在高速公路中的应用Application of Ultra-Thin Wear Layer Technology in Expressway周星雨（河北省交通建设监理咨询有限公司，石家庄 050000）ZHOU Xing-yu(Hebei Highway&Waterway Engineering Consulting Co.Ltd.,Shijiazhuang 050000,China)【摘要】为研究超薄磨耗层技术在高速公路中的应用，结合实际工程，对该技术的原材料进行简单介绍，并阐述其施工工艺及技术特点。通过渗水仪法及摆式仪法对该技术的防水性能和抗滑性能进行评价，结果表明：平均渗水系数由施工前的 80mL/min 经施工后降至 16mL/min，防水性能有较大幅度的改善；平均构造深度由施工前的 0.79mm 提升至施工后的 0.99mm，抗滑性能也有较大的提升。总体而言沥青路面施工效果较好。【A b s t r a c t】In order to study the application of ultra-thin wear layer technology in expressway,combined with the actual project,the rawmaterials of this technology are briefly introduced,and its construction technology and technical characteristics are expounded.Thewaterproofingandskidresistanceofthetechnologywereevaluatedbythemethodofwaterseepagemeterandpendulummeter.Theresultsshowthat the average water seepage coefficient is reduced from 80 m L/min before construction to 16 m L/min after construction,and thewaterproofingperformancehasbeengreatlyimproved.Theaveragestructuredepthisincreasedfrom0.79mm before construction to 0.99 mmafterconstruction,andtheslipresistanceisalsogreatlyimproved.Generallyspeaking,theconstructioneffectofasphaltpavementisbetter.【关键词】高速公路；超薄磨耗层技术；施工工艺；防水性能；抗滑性能【K e y w o r d s】expressway;ultra-thinwearlayertechnology;constructiontechnology;waterproofperformance;anti-slidingperformance【中图分类号】U418.6【文献标志码】B【文章编号】1007-9467（2023）03-0236-03【DOI】10.13616/ki.gcjsysj.2023.03.072236可开放交通，对道路交通影响较小，属于沥青路面养护中的快速养护。3工程概况某高速公路全线长92.17 km，双向4车道，设计车速为120 km/h。由于该地区夏季高温多雨，加上车流量及重载车辆的逐年增加，通车约7年后沥青路面局部出现车辙、裂缝及拥包等病害。随着车辆荷载的继续作用，路面病害持续发展，有关部门决定对该道路进行维修养护。经检测单位人员对道路病害情况进行实地勘测，并由相关专业人员对其进行评估，讨论决定采用加铺超薄磨耗层的方式对该道路进行养护维修。原路面结构设计见表1。表 1原路面结构设计层位厚度/cm铺筑材料上面层中面层下面层基层底基层垫层467201818AK-13（细粒式）AC-20（细粒式）AC-25（粗粒式）水泥稳定碎石水泥稳定碎石级配碎石4原材料4.1沥青超薄磨耗层施工采用的沥青材料大多为改性沥青，因摊铺的磨耗层较薄，可能会出现黏性不足的情况，选择采用改性沥青这一黏度较大的材料来解决这一弊端，增加层位间的黏结性3。因此，本项目选用改性沥青作为原材料，其主要性能指标检测结果见表2。表 2改性沥青主要性能指标检测结果技术指标检测结果 技术要求规范针入度 25，5 s，100 g/（0.1 mm）软化点/延度 5 （5 m/min）/cm黏度 120/（Pa s）闪点/7167526.4265608050353230T0604T0605T0605T0619T0611172580152060T0624T0624T0605TFOT 后残留物韧性/（N m）黏韧性/（N m）针入度比 25/%4.2集料由于超薄磨耗层技术施工作业于路面表面层，与车轮荷载直接接触，因此，所选用的集料材料应具有较好的坚固性、耐磨耗性及良好的表面粗糙度，以提升路面的耐久性能。经综合比对，决定采用玄武岩碎石作为集料材料。玄武岩碎石主要性能指标检测结果见表3。表 3玄武岩碎石主要性能指标试验技术指标测试结果技术要求压碎值/%磨光值（BPN）针片状颗粒含量/%吸水率/%冲击值/%坚固性/%13.449.612.71.516.28.8284314228125施工工艺5.1前期准备在正式进行超薄磨耗层施工之前，需先将原路面进行处理。由清洁人员对道路垃圾进行清扫，尤其是一些杂质一定要清理到位，防止与摊铺后的新沥青混合料黏结而降低其性能。若原路面表面泥土过多，还需安排清洁车对路面进行冲刷清理，待路面晾晒干燥后进行施工作业。5.2沥青混合料的拌和在进行混合料的拌和之前，需要逐一检查各材料性能是否合格，生产配合比要严格参照设计单位及第三方检测机构所出具的配合比进行配制。可先选取少部分材料进行试拌，试拌过程中及时检查拌和温度、各材料含量以及级配等，中途若有问题，及时调整及反馈。待试拌结束后获得合格的沥青混合料时，即可进行大批量生产。超薄磨耗层混合料的拌和温度一般为：石料的加热温度在190205，沥青温度在160175，沥青混合料出料时的温度在175185。5.3沥青混合料的运输沥青混合料拌和完毕后需尽快运送至施工现场。在装料过程中，首先，应先将车厢内喷洒一层植物油，防止混合料黏结在车厢内壁；其次，混合料应分3次装入车厢内，以防止在运输途中出现离析现象，同时，不宜装料过满，一般装满车厢的2/3即可，以免途中颠簸而造成混合料洒落过多；最后，为防止运输途中混合料温度流失过快，可在车厢上层铺盖一层帆布，起到保温效果。运输车驾驶员应在平稳安全的前提下尽快将混合料送往工地。Construction Technology工程施工技术237Construction&DesignForProject工程建设与设计5.4沥青混合料的摊铺混合料运送至现场后及时检查，对于那些已冷却的、结团的及产生离析等的不合格混合料予以废弃处理，合格的混合料及时进行摊铺。摊铺机在施工前应提前进行预热，预热温度为110 4。摊铺机应将混合料均匀地摊铺在路面上，其厚度及温度均应遵循施工规范。5.5沥青混合料的碾压沥青混合料的碾压应先合理选用压路机设备，可采用不同压路机组合作业的方式进行，从而达到更佳的压实效果。本项目采用钢轮压路机与轮胎压路机进行联合碾压，初压过程由钢轮压路机进行静压12遍；复压过程用钢轮压路机压3遍，再由轮胎压路机压2遍；最后，终压过程用钢轮压路机静压1遍即可。6性能检测6.1防水性能路面的防水性能是道路验收的一项重要指标。公路工程中道路因受水侵蚀而产生不同程度的损害的例子比比皆是，水分的渗入对道路结构完整及性能完好是一个重要威胁。为评价超薄磨耗层技术的防水性能，本项目采用渗水仪测试法，通过随机抽点对路段渗水系数进行检测，并与施工前的渗水系数相比对。具体的检测结果见表4。表 4超薄磨耗层技术防水性能检测结果路面状况测点桩号渗水系数/（mL min-1）施工前K1+180K1+680K2+150807169758972778587838285827892施工后K1+180K1+680K2+15016742318620191218175182238根据表4的检测结果可知，采用超薄磨耗层技术施工后的渗水系数整体上有了明显的降低，平均渗水系数由施工前的80 mL/min经施工后降至16mL/min。由此可看出，超薄磨耗层技术具有较好的防水性能。6.2抗滑性能路面具有良好的抗滑性能为车辆在道路上安全驾驶提供基础保障。若车辆在道路中行驶过程中，遇上路面抗滑性能欠佳，则很容易出现车轮打滑的情况，这在雨天行驶或途径有水的局部路段或坡度较大的路段都具有极高的危险系数，极易造成交通事故。为评价超薄磨耗层的抗滑性能，本项目对路段构造系数及其抗滑值进行检测，并与施工前的指标进行比对。具体的检测结果见表5。表 5超薄磨耗层技术防水性能检测结果路面状况桩号/测点构造深度/mm抗滑值（BPN）1#2#3#1#2#3#封层前K1+180K1+680K2+1500.750.790.830.770.810.820.780.790.81414847434551444650平均值0.7946K1+180K1+680K2+1500.971.030.951.021.061.010.940.980.997269717073696875700.9970封层后平均值由表5的检测结果显示，采用超薄磨耗层技术施工后的抗滑性能有了一定的改善效果。平均构造深度由施工前的0.79 mm提升至施工后的0.99 mm，同样BPN值也明显增大，说明超薄磨耗层技术对抗滑性能的提升有着积极影响。7结语超薄磨耗层技术具有养护时间短、成本低的特点，对于沥青路面小型维修养护而言是一项较好的选择。本文结合该技术在某高速公路的应用，从施工所需原材料的选取到施工工艺及关键技术对其进行介绍。最后通过试验检测评价该技术的防水性能和抗滑性能，试验表明其性能效果均较好。【参考文献】1唐俊.超薄磨耗层技术在道路养护中的应用研究J.工程技术研究,2022,7(2):59-61.2杨杰.高速公路路面养护超薄磨耗层技术分析J.黑龙江交通科技,2021,44(12):73-74.3任兴荣.超薄磨耗层技术在公路养护中的应用J.中国公路,2022(2):100-101.4王越.超薄磨耗层技术在公路工程中的应用J.交通世界,2022(8):60-61.【收稿日期】2