高速公路养护超黏磨耗层技术应用

前言：想要写出一篇引人入胜的文章？我们特意为您整理了高速公路养护超黏磨耗层技术应用范文，希望能给你带来灵感和参考，敬请阅读。

摘要：在概述超黏磨耗层养护施工技术原理及优势的基础上，以某绕城高速公路工程为例，对超黏磨耗层原材料配合比设计及养护施工过程进行分析探讨。应用结果表明，超黏磨耗层薄层罩面属于公路预防性养护方面性价比较高的新技术、新工艺，通过专用设备的应用在稀浆封层微表处过程中同步喷洒防裂快凝改性乳化沥青，并在冷拌和过程中加入切割短丝无捻粗砂玻璃纤维，改性乳化沥青在摊铺施工后破乳固化、强度提升，对其碾压成型后即可开放交通。该技术应用于高速公路预养方面，能有效提升路面防水抗渗、抗摩擦能力，提升养护路面综合力学强度与路用性能显著。

关键词：超黏磨耗层；预防性养护；施工技术

1超黏磨耗层技术概述

超黏磨耗层技术通过将喷洒的乳化沥青黏结料和摊铺的玻璃纤维超黏磨耗冷拌料碾压成型后形成新的磨耗层或应力吸收层，以达到公路路面养护的目的。该技术主要吸取了超薄磨耗层和微表处的优势，并加入了玻璃纤维与黏结层改良工艺，使新铺层与原路面的黏结性以及公路路用性能显著提升。超黏磨耗层薄层罩面具有较强的应力吸收与分散能力。将切割破碎的纤维材料均匀洒布于沥青结合料内并互相搭接，使其与沥青混合料共同构成网络状缠绕结构，并充分利用纤维材料本身的高弹性模量和高抗拉强度特性，使封层结构的综合力学性能及抗拉、抗剪、抗压、抗冲击强度显著提升，使铺设在新旧沥青面层之间的纤维封层兼具高张力和高弹力，将其吸收到的摊铺层中的外界应力有效分散并使其重新分布，同时还能吸收并分散掉原沥青路面既有裂缝的反射应力，防止应力过度集中于裂缝尖端，并阻止行车荷载所造成的路面破坏[1]。

2工程概况

某绕城高速公路总长度为143.5km，全线均为全立交、全封闭高速公路设计，该公路自2005年建成运营以来，重载荷交通量日益增多，在当地多雨气候条件等的影响下路面先后出现不同程度的裂缝、沉降、车辙、坑槽等病害，摩擦系数、路面抗滑稳定性等路用性能明显降低，为安全行车埋下隐患。为有效解决上述病害，尽快恢复路用性能并有效延长公路使用寿命，公路养护管理部门决定采用超黏磨耗层罩面封层工艺对病害较为严重的下行K102+411—K105+537段、下行K039+284—K040+371段及上行K114+396—K115+253段、上行K210+107—K210+978段进行预防性养护，在有效解决既有病害的基础上，快速提升路面防水、抗滑、抑制裂缝、抗摩擦等路用性能，延长公路使用寿命。

3超黏磨耗层原材料及配合比设计

3.1原材料的选用

本高速公路工程超黏磨耗层养护施工原材料主要包括改性乳化沥青、石料、纤维、抗剥落剂等。（1）改性乳化沥青本工程所采用的改性乳化沥青封层结合料必须具有优良的喷洒破乳性和超强的黏结力，改性乳化沥青的选择还取决于石料和施工环境温度，酸性石料及较低的施工温度下应选择阳离子乳化沥青，碱性石料及施工环境温度较高时应采用阴离子乳化沥青。随着待养护路面粗糙度的增加，改性乳化沥青使用量也增大，而且耐磨层和沥青面层对改性乳化沥青的用量也比应力吸收中间层大。（2）集料本工程超黏磨耗层养护施工主要选用强度和硬度较高、颗粒形状较好、磨光性能良好的碎石集料，且碎石集料必须符合沥青路面上面层集料性能要求。粗细集料级配应根据施工要求及相关规范确定，本工程采用级别为4～6mm、6～10mm及10～14mm且含泥量在1%以内的石粉，分别用于应力吸收中间层、磨耗层和面层。填料主要采用石灰石、玄武岩和花岗岩，为增强石料的水稳性，可以按2%的比例掺加普通硅酸盐水泥。（3）纤维本工程路面养护采用卷轴式纤维盘包装的喷射无捻粗砂性玻璃纤维，其特克斯数为2400g/km，为保证施工过程中材料供给的连续性，应通过气流接头进行纤维材料堆积类型纱团的连接，纤维用量通常为240～260g/m2。本工程所采用的纤维材料长度均值有30mm、60mm、120mm等情况，大量工程经验表明，纤维段长度控制在60mm时封层加固效果最佳[2]。封层施工通常处于应力吸收中间层，其碎石覆盖率应占中间层面积的60%～70%。而磨耗层施工时纤维材料用量应适当增加。（4）抗剥落剂纤维封层施工中并非都采用抗剥落剂，通过选用抗剥落剂，能有效解决施工现场只能提供酸性或弱酸性集料的问题，抗剥落剂的掺加量应根据工程实际及试验确定，本工程养护施工过程中抗剥落剂掺量应控制在沥青重量的0.3%～0.5%。

3.2混合料配合比设计

本工程所使用的改性乳化沥青与4～6mm、6～10mm、10～14mm级别的粗细集料超黏磨耗层混合料级配组成及级配范围详见表1。根据所得到的级配并结合工程施工实际进行乳化沥青用量的调整，并进行其最佳使用量的确定，结果见图1。由图1对改性乳化沥青负荷压轮值和湿轮磨耗值的分析，可最终确定改性乳化沥青最佳使用量为10.3%，并按照这一用量进行超黏磨耗层稀浆混合料性能试验[3]。试验结果表明，超黏磨耗层混合料湿轮磨耗实测值为240.5g/m2，负荷压轮实测值为250.0g/m2，30min黏聚力实测值大于1.2N•m，60min黏聚力实测值大于2N•m，均符合技术标准。

4养护施工工艺

4.1试验段施工

为确定超黏磨耗封层施工设备，摊铺速度，沥青、粗细集料、矿粉、纤维等材料用量等施工参数，必须进行试验路段施工，并进行试验结果检验，待达设计要求后再进行正式施工。本工程试验路段设定在K152+400—K152+900段，路段长500m，根据试验段施工结果，本工程养护施工应采用1台超黏磨耗纤维封层设备，1台30t保温沥青罐车，1台10m³碎石撒布车，1台中型碎石装载机，1台10t轮胎压路机及路面清扫等机具。通过刮板进行混合料摊铺厚度控制，超黏磨耗纤维封层设备行进速度应控制在3.0km/h。

4.2原路面预处理

在进行超黏磨耗层加铺施工前，必须彻底挖除旧沥青路面裂缝、拥包、车辙、坑槽、麻面等病害后填补，以保证超黏磨耗层施工质量。预处理后的旧沥青路面其结构强度必须符合交通荷载要求，对于宽度在6mm以下的裂缝及深度12mm以下的车辙可不予处理，而宽度6mm及以上的裂缝和深度12mm以上的车辙必须先用填缝料填补处理[4]。

4.3长距离养护施工

本工程在试验路段施工的基础上根据施工效果对纤维封层设备喷撒量、碎石撒布量等施工参数进行了调整，达到预期施工效果后开始长距离养护施工。纤维封层设备行进速度应控制在3.0～4.5km/h，其中最佳速度为3.5km/h。在纤维封层设备之后碎石撒布车辆应紧跟其后，按设计要求撒布碎石，行进速度应与纤维封层设备相匹配，并在沥青破乳前完成碎石料的撒布。具体而言，应在沥青破乳前按设计要求撒布一段碎石后立即用10t胶轮压路机跟进碾压2～3遍，碾压速度控制在2.0km/h以内，并使碎石颗粒在稳压后的浸入深度达粒径的1/2。施工段超黏磨耗沥青层养护完毕后，应使热拌沥青混合料在自然状态下冷却，等15～40min养护施工面层温度低至50℃后即可开放交通。本公路养护施工段超黏磨耗层施工结束后对养护加固效果进行检验的结果表明，沥青路面抗拉强度、抗疲劳性能及抗车辙性能分别比原路面增加了34.5%、32.1%和320.75%，养护效果十分显著。

5结语

本工程预防性养护施工结果表明，超黏磨耗层预防性养护是对公路0～4cm之间的表面进行修复、加固、再生等处理的综合性技术，为保证养护质量，有效预防公路表面坑槽、裂缝、拥包、沉降等病害的发生与进一步发展，必须加强专用性养护设备的引入和高质量养护施工材料技术的应用，在养护施工方案确定后还应通过组织管理来保证养护施工质量。此外，由于预防性养护工程具有防水和封水的作用，必须加强其施工环境和施工季节的合理选择，通常在雨季前或雨季后实施。超黏磨耗层养护施工工艺在本高速公路预防性养护方面的应用及所取得的相关经验对类似工程预养护施工具有借鉴参考价值。

参考文献：

[1]于明明，朱浩然，朱富万.超黏磨耗层拌和型改性乳化沥青指标与材料开发研究[J].公路与汽运，2020（3）：86-89.

[2]周志刚.新型超黏磨耗层路用性能试验研究[J].西部交通科技，2020（2）：5-8.

[3]李强.冷拌冷铺超黏纤维磨耗层在预防性养护中的应用解析[J].科技资讯，2020（3）：34-36.

[4]王建文，张建雄，张耀元.超黏磨耗层技术在高速公路沥青路面养护中的应用[J].智能城市，2019（24）：135-136.

作者：罗志龙 文强 单位：江西省高速公路投资集团有限责任公司宜春管理中心