【技术】超薄磨耗层施工关键技术研究
摘要：超薄磨耗层是一种针对交通负载大、路面性能要求高的高等级公路、城市道路的路面养护的专有技术。本文基于超薄磨耗层材料优良的路用性能，介绍了超薄磨耗层原材料的选取和性能要求，施工过程中的关键技术要点等内容。
关键词：超薄磨耗层；施工技术；公路养护
如今，随着改性沥青技术的不断发展，各种优秀品质的改性沥青很容易获得，加上先进的施工设备，科学合理的混合料设计方法等等，使得薄层处治技术又得以发展和大范围应用。超薄磨耗层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，也可以作为新建道路表面磨耗层，是一种超长耐久的表面层，具有抗滑、抗车辙、抗磨耗的优良性能。
1.原材料的选择及性能要求
1.1集料级配要求
表1 集料级配要求
| 项目 |
通过下列筛孔（mm）的质量百分率（%） |
||||||||
|
筛孔尺寸 |
13.2 |
9.5 |
4.75 |
2.36 |
1.18 |
0.60 |
0.30 |
0.15 |
0.075 |
|
通过百分率（%） |
100 |
90-100 |
28-60 |
20-32 |
14-26 |
12-22 |
10-18 |
9-16 |
8-13 |
1.2原材料性能要求
1）粗集料（大于4.75mm）
超薄磨耗层作为表层，直接承受交通荷载，因此首先要满足耐磨的要求，所以粗集料要应为典型高等级公路路面使用集料，破碎砾石、玄武岩、白云石，沙石和燧石，或其他材料均可作为沥青混合料的粗集料。本文采用玄武岩作为粗集料。
2）细集料的技术要求
直径小于4.75mm以下的细集料，必须洁净、干燥、无风化、无杂质，与沥青有良好的粘结能力。细集料技术要求及测试结果见表2。
表2 细集料技术要求
|
项 目 |
单位 |
技术要求 |
试验方法 |
|
视密度 不小于 |
g∕m3 |
2.50 |
T0329 |
|
坚固性 不小于 |
% |
12 |
T0340 |
|
砂当量 不小于 |
% |
55 |
T0334 |
|
塑性指数 |
% |
无 |
T0118或 T0119（土工试验） |
|
粗糙度 |
S |
实测 |
T0349 |
3）填料
沥青混合料的填料必须采用石灰岩或岩浆中的强基性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉，原石料中的泥土杂质应除净。矿粉应干燥、洁净，其质量应符合表3的技术要求。
表3 沥青混合料用矿粉质量要求
|
项目 |
单位 |
技术要求 |
|
表观相对密度 不小于 |
t/m3 |
2.5 |
|
含水量 不大于 |
% |
1 |
|
粒度范围<0.6mm |
% |
100 |
|
<0.15mm |
% |
90-100 |
|
<0.075mm |
% |
75-100 |
|
外观 |
无团粒结块 |
|
|
亲水系数 |
<1 |
4）改性沥青
高性能改性沥青粘层，破乳速度快，可提供超薄磨耗层与原路面的粘结力，同时还起到防水作用，一般情况下，改性乳化沥青粘层的喷洒量在0.8-1.0kg∕㎡,改性沥青采用SBS改性剂，满足下表的主要技术要求。
表4 改性沥青技术性能指标要求
|
实验项目 |
PCR |
|
|
筛上剩余量 |
0.1 |
|
|
电荷 |
阳离子（+） |
|
|
恩格拉粘度计E25 |
1-10 |
|
|
沥青标准粘度计C25,3 |
8-25 |
|
|
蒸发残留物含量不小于（%） |
60 |
|
|
蒸发残留物性质（直接加热法） |
针入度（100g，25℃） |
40-120 |
|
延度（5℃,5cm∕min）不小于（cm） |
20 |
|
|
软化点（环球法）不小于（℃） |
50 |
|
|
溶解度（三氯乙烯）不小于（%） |
97.5 |
|
|
存储稳定性 |
1天不大于（%） |
1 |
|
5天不大于（%） |
5 |
|
2.超薄磨耗层施工工艺
2.1施工顺序
超薄磨耗层施工顺序为：施工前准备→配合比设计→设备标定→交通导改→路面清扫→摊铺混合料→碾压→开放交通。本文超薄磨耗层是将厚2cm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。使用专用设备进行施工。特种改性乳化沥青粘结层喷洒与改性热沥青混合料摊铺同时进行，经压路机压实以后一次成型。
2.2工程介绍
本文采用超薄磨耗层施工，路宽7-12米，采用班服施工的交通方法。为了缩短工期，不影响征程的行车，采用流水作业施工的方式。在刨铣1公里左右时便开始摊铺。路面刨铣时严格控制刨铣厚度，铺筑2cm厚超薄磨耗层，刨铣后的路面采用清水清洗，保证路面完全干燥并晾晒至少24小时后施工下道工序；或采用鼓风机清除路面及缝隙内的灰尘和杂物；刨铣后的路面必须彻底清理，达到路面没有任何杂物、灰尘、松散和不稳定颗粒。对于粘附在路面上不易清除的粉尘应用钢刷彻底清除，对行车带来的垃圾也要随时清除。
3.超薄磨耗层施工要点
3.1施工准备
（1）底层病害按设计处理完毕，恢复横纵坡和保证足够的平整度。（2）路面清扫：可采用清水清洗路面，保证路面完全干燥并晾晒至少24小时后施工下道工序；或采用压风机清扫路面及缝隙内的灰尘和杂物。（3）施工设备：超薄磨耗层摊铺机1台、10-12T双钢轮压路机2台、小型压路机2台，8T以上水车4台、路面除尘设备1台、小型切割机1台、铣刨机1台、乳化沥青运输车4台。
3.2超薄磨耗层混合料生产
（1）拌和机标定和调整。施工前必须对拌和机的计量系统进行校准，保证计量的准确；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及对需要更换的耗件进行更换；跟进生产计划及生产的混合料类型对热料仓上的筛网调整及更换，但必须保证具有2.5-3.0mm、5-6mm、和10-11mm各一片。（2）施工配合比调整。首先在冷料仓取料进行筛分试验（水筛法），根据筛分结果以目标级配为基准调整冷料上料比例，同时根据使用拌和机的实际情况确定冷料上料器的转速、振幅及料门角度；分别从热料仓取料，进行筛分试验（水筛法），根据筛分结果以目标及配为目标调整热料仓下料比例；使用旋转压实仪压实100次确定施工配合比下的体积性质和最佳用油量。
3.3超薄磨耗层混合料生产
石料加热温度180℃-190℃；沥青加热温度165℃-175℃；拌合温度170℃-180；拌合时间30s-45s。
3.4超薄磨耗层混合料运输
采用大于15t的自卸汽车运输，车厢底板和侧板必须涂抹防粘剂，而且车厢必须遮盖，防止温度降低过快。
3.5摊铺
必须使用专业的摊铺机NovaChip进行摊铺；开始摊铺前必须预热烫平板，受料斗、螺旋送料器必须涂防粘剂；对改性乳化沥青喷洒量进行标定，约定1.00L∕㎡，与摊铺速度一致；热沥青混合料摊铺温度150℃-170℃，摊铺在改性乳化沥青喷后的表面上，并由电加热的振动平板进行烫平；摊铺速度10m∕min与夯锤速度匹配；气温低于10℃不得摊铺，路面不能有积水，雨后24小时内不准施工。在摊铺时要注意导热油温度；施工中遇到摊铺不到的两侧由人工找平，局部摊铺过厚或过薄的地方由人工及时处理保证表面平整；横向接缝时人工修补，保证接缝平整，不跳车；在摊铺时使用平衡梁有效地保证路面的平整度。完工时把乳液抽出，把喷洒嘴拆除清理。
3.6碾压
必须在NovaChip摊铺厚立刻进行压实，至少需要1台10t-12t的双钢轮压路机碾压1-2遍；压路机装备有皂液水添加系统和刮板，防止新摊铺热沥青混合料粘在碾压辊上；采用静压法碾压，不可振动，也不能使用胶轮压路机；碾压不是保证压实度，而是石料摆正实现稳定嵌挤；
3.7开放交通
施工后可在冷却到50℃以下开放交通。在环境温度25℃条件下，20-40min可开放交通。
3.8 NovaChip质量控制
（1）施工过程中质量控制。拌合后的沥青混合料应均匀一致，无花白，无粗细料分离和结团成块现象。摊铺时严格控制摊铺厚，避免离析，注意控制摊铺和碾压温度。纵向接缝严格控制搭接工艺，应紧密、平顺。（2）混合料体积性质。现场摊铺机螺旋输送器处取料，采用旋转压实仪成型，成型温度155℃-160℃，压实100次，空隙率控制在施工配合比设施空隙率±1%。（3）质量验收标准。沥青含量：每天混合料生产稳定后运料车上取样，采用焚烧法检测沥青含量，实际沥青含量与施工配合比确定的最佳沥青用量相差满足±2%之内。（4）混合料级配：设计级配范围内。（5）压实厚度：厚度应满足2.0±3.0cm，采用现场测量方法。（6）宽度：原路宽。（7）现场构造深度：铺砂法检测，必须在＞1mm。（8）摩擦系数：摆式仪检测，BPN＞45。（9）平整度：标准差1.2mm IRI2.0m∕km。
4.结论
总之，超薄磨耗层路面维修具有改善路面平整度、抗滑、耐磨、施工工期短、开放交通早、降噪、施工中不影响正常交通的优点，能够快速改善道路的行驶状况，符合现代公路快速养护发展的方向。
