王瓊喬

（海南省萬(wàn)寧市地方公路管理站，海南 萬(wàn)寧 571500）

0 引言

瀝青路面具有耐水性差、耐久性較短的特點(diǎn)，同時(shí)瀝青路面的平整度的保持性差、材料的軟化會(huì)使路面形成車轍。微表處技術(shù)和超薄磨耗層技術(shù)都是瀝青路面的養(yǎng)護(hù)方法。微表處具有防水、耐磨、提高防滑性能等特點(diǎn)，但其持久性較差；超薄磨耗層技術(shù)是功能完善的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)方案，但其價(jià)格昂貴不適于普遍性應(yīng)用。超黏磨耗層技術(shù)結(jié)合了微表處和超薄磨耗層兩種技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，其采用乳化瀝青粘層、摻有玻璃纖維的乳化瀝青混合料，超黏磨耗層技術(shù)是在瀝青路面表面形成新的磨耗層，增強(qiáng)了路面的耐磨性、防水性和穩(wěn)定性。本文通過(guò)分析超黏磨層混合料的配合比和其在路基養(yǎng)護(hù)應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)，研究出適合于江西省高速公路施工環(huán)境的養(yǎng)護(hù)方案[1-4]。

1 超黏磨耗層混合料的配合比

1.1 乳化瀝青混合料

乳化瀝青混合料按其粒徑大小可分為兩類瀝青混凝土（AC）和瀝青碎石混合料（AM）。AC的最大粒徑為4.76 mm，其適用于交通量少到中等的高速公路。AM的最大粒徑為9.6 mm，其適用于交通量較大的高速公路和路面車轍的填充。本文主要以江西省施工環(huán)境為依據(jù)，選擇瀝青碎石混合料級(jí)配，由于所研究的道路等級(jí)較高，所以選擇AM粒徑的中值級(jí)配，見表1。

表1 超黏磨耗層所選用級(jí)配置

1.2 玻璃纖維用量

乳化瀝青中添加玻璃纖維可以增加混合料的穩(wěn)定性，乳化瀝青與玻璃纖維形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，通過(guò)壓實(shí)成型，可以有效防止骨料的滑落。本文通過(guò)改變玻璃纖維的用量進(jìn)行混合料的性能試驗(yàn)。以0.1%、0.15%、0.2%用量分析混合料的耐磨性和抗害性，試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表2 不同纖維用量下混合料性能

由圖1可得，玻璃纖維的用量為0.2%時(shí)，混合料的水害磨耗達(dá)1108g/m2，抗水害性能變差。這是因?yàn)檫^(guò)多的玻璃纖維用量形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的力學(xué)體系，粘結(jié)了一部分瀝青使得路基表面的瀝青膜較薄，使得路基表面的耐磨性降低。玻璃纖維用量為0.1%時(shí)，混合料水害磨耗值最低為922.6g/m2，玻璃纖維0.1%和0.15%用量下，車轍變形量均為5.3%且最低。綜合混合料的抗水害和抗車轍性能，選擇玻璃纖維的用量為0.1%。

圖1 不同纖維用量的水害磨耗和車轍變形

1.3 油石比列

根據(jù)微表處磨耗層的濕輪磨耗值和黏砂值范圍，以浸水1 h和一周（w）的磨耗值作為參考指標(biāo)，其中 h≤542 g/m2，w≤805 g/m2，黏砂值 n ≤450 g/m2。路基表面的瀝青用量的范圍以濕輪磨耗值h≤542 g/m2下的最大瀝青用量作為瀝青用量的最小值，以黏砂值n≤450 g/m2下的最小瀝青用量作為瀝青用量的最大值。油石比例根據(jù)路基表面的瀝青用量的范圍決定，合適的油石比可以保證混合料的各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)滿足要求。對(duì)于超黏磨耗層混合料的油石比例以濕輪磨耗值w≤805 g/m2下車轍寬度變化范圍作為檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)，若不符合要求時(shí)要調(diào)整油石比。

實(shí)驗(yàn)中瀝青用量選擇為 8.5%、9.5%、10%、10.5%，即油石比例為5.71%、6.5%、6.86%、7.22%，混合材料中玻璃纖維占用比例為0.1%、水泥用量1.5%、水占用比例6.5%，進(jìn)行1 h濕輪磨耗試驗(yàn)和黏砂試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 不同石油比下的磨耗值和黏砂值

根據(jù)圖2隨著石油比增加濕輪磨耗值呈下降趨勢(shì)，黏砂值呈上升趨勢(shì)，由瀝青用量的范圍決定石油比，及濕輪磨耗值h≤542 g/m2，黏砂值n≤450 g/m2，選取石油比為6.5%。將所選石油比混合料浸在水中一周分析其濕輪磨耗值和車轍的變化率，濕輪的磨耗值為650.6 g/m2＜800 g/m2，車轍變形率3.6%＜5%均符合要求，所以最佳油石比為6.5%。因此超黏磨耗層混合料的成份比例為玻璃纖維∶瀝青∶水泥=0.1%∶9.5%∶1.5%。

圖2 石油比曲線

2 超黏磨耗層技術(shù)應(yīng)用

本文以江西省高速S36段進(jìn)行超黏磨耗層試驗(yàn)，并根據(jù)氣候條件、原病害現(xiàn)象、交通流量等來(lái)分析超黏磨耗層技術(shù)對(duì)江西省高速公路的適應(yīng)性。如圖3所示，該路段主要病害有路面老化、裂縫和坑洼，其中裂縫方向主要為橫向，裂縫導(dǎo)致滲水，從而在路面形成坑洼。裂縫可以采用灌膠方式，針對(duì)路面形成坑洼采用冷補(bǔ)料填平的方式養(yǎng)護(hù)，但是經(jīng)一段時(shí)間后裂縫和坑洼繼續(xù)出現(xiàn)并且范圍有所擴(kuò)大，且積水現(xiàn)象較嚴(yán)重。

圖3 高速S36段路面病害狀況

針對(duì)裂縫和坑洼病害養(yǎng)護(hù)后維持時(shí)間較短這一現(xiàn)象，對(duì)該路段進(jìn)行超黏磨耗層試驗(yàn)。首先對(duì)路面進(jìn)行清掃，采用SNC-12000型攤鋪設(shè)備進(jìn)行黏層噴灑，碰灑乳化瀝青后，同時(shí)攤鋪添加玻璃纖維的超黏磨耗層冷拌混合料，攤后保證路面平穩(wěn)、紋理均勻規(guī)則。

抽取超黏磨耗層冷拌混合料，從表4得出油石比為6.86%，略高最佳石油比，篩孔尺寸與混合料通過(guò)率相差較小?；旌狭现袚郊硬ＡЮw維，抽取超粘磨耗層混合料后，將玻璃纖維剔除的過(guò)程中，其黏結(jié)性會(huì)附帶一部份細(xì)集料，從而導(dǎo)致通過(guò)率較低。

表4 混合料抽取油石比和通過(guò)率

3 超黏磨耗層應(yīng)用效果評(píng)估

（1）路面各項(xiàng)性能指標(biāo)

分析路面狀況，施工前路面瀝青膜嚴(yán)重脫落、集料也有部分脫落現(xiàn)象，施工后，脫落現(xiàn)象得到完全覆蓋，同時(shí)路面的平整度顯著提升，路面結(jié)構(gòu)得到明顯改善，見圖4。

圖4 施工前后路面結(jié)構(gòu)

超黏磨耗層試驗(yàn)經(jīng)一季度后，通過(guò)多功能檢測(cè)車對(duì)該路段路用性能進(jìn)行分析與評(píng)價(jià)，主要針對(duì)路面平整度、車轍深度、耐磨性等指標(biāo)，見表5。

表5 試驗(yàn)路用性能檢測(cè)數(shù)據(jù)

從表5中得到經(jīng)超黏磨耗層技術(shù)攤鋪后，路面的平整度和車轍深度的變化范圍都不大，但其相對(duì)于施工前指標(biāo)均有所改善。其中原路面的平整度系數(shù)施工前較高，改善幅度較??；車轍深度監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，超黏磨耗層技術(shù)對(duì)路面車轍處置能力較弱，改善幅度約為10.5%，不能對(duì)路面車轍這一危害得到良好治理，但對(duì)于車轍深度較大處可以起到填補(bǔ)效果。摩擦系數(shù)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)表明，摩擦力系數(shù)提升約18%，經(jīng)施工后路面的耐磨抗滑性得到明顯改善。

（2）裂縫改善程度

施工完成后，經(jīng)過(guò)一季度車輪碾壓、雨水沖擊，該施工路段裂縫數(shù)量由65條減少至9條，9條裂縫已經(jīng)反射至超黏磨耗層表面，其中裂縫主要出現(xiàn)在c車道，a車道無(wú)裂縫出現(xiàn)，分析該路段的交通量，c車道交通車輛流量相對(duì)有a、b車道較多，故在同一路面狀況下，重載交通會(huì)加大路面裂縫數(shù)量。

根據(jù)路面裂縫度指標(biāo)分析超黏磨耗層對(duì)裂縫改善程度：

計(jì)算施工前裂縫度CDa=18.5，施工后裂縫度CD1=2.8，故超黏磨耗層對(duì)于裂縫的改善效果明顯。由于通車時(shí)間較短，較長(zhǎng)周期下對(duì)裂縫的改善效果還需進(jìn)一步研究。

4 結(jié)論

本文通過(guò)試驗(yàn)確定黏磨耗層混合料的配合比，選擇乳化瀝青，在瀝青中添加玻璃纖維增加混合料的穩(wěn)定性，其適宜摻量為0.1%；通過(guò)濕輪磨耗試驗(yàn)和黏砂試驗(yàn)確定最優(yōu)油石比為6.5%。對(duì)比分析超黏磨耗層技術(shù)施工前后路面各項(xiàng)性能指標(biāo)和裂縫改善程度，從路面的應(yīng)用效果來(lái)看，超黏磨耗層技術(shù)對(duì)路面的平整度和車轍深度影響范圍較小，對(duì)路面抗滑、裂縫及表面病害處治較明顯。根據(jù)超黏磨耗層技術(shù)試驗(yàn)結(jié)果分析其適用條件：

（1）適用于路基表面老化嚴(yán)重及抗滑耐磨性較弱的高速公路路面。

（2）需要對(duì)車轍深度較大處及裂縫數(shù)量較多需要填補(bǔ)時(shí)。

（3）路面出現(xiàn)坑洼需要預(yù)先修補(bǔ)時(shí)。

（4）需要對(duì)路面局部結(jié)構(gòu)進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)時(shí)。