陳錦全

（福建省高速公路養(yǎng)護工程有限公司，福州 350100）

1 引言

隨著我國道路交通網(wǎng)絡(luò)的高速發(fā)展， 重載超載現(xiàn)象日益顯著，從而造成了瀝青路面性能的快速下降（包括抗滑性、平整度等），對道路安全構(gòu)成了較大威脅。超薄磨耗層的出現(xiàn)有望改善此類問題。瀝青面層作為功能層，發(fā)揮著抗車轍、耐磨以及防水降噪等作用[1]。 超薄磨耗層由于其具有防水、抗滑、耐磨、高溫抗變形及低溫抗開裂等優(yōu)良路用性能， 正逐步發(fā)展成為受人追捧的高速公路養(yǎng)護罩面之一[2]。

20 世紀70 年代后期， 法國率先開始研究薄層罩面對于路面抗滑功能的恢復作用， 并證實其可以調(diào)節(jié)舊路面層的不平整度[3]。 1999 年，瑞典采用混合料級配ABS-11，運用馬歇爾試驗得到了最佳瀝青用量[4]。我國于20 世紀90 年代末開始研究超薄罩面層，學者們付出大量努力對級配、膠結(jié)料、施工工藝與方法等過程進行了研究，劉朝輝結(jié)合試驗論證了超薄磨耗層SAC-10 具備優(yōu)異的高溫抗變形水平[5]。周漾對國內(nèi)外超薄磨耗層的實際應(yīng)用情況進行了系統(tǒng)歸納，并逐一對比分析，為公路養(yǎng)護技術(shù)的實施及設(shè)備的開發(fā)提供了借鑒依據(jù)[6]。蔡俊華將玻璃纖維滲入不同改性超薄瀝青混合料 （AC-10L、SMA-10 與SAC-10）， 發(fā)現(xiàn)罩面高溫性能將隨著玻璃纖維滲量百分比的提高而提升[7]。

綜上，國內(nèi)外對超薄磨耗層的作用機理、路用性能等方面都有了較為詳盡的研究，但在生產(chǎn)實際當中，超薄磨耗層還尚未形成完善的配套施工設(shè)備體系，鑒于我國公路行業(yè)已逐步踏入養(yǎng)護與修建并重的時代， 在此情形下，研究超薄磨耗層的實際應(yīng)用對于公路養(yǎng)護事業(yè)意義非凡。

2 材料及礦料級配設(shè)計

本文采用嵌固密實超薄磨耗層技術(shù)（Density Asphalt mixture with Solid stone skeleton，DAS）于沈海高速復線進行試驗段施工，其原材料與礦料級配設(shè)計如下。

2.1 原材料選取

超薄磨耗層作為瀝青路面上層， 受到環(huán)境與車輛行駛的直接影響， 因而對瀝青與礦料等原材料的要求較為嚴格。

（1）不黏輪改性乳化瀝青（黏層）

本試驗中， 嵌固密實超薄磨耗層采用不黏輪改性乳化瀝青作為黏層，具備成型速度快，較高氣溫環(huán)境下抑制輪胎黏附， 施工中可與熱拌瀝青混合料熔融黏結(jié)等優(yōu)異的特點， 能夠最大限度保全分體施工中黏層的完整性與薄層罩面的層間黏結(jié)質(zhì)量，從而實現(xiàn)超薄施工分體化。經(jīng)檢測技術(shù)指標符合DAS 體系要求，如表1 所示。

表1 不黏輪改性乳化瀝青技術(shù)要求

（2）瀝青膠結(jié)料

瀝青膠結(jié)料性能決定著超薄罩面層抵抗低溫及疲勞開裂的能力， 為確保嵌固密實改性瀝青混合料綜合性能優(yōu)良， 試驗段鋪筑采用嵌固密實超薄磨耗層專用改性瀝青，其各項技術(shù)指標均滿足DAS 體系的相關(guān)要求，如表2所示。

表2 嵌固密實超薄磨耗層專用改性瀝青檢測結(jié)果

（3）礦質(zhì)集料

嵌固密實改性瀝青混合料所用礦質(zhì)集料由5～8mm、8～12mm 碎石、0～3mm 石屑及礦粉組成，所用礦質(zhì)集料物理力學指標均滿足設(shè)計要求，檢測結(jié)果如表3 所示。

表3 礦料集料相關(guān)指標檢測結(jié)果

研究表明[8]，聚酯纖維對瀝青混合料性能有正向作用， 因而在本試驗中， 嵌固密實改性瀝青混合料將添加0.2%的聚酯纖維以提高瀝青混合料的綜合路用性能。

2.2 礦料級配設(shè)計

通過電子計算機對瀝青混合料礦料級配設(shè)計， 所設(shè)計礦料組成比例及合成級配如表4 所示， 礦料合成級配曲線見圖1。

表4 嵌固密實改性瀝青混合料礦料合成級

圖1 嵌固密實改性瀝青混合料礦料合成級配曲線

按照表4 所示礦質(zhì)集料組成比例，摻加0.2%聚酯纖維，采用5.9%、6.2%及6.5%的改性瀝青膠結(jié)料用量進行瀝青混合料的拌制做對比試驗，在165℃條件下正反擊實75 次分別成型馬歇爾試件，發(fā)現(xiàn)瀝青用量為6.2%時瀝青混合料的各項體積指標及馬歇爾穩(wěn)定度、 流值可滿足嵌固密實超薄磨耗層改性瀝青混合料的相關(guān)技術(shù)指標要求，因而本試驗段采用6.2%作為設(shè)計瀝青混合料的最佳瀝青用量。

2.3 路用性能評價

采用以上礦質(zhì)集料組成比例以及最佳瀝青用量，按照 《公路工程瀝青及瀝青混合料試驗規(guī)程》（JTG E20-2011） 所列試驗方法對所設(shè)計改性瀝青混合料的各項路用性能指標進行測試，結(jié)果如表5 所示。瀝青混合料的各項路用性能指標均滿足嵌固密實超薄磨耗層以及現(xiàn)行規(guī)范中高等級瀝青路面面層對于改性瀝青混合料的各項技術(shù)要求。

表5 嵌固密實改性瀝青混合料路用性能測試結(jié)果

3 試驗段實例研究

為驗證嵌固密實超薄磨耗層路用性能，2018 年5 月30 日～31 日于沈海復線漳州段AK41+200～700 進行了嵌固密實超薄磨耗層試驗路施工（圖2 所示），施工過程對30 日所生產(chǎn)的DAS-10 型改性瀝青混合料進行取樣，對其瀝青含量、礦料級配及壓實瀝青混合料指標進行檢測，同時對不黏輪改性乳化瀝青黏層的應(yīng)用效果進行評價。

圖2 DAS-10 型改性瀝青混合料施工設(shè)備作業(yè)圖

3.1 混合料取樣

試驗路鋪筑過程中對所生產(chǎn)的嵌固密實改性瀝青混合料進行現(xiàn)場取樣， 經(jīng)檢測瀝青混合料礦料級配及瀝青用量均符合設(shè)計及規(guī)范要求， 檢測結(jié)果如表6、 表7 所示。

表6 現(xiàn)場取樣瀝青混合料礦料級配檢測結(jié)果

表7 瀝青用量檢測結(jié)果

同時，對現(xiàn)場取樣瀝青混合料進行馬歇爾擊實試驗，經(jīng)檢測壓實瀝青混合料的體積指標及馬歇爾穩(wěn)定度、流值滿足設(shè)計要求，結(jié)果如表8 所示。

表8 現(xiàn)場取樣瀝青混合料馬歇爾試驗結(jié)果

3.2 黏層施工評價

嵌固密實超薄磨耗層體系設(shè)計乳化瀝青灑布量為0.5L/m2，施工過程中采用自動灑布車進行灑布，經(jīng)觀測灑布均勻，灑布后30min 乳化瀝青破乳成型充分，隨后進行嵌固密實改性瀝青混合料鋪筑施工， 過程中基本無工程車輛輪胎黏附黏層現(xiàn)象（圖3 所示），不黏輪改性乳化瀝青黏層施工質(zhì)量良好。

圖3 不黏輪改性乳化瀝青黏層施工效果

3.3 路面現(xiàn)場檢測

試驗路鋪筑完成后對嵌固密實超薄磨耗層路面進行表面構(gòu)造深度、滲水系數(shù)、平整度、橫向力系數(shù)及層間剪切強度進行檢測， 除滲水系數(shù)試驗結(jié)果外其余指標均滿足驗收要求，檢測結(jié)果如表9 所示。

表9 嵌固密實超薄磨耗層路面驗收結(jié)果

針對試驗路滲水系數(shù)偏大的分析如下： 研究表明[9]，超薄磨耗層有較大的構(gòu)造深度， 表面紋理易形成連通孔隙，用常規(guī)試驗方法進行滲水試驗時，很難達到良好的密封效果， 由于水在壓力作用下沿著未密封好的構(gòu)造深度從表面向外透水， 使得滲水儀檢測數(shù)據(jù)偏大失去可靠性（圖4 所示）。因此，試驗路滲水系數(shù)測試結(jié)果較大的原因主要是由于路面表面構(gòu)造較大， 滲水通過構(gòu)造深度處的連通空隙流出。 超薄磨耗層已具有防止路表水下滲保護原有路面的功能， 該試驗結(jié)果偏大并非真正意義上的滲水。

4 結(jié)論及建議

試驗路鋪筑過程及驗收檢測結(jié)果表明， 嵌固密實超薄磨耗層體系黏層及超薄鋪裝層所用原材料及瀝青混合料的各項指標及性能滿足設(shè)計及規(guī)范要求， 驗收結(jié)果除滲水系數(shù)試驗結(jié)果外其余指標滿足要求且路用性能良好， 該試驗段的成功應(yīng)用對超薄磨耗層技術(shù)的推廣和實施提供了一定的借鑒與參考。

圖4 滲水系數(shù)測定作業(yè)圖