■夏 昕

（1.福建省交通科研院有限公司， 福州 350005； 2.福建省路翔工程設(shè)計(jì)有限公司； 福州 350005）

路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)（Pavement Preventive Maintena nce，簡稱PPM），即在不改變原有路面結(jié)構(gòu)承載力的情況下，對結(jié)構(gòu)完好的路面采取措施以達(dá)到延緩損壞、改進(jìn)路面功能，節(jié)約道路維修養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的目的。 一條質(zhì)量合格的道路，在使用壽命75%的時(shí)間內(nèi)性能會下降約40%， 這一階段為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)階段；如不能及時(shí)養(yǎng)護(hù)，在隨后12%的使用壽命時(shí)間內(nèi)，性能將再次下降40%，從而造成養(yǎng)護(hù)成本大幅度的增加，這個(gè)階段為矯正性養(yǎng)護(hù)階段[1]。 我國公路養(yǎng)護(hù)的原則是“預(yù)防為主，防治結(jié)合”，目前公路工程已經(jīng)進(jìn)入建、養(yǎng)并重時(shí)期，國省道路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作近年在國內(nèi)大力推進(jìn)發(fā)展， 養(yǎng)護(hù)的資金、年均實(shí)施里程也在逐年增加。 通過對道路的定期排查，及時(shí)察覺公路路面出現(xiàn)的輕微病害，并對病害加以研究分析， 采取適用的公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)措施，可以極大地避免輕微病害的加重，有效增加路面的使用年限。 瀝青超薄磨耗層作為一種工藝較成熟、可行性較為優(yōu)越的養(yǎng)護(hù)措施，不但可以避免路面的微小損壞，還具有粘結(jié)力較好，抗滑、防水、抗老化等性能。 因此，本文以工程實(shí)例，設(shè)計(jì)瀝青超薄磨耗層罩面方案，以期為公路路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)的可持續(xù)發(fā)展提供理論參考。

1 工程概況

路線走向：G357 捷文至東留路段（集鎮(zhèn)）段起于捷文村高排下中橋，起點(diǎn)接現(xiàn)狀瀝青路面，沿線經(jīng)過高排下、嶺背、黃坊村，終于東留鎮(zhèn)大明村，設(shè)計(jì)樁號K447+900～K454+200 路段， 全長約6.18 km，現(xiàn)狀道路為水泥混凝土路面。

老路現(xiàn)狀：該道路于2002 年實(shí)施改造，2017 年啟動路面重鋪，直接在原有路面層加鋪41 cm 厚水泥路面，結(jié)構(gòu)形式為26 cm 水泥路面層+15 cm 水泥穩(wěn)定碎石基層。

2 路面結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)

本次設(shè)計(jì)為現(xiàn)狀水泥砼路面加鋪Thus-M 瀝青超薄磨耗層罩面，現(xiàn)狀道路的平面線型、縱坡及路幅寬度不做調(diào)整。 層間黏結(jié)是影響超薄罩面耐久性的關(guān)鍵，原材料的選擇、配合比的設(shè)計(jì)以及施工中的重點(diǎn)控制是本次路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。

由于超薄罩面是磨耗層， 無法解決結(jié)構(gòu)性病害，所以施工前應(yīng)先對原有路面病害處冶；再將施工路段的原路面用銑刨機(jī)銑刨15 mm 后，在已清理的工作面上使用同步攤鋪工藝進(jìn)行施工， 即Thus-Binder 熱拌瀝青混合料攤鋪和Thus-Bond 改性乳化瀝青粘結(jié)層噴灑同步進(jìn)行，然后采用壓路機(jī)碾壓成型。 攤鋪好的路面結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

圖1 加鋪路面結(jié)構(gòu)

3 路面病害處治方案

對現(xiàn)狀水泥混凝土路面的調(diào)查和實(shí)測，依據(jù)路面檢測報(bào)告對路面狀況進(jìn)行評價(jià)， 針對構(gòu)造接縫、裂縫破壞、沉降、斷板、碎裂、網(wǎng)裂等不同形式的病害情況，參照J(rèn)TG 5421-2018《公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》等相關(guān)規(guī)定，提出以下處治措施。 （1）接縫處理。 清縫機(jī)按照原有縫寬和縫深進(jìn)行清縫，不擴(kuò)大縫寬，需清理雜物。 接縫采用常溫施工的聚氨酯填縫料灌縫。 （2）裂縫處治。 輕微裂縫，清除裂縫內(nèi)的雜物和周邊的松散混凝土，采用聚氨酯填縫。 單條貫穿裂縫，首先進(jìn)行注漿處理；然后清除裂縫內(nèi)的雜物； 最后采用常溫施工的聚氨酯填縫料灌縫。存在2 條及以上貫穿裂縫的（裂縫長度＞5 m），病害已經(jīng)擴(kuò)散發(fā)展，采用換板處理。（3）坑洞修補(bǔ)。經(jīng)全線調(diào)查， 本段水泥砼路面存在的坑洞面積都較小，深度＜3 cm，故本次主要采取處理方案如下：①深度≤1.5 cm 坑洞，清除洞內(nèi)雜物后，直接精銑刨1.5 cm，不再另行處理；②1.5 cm＜深度≤3 cm 的坑洞，清除洞內(nèi)雜物后，精銑刨1.5 cm，鋪筑路面時(shí)，同步對坑洞采用Thus-M 瀝青混合料填平。 （4）錯(cuò)臺。 錯(cuò)臺≤10 mm 的板塊直接采用精銑刨1.5 cm，不再另行處理；錯(cuò)臺＞10 mm 的板塊屬于嚴(yán)重錯(cuò)臺，本次采取換板處理。（5）磨損、露骨和起皮。原則上不做修補(bǔ)，直接精銑刨1.5 cm，鋪Thus-M 瀝青超薄磨耗層罩面。（6）脫空或者板間傳荷不足。 本次脫空指無其他病害的板塊，根據(jù)板塊單點(diǎn)彎沉控制指標(biāo)（落錘彎沉儀3 級或多級荷載-彎沉線性回歸截距，0.01 mm）處治方案為：單點(diǎn)實(shí)測彎沉值Lr≤14，不處理；單點(diǎn)實(shí)測彎沉值36＞Lr＞14，鉆孔注漿處理；單點(diǎn)實(shí)測彎沉值Lr≥36，采取換板處理；相鄰板塊彎沉差ΔD≥6 的板塊，板間傳荷能力不足，鉆孔注漿處理。（7）破碎及斷角。 本次對破碎的板塊采用換板處理，對斷角的板塊采用局部換板處理。（8）網(wǎng)狀裂縫。對路基段網(wǎng)狀裂縫換板，采用換板處理；本次高排下中橋橋面網(wǎng)狀裂縫細(xì)微且多， 采用聚氨酯進(jìn)行灌縫處理。 具體病害統(tǒng)計(jì)及處置匯總?cè)绫? 所示。

表1 病害統(tǒng)計(jì)及處置匯總

4 材料選擇及性能要求

（1）粗集料：指粒徑＞4.75 mm 的集料。優(yōu)先選用品質(zhì)優(yōu)良的玄武巖和輝綠巖。 同時(shí)，為保證路面抗剪切性能，石料形狀宜破碎完整、容易形成嵌擠框架結(jié)構(gòu)，性能指標(biāo)須滿足表2 要求。 （2）細(xì)集料：應(yīng)選用潔凈、干燥無雜質(zhì)，與瀝青有良好的粘結(jié)能力的細(xì)集料。性能指標(biāo)須滿足表3 要求。（3）Thus-Bond改性乳化瀝青：Thus-M 超薄磨耗層采用專用改性乳化瀝青作為防水粘結(jié)層，要求粘層油有更好的粘結(jié)性能和防水特性，又需滿足同步施工工藝的機(jī)械噴灑性能。

表2 粗集料性能指標(biāo)要求

表3 細(xì)集料性能指標(biāo)要求

5 Thus-M 高模量瀝青混合料設(shè)計(jì)

5.1 配合比設(shè)計(jì)

（1）依據(jù)JTG F40-2004《公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范》確定混合料級配和最佳瀝青用量；（2）所有熱拌混合料在試件成型前必須經(jīng)過室內(nèi)短期老化，所有熱拌混合料路用性能檢測所用試件在測試前建議經(jīng)室內(nèi)長期老化。（3）試件直徑均為10 cm。 （4）設(shè)計(jì)配合比須經(jīng)過具有相關(guān)檢測資質(zhì)單位驗(yàn)證并出具配合比驗(yàn)證報(bào)告。

5.2 混合料性能及瀝青最佳用量

實(shí)驗(yàn)室混合料拌合溫度為175℃～185℃， 干拌時(shí)間≥10 s，有效拌合時(shí)間≥90 s，短期老化溫度為170℃，成型溫度為160℃，馬氏擊實(shí)雙面各75 次。基礎(chǔ)瀝青技術(shù)指標(biāo)應(yīng)滿足空隙率在3%～5%、 礦料間隙率＞17%、 瀝青飽和度在70%～85%、 析漏＜0.1%。 添加復(fù)配劑后的成品Thus-Binder 改性瀝青技術(shù)指標(biāo)必須滿足表4 的要求。

表4 Thus-M 高模量混合料性能指標(biāo)要求

6 施工重點(diǎn)

（1）天氣要求：施工現(xiàn)場氣溫≥15℃，下雨天不允許施工。 集料加熱溫度為180℃～200℃，瀝青加熱溫度為160℃～170℃，出料溫度170℃～180℃。 （2）攤鋪施工：一體機(jī)同步噴灑乳化瀝青與攤鋪熱拌瀝青混合料。路面溫度≥15℃，到場溫度≥170℃，攤鋪溫度≥160℃，松鋪系數(shù)在1.05～1.15。（3）碾壓：每臺攤鋪機(jī)應(yīng)至少配備1 臺雙鋼輪壓路機(jī)和1 臺膠輪壓路機(jī)，雙鋼輪壓路機(jī)靜壓1～2 遍；振動碾壓2～3 遍；膠輪壓路機(jī)碾壓2～3 遍。 之后應(yīng)檢查平整度、路拱，對有缺陷的部位進(jìn)行修整。

7 結(jié)語

粘層采用高粘性的Thus-Bond 改性乳化瀝青，能夠有效防止磨耗層的剝蝕脫落。 使用路面精銑刨機(jī)銑削破損舊路面，同步攤鋪機(jī)進(jìn)行施工，增加超強(qiáng)粘結(jié)和防水性能，以此實(shí)現(xiàn)快速高效施工，迅速投入運(yùn)營，為公路路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)設(shè)計(jì)的可持續(xù)發(fā)展提供了理論參考。 工程實(shí)踐證明，超薄瀝青混凝土罩面層作為一種養(yǎng)護(hù)新工藝，較好地增加了公路路面的使用年限，并且粗糙的瀝青表面有較大的抗滑性、降噪性。 同一道路，只要路基完好，可反復(fù)利用瀝青超薄罩面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)[2]。