超薄沥青磨耗层在城市高架路面改造中的应用与性能探究

0. 引言

由于气候变化（冻融循环、极端温度）和交通密度增加，交通基础设施的使用寿命正在缩短。为了增加路面结构的刚度和耐久性，减少机械应力和变形，有必要采取有效的改造措施。超薄沥青磨耗层是将间断级配热拌沥青混合料与乳化沥青相结合，铺装厚度在 1.5～ 2.5cm 之间的路面结构，既可用于旧路面表面功能的恢复，又可用于新建路面的抗滑层 [1]。为方便从业人员更好地理解和应用这一技术，本文以上塘高架路面改造中超薄沥青磨耗层的铺筑为例，论述超薄沥青磨耗层的应用方案和性能分析。

1. 项目介绍

上塘高架因长期运行及沥青老化，路面存在多处麻面病害，影响行车舒适性与交通安全。因此，对原路面整体铣刨 1.0～1.5cm ，加铺1.5cm 高韧超薄磨耗层以恢复性能。工程包括 1143.75m² 路面修复和97.3m² 热熔标线，由南向北两段分别进行不同厚度的铣刨与摊铺。其中，项目报警坐标 197-198 路段为左侧车道，计划铣刨 1.0cm 并处理伸缩缝 6m 内按 1.5cm 施工；报警坐标 177-179 路段为三车道，计划铣刨 1.5cm 并铺筑高韧超薄磨耗层。

2. 应用方案

2.1 主要材料

本项目所用的沥青为 PG88 型高粘高弹聚合物改性沥青加复配剂，该材料具有优异的高温稳定性和低温抗裂性能，能够有效适应城市高架路面的复杂环境需求。复配剂掺量为混合料 0.2% ，喷洒量控制为 0.6～1.0kg/m² 。复配剂的加入进一步提升了沥青的粘附力和耐久性，确保其在长期使用中表现出色。

集料选用玄武岩和石灰岩，与改性沥青形成良好的嵌挤结构，从而提升路面的整体抗滑性能。其中，粗集料采用石质坚硬的玄武岩碎石，粒径 >4.75mm ，按集料重量计 40% ；细集料采用人工轧制石灰岩，砂当量 260% ，按集料重量计 52% ；填料采用石灰岩矿粉，由97%CaCO₃ 和 0.2% 的 Fe₂O₃ 组成，粒径 >0.6mm ，按集料重量计 8% 。

拌和时，首先加入各档骨料，其中骨料干拌时间 10s 左右，随后加入沥青和矿粉，湿拌时间40s 左右，单盘料拌和周期不低于 50s_⨀ 。其中，沥青加热温度 170^∘C～180^∘C ；矿料加热温度 190^∘C～210^∘C ；沥青混合料出厂温度 170^∘C～200^∘C （依据气温调整）。

2.2 施工技术

（1）混合料的生产

严格控制各环节的参数，避免因拌和不均导致混合料性能下降，从而保障超薄沥青磨耗层的施工质量与使用性能。施工过程中，保证沥青混合料摊铺温度 ≥160^∘C ，碾压温度 ≥145^∘C [2]。

（2）前期工作

进场施工前应对场地进行前期踏勘，明确高架路面的病害情况及改造需求，对于发现的局部严重病害区域，应提前制定专项处理方案，同时，保证铣刨厚度平整，顺直，避免后期出现铣刨不均或厚度偏差过大的问题。

（3）施工摊铺

高韧超薄沥青混合料宜采用非接触式平衡梁装置控制摊铺厚度，摊铺机的摊铺速度宜控制 4⋅6m/min ，通常不超过 8m/min ，以确保混合料的均匀分布和密实度 [3]。摊铺过程中，需实时监测摊铺厚度及平整度，避免出现波浪状或局部厚度过大的现象。同时，摊铺前应将熨平板预热至规定温度（不低于 100^∘C ），以保证混合料在摊铺过程中具有良好的初始密实度和粘结效果。

（4）碾压工艺

高韧超薄沥青磨耗层宜采用13 吨双钢轮压路机静压1-2 遍，振动碾压 2-3 遍。碾压应遵循“紧跟慢压”的原则，即压路机要紧跟摊铺机进行碾压，且碾压速度应控制在合理范围内，以避免混合料出现推移或开裂现象。为确保压实效果，压路机的轮迹应重叠 1/3—1/4 碾压宽度，如碾压过程中发现混合料表面有明显轮迹或不平整现象，应立即停止碾压并分析原因。

（5）施工缝处理

纵向施工缝应采用专用的切割设备进行精确切割，确保缝边垂直且整齐，避免因边缘不规则导致接缝处出现薄弱点；横向施工缝应采用平接缝处理方式，确保接缝处的平整度和密实性。在接缝处理过程中，需对接缝区域进行彻底清理，去除松散颗粒和灰尘，并涂刷适量的粘层油。

（6）养护与开放交通

高韧超薄沥青磨耗层摊铺完工后，外观应均匀、无离析、无划痕；不应出现泛油、松散、花白料和脱皮等现象，当路面温度低于50^∘C 以下方可开放交通。

3. 性能分析

对高韧超薄沥青磨耗层的性能测试，包括马歇尔试验（MT）、间接拉伸试验（ITT）、坎塔布罗试验（CAN），以及间接拉伸刚度模量试验（IT-CY），以评估其抗车辙能力、抗裂性能和耐久性。测试通过伺服液压试验机，在 25^∘ C 下进行。试件在同一温度下预处理4 小时，设备沿两个母线施加压缩力，直到试件达到破坏，载荷以恒定的速度 50mm/min 连续施加，间接拉伸强度（ITS）计算试件最大破坏拉伸应力与试件垂直截面面积之比，水敏性用间接拉伸强度比（ITSR）表示。

性能测试结果显示，高韧超薄沥青磨耗层在抗裂性能方面表现出色，其间接拉伸强度比（ITSR）达到了 85% 以上，表明材料在湿润条件下的强度保持能力较强。此外，通过马歇尔试验进一步验证了其抗车辙能力，稳定度值超过 8.0kN ，流值控制在 2.0～4.0mm 之间，体现了良好的高温稳定性和抗变形性能。坎塔布罗试验结果则显示，磨耗层的耐磨性能优异，质量损失率低于 10% ，确保了路面在长期使用中的表面功能稳定性。

4. 结语

综上所述，与传统磨耗层相比，高韧超薄沥青磨耗层具有更显著的技术优势，为城市高架路面改造提供了一种可持续发展的解决方案，符合现代交通基础设施建设的需求。未来，随着技术的进一步优化和推广，超薄沥青磨耗层有望在更多类似工程中得到广泛应用，为城市道路的升级改造贡献更大的价值。

参考文献

[1] 张翰琳 , 文磊 . 环保型橡塑沥青超薄磨耗层的开发及性能研究[J]. 公路 ,2024,69(06):20-28.

[2] 王端宜 , 李彦标 , 潘艳珠 . 超薄磨耗层抗滑性能的衰变规律及其影响因素 [J]. 华南理工大学学报 ( 自然科学版 ),2024,52(05):1-9.

[3] 张争奇, 谢菲, 张天天, 等. 钢渣沥青混合料超薄磨耗层路用性能及其时变性 [J]. 江苏大学学报 ( 自然科学版 ),2023,44(04):475-482.