多功能薄层的特点

汤吉松 吴志民

（中交第二航务工程局有限公司，湖北 武汉 430040）

一、概述

进入21世纪以来，我国的公路网络已经初步形成，公路建设的重点正在逐步转向城市环城路，而传统的上面层一般为AC-13和SMA，其厚度设计不低于4cm,但作为功能层的上面层，如何减薄厚度是针对上面层应用提出的一个问题。

针对现有技术的缺点，进一步研发了多功能薄层技术，它的厚度更薄，最低可达到10mm,同时可以减少路面噪音，提高行车舒适性；改善路面抗滑性能，增强耐磨耗性能；减少雨天行车水雾、防止车辆水中侧滑，提高雨天行车安全性，同时该技术具有快速施工和开放交通等。本文主要介绍多功能薄层的技术特点。

二、集料特点

多功能薄层的厚度为10mm—25mm,其中典型厚度为12mm，混合料使用粗集料粒径为5～8mm（与我国规范为5～10mm有区别），增加了6.3mm这一档级配控制点；细集料为标准粒径0～3mm；填料为普通石灰岩矿粉。

采用5-8mm集料和6.3mm的控制级配，在薄层较小的压实厚度的情况下，根据工程经验，可以获得比较稳定的骨架嵌挤结构以及最大的骨架间隙.同时，避免集料在交通荷载作用下产生滑移，能够有实现大的空隙率、最大的连通空隙率和避免骨架失稳造成表面功能衰减等目标。

（一） 集料级配要求

表1 集料级配要求的通过率/%

（二） 粗集料

粗集料为粒径大于4.75mm的集料[1]，可选用当地典型高等级公路抗滑表层所使用的集料，一般为玄武岩或辉绿岩，须满足表2中的指标要求。

表2 粗集料性能指标的通过率

单个破碎面 T 0346—2000 100 2个或多个破碎面 T 0346—2000 ≥90

（三） 细集料

细集料是指4.75mm以下的石料，应该洁净、干燥、无风化、无杂质，与沥青有良好的粘结能力。细集料没有过多要求，性能指标满足表3要求即可。

表3 细集料性能指标的通过率

（四） 填料

沥青混合料的填料宜采用石灰岩磨细得到的矿粉，矿粉要求干燥、洁净，其指标满足表4的要求。

表4 填料指标要求

三、 沥青特点

（一） 复配改性沥青

为了增强多多功能薄层技术的推广适应性，多功能薄层混合料用沥青采用现场复配技术，既选用当地满足规范要求的重交或常规改性沥青作为基础沥青，将提前生产好的复配剂在施工拌合时直接添加拌合站中拌合即可。从而提高沥青的适用性，并降低沥青的费用。

复配剂通过简单的搅拌工艺即可改善沥青黏结料的性质，使沥青具有更强的粘结力和抗水损害性能。多功能薄层用沥青应满足表5指标要求【1】。

表5 改性沥青性能指标

针入度比(25℃)/% T 0604—2000 ≥75延度(5℃,5cm/min)/cm T 0605—1993 ≥15

（二） 高强改性乳化沥青

因为多功能薄层的超薄特性和开断级配特点，粘结层必须要有很强的粘结特性和抗水损害特性。同时，粘层既要满足机械喷洒的施工性能，又需实现快速破乳以实现快速开放交通，该改性乳化沥青采用特殊的配方。应满足表6要求。

表6 改性乳化沥青性能指标

破乳速度(35ml, 0.8%, 气溶胶OT)/% ASTM D244 ≥70蒸馏残留物性能试验针入度(25℃,100g,5s, 0.1mm)/% T 0604—2000 60～150溶解度, 三氯乙烯/% T 0607—1993 ≥98.0弹性恢复( 10℃)/% AASHTO T301 ≥75

四、12mm多功能薄层沥青混合料级配

为了更好地提高路面的表面功能，避免表面功能衰减过快，采用2.36～4.75mm处断开的级配设计方法。级配必须满足表7的要求。

2.36～4.75mm处断开目的是让粗集料形成稳定的骨架结构，能在行车荷载作用下，避免表面功能衰减过快、过大。同时，使细集料堵塞骨架间隙减少，降低空隙率和连通空隙率，实现更大的空隙率、更大的连通空隙率和单位空隙体积，从而能够实现提高路面的纹理深度、摩擦系数、表层排水能力和降噪效果等多种功能。

表7 沥青混合料级配要求

五、12mm多功能薄层表面功能特点

磨耗层的表面功能主要包括平整度、抗滑性能、纹理深度和降噪效果等素。

由于级配具有更大的空隙率和连通空隙率，从而能够提高抗滑性能并大幅降低行车噪音，同时防止水雾的产生，保证行车安全。现场检测指标应满足表8的要求。

表8 12mm多功能薄层表面功能检测指标

六、技术在桥梁上的应用情况

多功能薄层自从研发改进以来，已经在杭州绕城高速高架桥，浙江 G25丽龙高速、G15沈海高速公路温洲大桥段进行了应用，以其优异的表面性能，改善了原路面，使用效果良好。下面项目拟进一步推荐该技术在桥梁上的应用，以替代传统的4cm的上面层。

株洲北环大道属于城市快速路设计标准，采用主线桥梁高架+地面辅道形式，其中主线桥梁幅宽25.5米，双向六车道，设计时速80公里/小时，原设计上面层为4CM的AC-13混凝土，拟将上面层更改成12mm厚的多功能薄层，在不提高造价的同时，减轻桥梁荷载，并获得优异的表面性能。主要包括：减少路面噪音、增强路面抗滑性能、增强耐磨耗性能、减少雨天行车水雾、提高雨天行车安全性等【2】。

七、小结

（一） 多功能薄层厚度可以做到1.2cm

多功能薄层厚度最薄可以做到1cm，对道路附属设施的影响小，能够降低工程造价，从而极大的节约附属设施改造的工程费用和工期。同时应用到桥梁上，可以较少桥梁荷载，有利于桥梁安全。

（二） 更好的路用性能

构造深度大，抗滑性好，提高行车安全性；提高行车舒适性，同时降低路面噪音；采用开断级配，保证耐磨耗性能；减少雨天行车水雾、防止车辆水中侧滑，从而提高雨天行车安全性。

（三） 能够解决表面功能衰减问题

为了提高多功能薄层的表面功能，避免表面功能衰减过快过大，采用开断级配设计，从而实现表面功能。

混合料能够获得稳定的骨架嵌挤结构以及较大的骨架间隙，避免集料在交通荷载作用下滑移，从而获得较大的空隙率和较大的连通空隙率，从而避免骨架失稳造成表面功能衰减。

（四） 沥青采用现场复配技术

沥青采用现场复配，采用当地沥青生产，增加适用性并降低造价。

复配剂能够生成稳定的共聚物，提高沥青的粘度并提高沥青与石料的粘附力，减少混合料在温度和行车荷载的作用下的沥青上浮，以防空隙减小。

（五） 施工速度快

采用热拌工艺，从而实现热沥青混合料性能稳定的优势；高强粘层撒布和混合料摊铺采用同步摊铺工艺；摊铺速度不低于12/min，施工完成后半小时左右即可开放交通。

由于多功能薄层这些独特的优势，能够用于高速公路、城市主干道、桥面与高架路面和水泥混凝土路面白改黑等场景，特别适用于对路面抗滑性能要求高的山区公路、隧道、小半径曲线等事故黑点路段。