超薄专用沥青混凝土在荥经河大桥路面改造工程中的应用

李勇 郑浩 李大为

摘要：文章结合雅叶高速公路荥经河大桥工程实例，通过使用高性能特种改性沥青和特定的路面级配范围设计了一种专用的超薄沥青混合料目标配合比，并通过车辙试验、冻融劈裂试验、肯塔堡飞散试验、谢伦堡沥青析漏试验分别对该沥青混合料配合比的动稳定度、水稳定性、抗飞散评价指标以及施工性能进行了验证。结果表明：该种专用超薄沥青混合料具有优异的耐高温、抗飞散、抗水损害等性能，并具有良好的施工性能；在雅叶高速公路荥经河大桥上实施时表现出施工性能良好，路面平整美观，抗滑性能良好，具有良好的应用和推广前景。

关键词：超薄沥青混合料；配比设计；施工应用

中图分类号：U443.33A451562

0引言

雅安—叶城高速公路又称“雅叶高速公路”，是中国国家高速公路网东西横向主干线上海—成都高速公路（国家高速公路G42）的联络线之一。雅叶高速公路雅康段（又称雅康高速公路）是通往甘孜藏区的首条高速公路，起于雨城区草坝镇，西经天全县、泸定县，止于康定城东，于2018-12-31实现了全线通车。荥经河大桥，是雅康高速公路C7标段的重点项目之一，该桥横跨荥经河，全长818.55 m。

荥经河大桥原桥面铺装层为浇筑式沥青混合料铺装层，由于荥经河大桥地处雅安市天全县，该地位于成都平原向青藏高原过渡的地带，境内的地形地貌非常复杂，地势落差较大。独特的地理环境使该地区常年阴雨连绵，年平均降水量大约为1 800 mm左右。地区常年阴雨，且该路段交通车流量大，致使原桥面铺装层部分细集料被雨水冲刷带走，表面骨料裸露，局部已经出现水损害现象，亟须进行养护维修。

考虑到原桥面标高与路基相衔接处标高一致，养护时不宜对原桥面进行再次加高，否则会影响行车安全性。加之考虑到该路段及时开放交通的需求，因此养护方案最终定为在原路面结构上加铺一层超薄沥青混合料结构层，用以改善原路面表面骨料裸露，局部已经出现水损害的现象，增强行车舒适性。对于常规沥青混合料，加铺层太薄则会导致加铺后的路面承载能力不足，同时也容易出现層间抗剪和抗拉拔能力不足的问题，进而产生推移、脱皮等早期病害，最终导致路面结构强度低，寿命短、抗滑性不足、行车舒适性差等一系列问题。

针对上述技术现状，结合荥经河大桥路面结构的实际需求，对铺装层设计了专用的1.5 cm超薄沥青配合比，并结合成熟的沥青层界面处置技术，从施工质量精细化管理与控制等方面进行了试验研究和实施方案设计，为荥经河大桥桥面改造提供了技术保障。

1设计背景

超薄罩面用于桥面铺装目前已经有较为成熟的案例，虞将苗等［1］设计了一种2.0 cm的高韧超薄沥青磨耗层，并成功在港珠澳大桥珠海人工岛通道上实现了应用。该磨耗层通过使用高黏高弹改性沥青和SBS高黏改性乳化沥青作为热拌沥青混合料和粘结层的材料，结合高沥青用量的骨架密实型连续级配设计，成型后的磨耗层具有良好的抗裂、密水和抗滑性能。郭泽棉［2］设计了一种1.5～2.0 cm的超薄罩面用于广州北环高速水泥桥面的预防性养护，有效地改善了水泥桥面的抗滑性能，并降低了路面行车噪声。

与荥经河大桥路面结构不同的是，港珠澳大桥珠海人工岛通道为新铺路面结构，无须对原路面结构进行处治，其平整度、抗滑性能在施工前便可参照现有施工规范执行，具备良好的施工性能。而荥经河大桥需要对原路面结构进行一定处治，并在原路面结构上直接加铺一层1.5 cm的超薄沥青混合料面层，因此只有结合成熟的沥青层界面处置技术，从施工质量精细化管理与控制等方面进行系统设计，才能满足荥经河大桥实际养护的需求。

2原材料及其技术指标

本次试验选择高黏特种改性沥青，由广州大象超薄路面技术开发有限公司提供，其主要技术指标见表1。

沥青混合料目标配合比设计试验采用的集料为峨边龙腾矿业的玄武岩碎石，矿粉是由四川省雅安市某建材厂生产的石灰岩矿粉。集料与矿粉的性能指标见表2。

为使沥青混合料具备更强的粘聚性，在本次配合比设计中加入了广州大象超薄路面技术开发有限公司生产的聚酯纤维，掺量为沥青混合料质量的0.3%。

3配合比设计方案

3.1矿料级配与油石比的选定

考虑到沥青混合料厚度为1.5 cm，沥青路面需满足平整、抗滑、降噪功能等因素，本文参考了沥青玛蹄脂混合料级配的要求，在SMA-5沥青混合料的基础上，选取关键筛孔为2.36 mm筛孔，并将关键筛孔通过百分率设计值定为20%～38%。考虑到整体配合比的现场适用性及可行性，略去了0.6 mm、0.3 mm、0.15 mm三个筛孔的影响，选取了3组合成级配进行试验，合成后的沥青混合料级配信息见表3，绘制的级配曲线见图1。

根据预估油石比7.0%，分别按照马歇尔试验的方法成型试件，并分别对成型后的马歇尔试件进行马歇尔试验物理-力学指标试验，其结果见表4。

通过试验和相关参数分析，最终选定了3#级配为目标配合比的设计级配，并按矿料掺配比例预估沥青混合料油石比（7.0%）为中值，以0.3%间隔的不同油石比进行马歇尔试验（成型双面击实各75次），按照拌和温度为185 ℃、击实温度为175 ℃成型马歇尔试件并进行马歇尔试验，最终确定了1.5 cm专用超薄沥青混合料的油石比为7.0%。经试验得到其空隙率为5.2%，且其他相关指标满足要求。

3.2沥青混合料性能验证

考虑到荥经河大桥地处多雨，车流量较大的雅安地段，通过车辙试验、冻融劈裂试验、肯塔堡飞散试验、谢伦堡沥青析漏试验对该配合比沥青混合料的动稳定度、水稳定性、抗飞散评价指标和析漏损失的有效性进行了验证，试验结果见表5。由表5试验结果可知，该配合比具备良好的动稳定度、水稳定性、抗飞散性能，可以直接用于荥经河大桥加铺层。

4超薄沥青混合料现场实施及结果分析

4.1超薄沥青混合料现场实施

4.1.1原路面处置

荥经河大桥原桥面表层由于常年受雨水冲刷，已经出现了许多裂缝，并伴有表面骨料裸露等问题。在施工前先将裂缝进行有效处治，并对较大坑槽进行了修补，再通过接头铣刨、标线清理等步骤后，使原表层具备加铺沥青混合料的条件。经处置后的路面干燥洁净，符合加铺超薄沥青路面的要求。在摊铺前并按照相关要求均匀喷洒了粘层油，为加铺沥青混合料层创造了有利的条件。

4.1.2路面加铺层摊铺及压实

本次施工全部采用摊铺机摊铺，参照超薄沥青混合料目标配合比设计，最终将热沥青混合料摊铺温度控制在170 ℃以上。摊铺一次成型，摊铺机均匀、连续不间断地摊铺，未随意变换速度或中途停顿，摊铺速度为5 m/min，现场摊铺效果良好。

超薄瀝青路面摊铺后，施工采用5～13 t双钢轮压路机以静压模式压实和整平，初压温度始终控制＞150 ℃，静压2～3遍，整个碾压过程无喷水隔离钢轮导致粘轮。现场碾压完毕后于当日开放交通。

4.2试验结果分析

荥经河大桥原桥面铺装层经加铺超薄沥青混合料层后，路面整体状况发生了明显的改观，加铺后的路面级配明显更均匀，路面更加平整美观。

为验证荥经河大桥桥面加铺超薄沥青混合料层后的路面抗滑性能，对加铺超薄沥青混合料层后的路面进行了路面摩擦系数试验，试验结果见表6。由表6可知，加铺后的路面抗滑性能良好，行车安全性佳。

5结语

本文针对荥经河大桥桥面养护的问题，设计了专用的1.5 cm超薄沥青混合料配合比，该配合比不仅具有优异的耐高温、抗飞散、抗水损害等性能，而且具有良好的施工性能，在雅叶高速公路荥经河大桥上实施时表现出施工性能良好、路面平整美观、抗滑性能良好，具有很好的应用和推广前景。

参考文献

［1］虞将苗，陈富达.高韧超薄沥青磨耗层在港珠澳大桥珠海人工岛通道上的应用［J］.清华大学学报，2020，60（1）：48-56.

［2］郭泽棉.超薄磨耗层在大交通量条件下桥面罩面中的应用实践［J］.湖南交通科技，2019，45（2）：108-110.

作者简介：李勇（1973—），高级工程师，研究方向：道路材料工程。