摘要 高速公路中使用超薄磨耗层，提升路面性能，增加路面抗滑能力。文章依托南方某高速公路施工实践，优化超薄层配比设计，确定符合南方湿热环境的油石比;同时开展试验，研究湿度、温度两变量环境下超薄耐耗层最佳配比，提出优化沥青面层相关性能的措施，主要包括温度和湿度对抗滑性能的影响、油石比对抗滑性能的影响、提高沥青路面抗滑性能的措施。

关键词 湿热环境;超薄磨耗层;配比设计;抗滑性能

中图分类号 U416.2 文献标识码 A 文章编号 2096-8949（2022）11-0154-03

引言

路面抗滑性能指标主要包括两部分，一部分为横向摩擦系数，另一部分为路面构造深度。当前研究湿热环境下影响超薄沥青混凝土抗滑性能的因素的研究成果较多，但多数为依托室内试验开展研究，还须由现场剖析湿度、温度的具体影响程度。

1 工程概况

某高速公路位于南方省份，属亚热带气候，全长37.45 km，设计为双向四车道，速度100 km/h，相关路段速度为120 km/h。该公路所处环境多雨较湿润。该文依托该项目，分析并优化湿热环境下AC—8超薄磨耗层配比，研究湿度、温度两个变量对超薄磨耗层抗滑性能的影响。

2 原材料

2.1 沥青

该项目使用SBS（1-C级）沥青作为超薄磨耗层，表1所示为检测技术指标。

2.2 集料

沥青混合料受集料特性的影响，会对路用性能造成影响，因此设计沥青混合料时应重视选择的集料。该项目使用的沥青混凝土集料质量性能应满足相关标准要求，使用的粗集料规格为5～10 mm英安岩碎石，细集料规格为0～5 mm石灰岩机制砂[1]。

2.3 矿粉

按照国家相关要求进行测试，得出其表观密度为2.754 g/cm3，规范要求为2.5 g/cm3，满足施工要求。

2.4 原材料试验环境

对原材料进行试验，充分模拟南方湿热环境，设定湿度介于40%～60%，设定温度介于20～30 ℃。

3 湿热环境下超薄磨耗层配比设计及性能分析

3.1 矿料级配组成要求

3.2 矿料级配合成计算

沥青混凝土矿料级配使用水洗法开展筛分试验，得出筛分试验结果及级配;根据实际需求，该项目设定级配如下：粗集料∶细集料∶矿粉=61∶30∶9。矿料级配曲线如图1所示。

3.3 马歇尔试验

表3和图2所示为经由马歇尔试验测得的细粒式沥青混凝土AC—8结果情况，由图可知，沥青混合料最佳油石比时，混合料的空隙率为6%。使用差分法，空隙率为6%时，计算油石比结果为6.35%。即油石比最佳为6.35%。

3.4 路用性能试验

通过冻融劈裂试验和行车辙试件，分析6.35%油石比的混合料情况，表4及表5所示为具体试验结果。读表可知，细粒式沥青混凝土各指标满足规范要求，目标配合比选择粒径5～10 mm碎石为粗集料，0～5 mm机制砂为细集料及矿粉，具体比例为61∶30∶9[2]。

4 湿热环境下超薄磨耗层抗滑性能分析

4.1 温度和湿度对抗滑性能的影响

选择湿度、温度两个变量，各设置6种不同的湿度、温度环境，在设定环境中养护试块，对AC—8混合料的构造深度进行测定。共制作试块48个，即单一变量设试块4个。表6所示为不同湿度、温度环境下混合料的构造深度[3]。

根据表6所示的数据可知：无论是湿度还是温度均会对混合料的构造深度造成影响。相同湿度环境下，试件构造深度与温度呈负相关关系，即温度增加，构造深度降低，50 ℃环境下的构造深度比1 ℃环境下的构造深度低0.37 mm，分析数据可知，温度对试件构造深度有一定影响，但影响力较低。相同温度环境下，湿度与试件构造深度呈正相关关系，即湿度越小，试件构造深度越小，但变化幅度不断缩小，湿度为0及湿度81%以上，构造深度均小于0.05，可知湿度对试件构造深度影响较小[4]。

4.2 油石比对抗滑性能的影响

在高湿度、高温度环境下，会对沥青面层油石比造成较大影响，降低路面构造深度。

对不同油石比混合料进行马歇尔击实试验，单个混合料制备试件3个，对其构造深度进行检测。实施轮碾试验，完成试验后根据轮迹切割为矩形，对其构造深度进行测量。对比前后构造深度，见公式（1），H2为轮碾试验后构造深度值，H1为轮碾试验前构造深度值，计算深度残留率H，表7所示为不同油石比下构造深度残留情况。

（1）

通过表7中数据可知，不同油石比存在不同的试件构造深度残留，油石比对试件残留率有影响。油石比增加，深度残留显著降低。同时可知，油石比越大，对超薄磨耗层性能越有利，可有效提升其抗滑性，因此在具体施工中应严格控制油石比。经该项目试验证明，可使用6.35%的油石比，取得良好效果。

4.3 提高沥青路面抗滑性能的措施

根据该高速公路具体情况，该文认为可采取以下三项措施，提升沥青路面抗滑性能。

（1）根据施工现场现状，结合油石比情况实施调整，经施工实践表明，油石比可适当降低。

（2）优选沥青。根据试验结果，使用I-D级改性沥青制备超薄磨耗层。

（3）改善黏附性。沥青路面受车辆荷载作用，轮胎接触范围的沥青量不断增加，影响了路面抗滑性。有鉴于此，该文认为需将沥青和集料间的黏附性进一步提升[5]。

5 结论

通过试验可知，南方环境高速公路超薄磨耗层目标配合比选择粒径5～10 mm碎石为粗集料，0～5 mm机制砂为细集料及矿粉，具体比例为61∶30∶9，油石比最佳为6.35%。

（1）混合料构造深度受湿度、温度的影响。相同湿度下，温度与试件构造深度存在负相关关系，即温度降低，试件构造深度提升;相同温度下，湿度与时间构造深度呈正相关关系，即增加温度，构造深度增大。

（2）构造深度残留率受油石比影响，二者存在典型的负相关关系，即增加油石比，构造深度残留率降低。因此在使用超薄磨耗层的过程中应严格控制油石比，选择最佳油石比。

（3）沥青路面油石比在湿度、温度较高环境下呈现出一定的不稳定性，提高了沥青路面构造深度衰减率。可从油石比、高品质沥青、集料间黏附性三方面采取措施，将超薄磨耗層的抗滑性能不断提升。

参考文献

[1]王丽， 李文凯， 齐力源.超薄磨耗层路面使用性能与层间剪切试验研究[J]. 公路与汽运， 2018（1）： 102-105.

[2]虞将苗， 杨倪坤， 于华洋. 道路高性能沥青超薄磨耗层技术研究与应用现状[J]. 中南大学学报（自然科学版）， 2021（7）： 2287-2298.

[3]伍勇辉. 沥青路面就地热再生及超薄高性能磨耗层集成应用的实验研究[D]. 广州：华南理工大学， 2020.

[4]高伟. 温拌超薄磨耗层的施工技术在高速公路养护中的作用[J]. 科技经济导刊， 2020（9）： 65.

[5]孙正东. 抗滑薄层在高速公路沥青路面中的应用[J]. 交通世界， 2021（20）： 64-66.

收稿日期：2022-04-06

作者简介：苏贤芬（1980—），女，本科，高级工程师，从事工程技术管理工作。