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超薄磨耗层在高速公路养护中的应用研究

文档作者：韦振华文档来源：广西锦绣前程人力资源股份有限公司		更新日期： 2026年05月19日	点击数：
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工程设备与材料
104
2023 年 第 08 期 总第 136 期 工程技术研究
摘要：为研究超薄磨耗层在高速公路养护中的应用效
果，文章采用SMA-10超薄磨耗层进行原材料试验，
测试其耐久性，并严格控制施工要点，最终基于实际
工程对加铺磨耗层前后的路面渗水性能及抗滑性能进
行检测，评价铺筑后的路面耐久性。结果表明：动稳
定度和破坏应变分别达到 4 160次/mm和3 108 με，
加铺磨耗层后路面渗水系数由85.7 mL/min降低至
13.85 mL/min，构造深度由0.53 mm提升至1.33 mm，
说明加铺超薄磨耗层可以改善路面的使用性能，延长
路面使用寿命。
关键词：SMA-10 超薄磨耗层；原材料试验；公路养护
Abstract: In order to study the application effect of ultra-
thin wearing course in expressway maintenance, this paper uses SMA-10 ultra-thin wearing course to carry out raw material testing to test its durability, and strictly controls the construction points. Finally, based on the actual project,
the pavement water permeability and sliding resistance performance before and after the addition of the wearing course are tested to evaluate the pavement durability after paving. The results show that the dynamic stability and failure strain reach 4 160 times/mm and 3 108 με
respectively. After adding the wearing course, the pavement
water permeability coefficient decreases from 85.7 mL/min to 13.85 mL/min, and the structural depth increases from 0.53 mm to 1.33 mm. It shows that the ultra-thin wearing course can improve the performance of the pavement and prolong its service life.
Key Words: SMA-10 ultra-thin wearing course; raw material
testing; highway maintenance
分类号：U418.4
超薄磨耗层在高速公路养护中的应用研究
韦振华
广西锦绣前程人力资源股份有限公司，广西 南宁 530000
Research on the Application of Ultra-thin Wearing Course
in Expressway Maintenance
WEI Zhenhua
Guangxi Bright Future Human Resources Stock Co., Ltd., Nanning 530000, Guangxi, China
DOI:10.19537/j.cnki.2096-2789.2023.08.032 .
《2021年交通运输行业发展统计公报》指出，2021年
末全国公路总里程数达到528.07×104 km，公路养护里
程达到525.16×104 km，占公路总里程比重99.4%。养
护市场不断扩大，养护需求逐年增加。在前期的道路
养护与发展的基础上，研究一种科学、方便、高效的
沥青路面修补技术十分重要。超薄磨耗层作为一种沥
青混合料与改性乳化沥青黏层结合的沥青路面表面层
技术，在公路养护方向上受到了研究者越来越多的关
注 [1]。该项技术重点关注对路面功能性的修复，主要
用于解决路面松散、抗滑性不足及修复部分轻度裂缝，
并且能将铺筑厚度降低到小于 25 mm，有效降低道路
的养护成本，具有良好的经济效益 [2-3]。目前国内外
常用的5种超薄磨耗层种类分别为SMA-10、ECA-10、
Nova Chip、HVE超黏磨耗层和GT-8超韧超薄沥青磨耗
层 [4]。其中，超薄罩面SMA-10采用间断级配，具有沥
青、粗集料和矿粉含量高等特点 [5-6]，相对于细粒式连
续型级配，耐久性、密实性和防滑性均有提升 [7]。目前，
未针对 SMA-10超薄磨耗层形成完整的施工工艺标准
与铺筑后的耐久性进行试验研究。综上，通过S12申
嘉湖高速、G50申苏浙皖高速2021路面的罩面加铺工
程的成功铺筑经验，提出了SMA-10超薄磨耗层运输、
摊铺、碾压等关键施工工艺，通过试验对耐久性、渗
水性和抗滑性进行评价，为SMA-10超薄磨耗层技术
推广提供了技术参考和借鉴。
1 SMA-10 超薄磨耗层原材料
1.1 集料
粗集料和细集料均采用玄武岩碎石，矿粉为石灰
岩矿粉，纤维采用肯特莱公司产的松散木质素纤维。 作者简介： 韦振华，男，本科，助理工程师，研究方向为道路工程。
工程设备与材料
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工程技术研究 第 8 卷 总第 136 期 2023 年 4 月
原材料性能检测指标如表 1所示。
表 1 集料检测
1.2 SBS 改性沥青
沥青采用东海牌 SBS改性沥青，主要的检测项目
如表 2所示。
项目 技术要求 检测结果 检验方法
压碎值 ≤ 28% 7.1% T0316
洛杉矶磨耗 ≤ 30% 8.9% T0317
视密度 /
（g·cm-3）
≥ 2.5 2.764 T0304T
吸水率 ≤ 2 0.81 T0304
黏附性 ≥ 5 级 5 级 T0616
磨光值（PSV） ≥ 42 55 T0321
项目 技术要求 检测结果 检验方法
针入度（25 ℃，100 g，5 s）/（0.1 mm） 50 ～80 70 T0604
延度（5 ℃，5 cm/min）/cm ≥ 30.0 36.1 T0605
软化点 /℃ ≥ 75 88 T0606
135 ℃运动黏度 /（Pa·s） 1.0 ～3.0 2.1 T0625,T0619
闪点 /℃ ≥ 230 330 T0611
25 ℃弹性恢复 ≥ 85.0% 95.9% T0622
离析（48 h 软化点差）/℃ ≤ 2.5 1.9 T0661
质量变化 -0.50% ～0.50% 0.03% T0610 或T0609
25 ℃针入度比 ≥ 75% 78% T0604
5 ℃残留延度 /cm ≥ 20.0 25.8 T0605
项目 技术要求 检测结果 检验方法
破乳速度 快裂 快裂 T0658
粒子电荷 阳离子（+）阳离子（+） T0653
筛上剩余量（1.18 mm） ≤ 0.1% 0.05% T0652
黏度（恩格拉黏度计 E25） 1 ～ 15 8.34 T0622
蒸发残留性
能试验
含量 ≥ 62% 68% T0651
针入度（100 g，
25 ℃，5 s）/
（0.1mm）
50-150 76 T0604
软化点 /℃ ≥ 55 59.8 T0606
5℃延度 /cm ≥ 20 24 T0605
贮存稳定性
1 d ≤ 1% 0.6% T0655
5 d ≤ 5% 2.5% T0655
表 3 SBS改性乳化沥青主要性能指标检测结果
表 2 SBS改性沥青主要性能指标检测结果
1.3 SBS 改性乳化沥青
超薄罩面黏层使用的 SBS改性乳化沥青，主要的
检测项目如表 3所示。
2 1
1 2
2 1
(t t ) N DS C C
d d
− ×
= ××
−
（1）
式中：DS 为沥青混合料的动稳定度，次/mm；d1
为对应于时间 t1 的变形量，mm；d2 为对应于时间 t2 的
变形量，mm；C1 为试验机类型系数，曲柄连杆驱动加
载轮往返运行方式为 1.0；C2 为试件系数，试验室制
备宽300 mm的试件为1.0；N 为试验轮往返碾压速度，
通常为 42次/min。
②结果分析：对SMA-10车辙板试件进行车辙试
验后，得到试件的动稳定度为4 160次/mm，变异系数
小于 20%，符合相关要求（＞3 000次/mm），高温稳
定性较好。
（2）低温稳定性。①试验检验：按照《公路沥青
路面设计规范》（JTG D50—2017）对沥青混合料低温
稳定性的要求，文章采用低温弯曲试验，以最大弯拉
应变表征沥青混合料的低温性能。计算公式如下：
2
6
B
hd
L
ε = （2）
SAM-10超薄磨耗层的级配范围如表4（见下页）
所示。通过马歇尔配合比设计方法进行实验，得到最
佳的油石比为 6.2%。
1.4 沥青混合料
车辙是超薄磨耗层的主要病害。沥青混合料的高
温稳定性不足，容易导致车辙等病害的出现。沥青混
合料的低温稳定性不足，容易导致路面在快速降温的
情况下，路面应力迅速积累到抗拉极限导致开裂。二
者影响道路的使用性能和寿命，是耐久性的重要评价
指标，因此测试沥青混合料的高温稳定性和低温稳定
性十分必要。
（1）高温稳定性。①试验检验：目前我国主要采
用马歇尔试验和高温车辙试验，马歇尔试验可以反映
高温稳定性却与车辙没有直接联系，因此采用高温车
辙试验对试件进行测试。计算公式如下：
工程设备与材料
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2023 年 第 08 期 总第 136 期 工程技术研究
式中：εB 为试件破坏时的最大弯拉应变，με ；h 为
跨中断面试件的高度，mm；L 为试件的跨径，mm；d
为试件破坏时的跨中挠度，mm。
②结果分析：对SMA-10试件进行低温弯曲试验
后，得到试件的破坏应变为3 108 με，符合《公路沥
青路面设计规范》（JTG D50—2017）对破坏应变的要
求（＞2 500 με），低温稳定性较好。
2 SMA-10 超薄磨耗层施工要点
（1）原路面承载力检测。超薄磨耗层不属于结构
补强层，施工前需对道路进行承载能力检测，保证道
路符合承载能力指标要求。
（2）路面检查。铺筑前，清理原路面上的灰尘、
脱离的集料，修复原路面的坑槽或不平整区域，以确
保道路符合铺筑条件。
（3）沥青混合料的运输。混合料的运输车辆宜采
用大吨位运料车。高速公路铺筑时，等候的运料车必
须多于 5辆，并对沥青混合料闷料1 h。可以先将运料
车中的混合料倒入转运车，混合料经过两次拌和后再
向摊铺机供料。运料车每次卸料之后，都需要进行清洗。
（4）混合料的铺筑。由于SMA-10的粒径小，厚
度较薄，导致散热迅速，所以需要对铺筑的温度要求
严格。①SMA-10混合料的可压实余地较小，因此对
于沥青罩面的松铺系数都应通过试验路段试铺、试压
确定。②铺筑的温度是影响铺筑质量的关键因素。铺
筑的温度应该高于铺筑普通沥青混合料的温度，避免
出现铺租时间导致压实度不足的现象。铺筑之前，需
要保证摊铺机的平板温度能达到 100 ℃以上。③磨耗
层的厚度薄并且以粗集料为主。因此，在铺筑过程中，
热量散失的速度过快易导致混合料的温度不足。铺筑
气温要在 10 ℃以上，且不得在雨天、路面潮湿情况下
施工。施工温度为160～175 ℃。④SMA-10混合料
的粒径较小，在铺筑过程中可能出现边缘粗料偏多的
问题，边缘处的压实效果差。为了提高铺筑的质量，
需要安排专人处理边缘。⑤确保铺筑的平整度指标要
求，需要保持稳定、均匀缓慢、不间断地铺筑，铺筑
过程中不得随意停止或调整速度。当铺筑过程中出现
波浪、离析、拖痕等现象时，应及时分析导致原因，
并加以处理。
（5）沥青混合料的碾压。碾压是决定道路质量的
关键因素，需特别关注碾压工艺。①由于SMA-10超
薄磨耗层采用的是间段级配，粗集料多，热量散失快，
压实较为困难，因此需根据混合料类型、罩面的厚度、
路面的宽度及搅拌和运输、铺筑的能力确定压路机的
数量、种类及压路机队伍的组织。②压实工艺为初压、
复压和终压的方式。初压遍，静压1遍，后续3遍为
振动碾压。复压采用双机振动，需要碾压3遍。终压
采用静压的方式，碾压1～2遍以消除轮迹。初压温
度一般不低于 150 ℃，复压温度不得低于80 ℃。③在
铺筑的混合料未压实之前，禁止人员在路面行走，以
保证其平整度。
（6）路面的施工必须连接平顺、接缝紧密，不能
形成接缝离析。上下层的纵缝应错开300～400 mm
（冷接缝）或150 mm（热接缝）以上，以确保平整度
指标满足要求。
3 效果评价
实验研究依托于 S12申嘉湖高速、G50申苏浙皖
高速 2021路面的罩面加铺工程。申嘉湖杭高速公路是
长三角经济圈内由浙江省通往上海的五条大通道之一，
随着车流量逐年猛增，超重超载现象不断，高速路面
出现车辙、坑洞、松散和抗滑性不足等多种病害。
根据《公路沥青路面预防养护技术规范》（JTG/T 5142-01—2021）对原路面路况水平进行评价。由评定
的公路路况水平与道路的等级综合考虑，养护方案选
择使用于重载交通的超薄磨耗层养护技术。
3.1 渗水系数检测
（1）试验检验。路面的渗水系数不足，易导致路
面发生早期的损坏。因此需要对道路进行渗水系数继
续检测。渗水系数一般与混合料的开口空隙有关，开
口空隙与级配有较大的关系。在道路结构中，SMA-10
超薄磨耗层需要保证基本不渗水，需要对其的渗水率
SMA-10
通过下列筛孔的质量分数
13.200 mm 9.500 mm 4.750 mm 2.360 mm 1.180 mm 0.600 mm 0.300 mm 0.150 mm 0.075 mm
级配上限 100.0% 100.0% 60.0% 32.0% 26.0% 22.0% 18.0% 16.0% 13.0%
级配下限 100.0% 90.0% 28.0% 20.0% 14.0% 12.0% 10.0% 9.0% 8.0%
级配拟配 100.0% 98.9% 36.5% 30.4% 24.4% 18.5% 15.1% 12.6% 10.3%
表 4 SMA-10级配
工程设备与材料
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工程技术研究 第 8 卷 总第 136 期 2023 年 4 月
进行严格控制。施工后，根据《公路路基路面现场测
试规程》（JTG E60—2008）和《公路技术状况评定标准》
（JTG H20—2007）对新铺筑的路面进行检测。具体计
算公式如下：
2 1
2 1
60 W
v v C
t t
−
= ×
− （3）
式中：CW 为路面渗水系数，mL/min；v1 为第一次
计时时的水量，通常为100 mL；v2 为第二次计时时的
水量，通常为500 mL；t1 为第一次计时的时间，s；t2
为第二次计时的时间，s。
（2）结果分析。路面渗水系数变化如图1所示，
SMA-10超薄磨耗层施工后，路面的渗水性得到较
大的改善。改善前9个点测得的平均渗水量均值为
85.7 mL/min，进行SMA-10铺筑后，9个测点的平均
渗水系数降到 13.85 mL/min，改善渗水系数效果明显。
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
路面渗水系数（mL/min）
施工前
施工后
路面渗水系数 /（mL·min-1）
测点编号
0
图 1 路面渗水系数变化
3.2 抗滑性能检测
（1）试验检验。沥青路面的广泛使用，提高了行
车速度，因此对路面的抗滑性要求更高。铺筑的SMA-
10超薄磨耗层与车轮直接接触，因此需要保证其有足
够的抗滑性能。如果超薄磨耗层的抗滑性不足，则车
辆的制动距离增加，容易导致出现交通事故。目前国
内对抗滑性能检测主要是构造深度实验和摩擦系数实
验，文章采用的实验方法为构造深度实验。具体计算
公式如下：
2 2
TD 100 V 4 31 831
D D
× ×
= =
π×
31 831
（4）
式中：TD 为沥青混合料表面构造深度，mm；V 为
砂的体积，取 25 cm3 ；D 为摊平砂的平均直径，mm。
（2）结果分析。对道路进行SMA-10超薄磨耗层
铺筑前，测点的平均构造深度为 0.53 mm，已经不能满
足《公路沥青路面设计规范》（JTG D50—2017）对构
造深度（≥ 0.55 mm）的要求。铺租后，路面的平均构
造深度为 1.33 mm，实际的构造深度远高于规范的要求，
如图 2所示。
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
0.0
0.2
0.4
0.6
0.8
1.0
1.2
1.4
路面构造深度（mm）
编号
施工前
施工后
路面构造深度 /mm
0
测点编号
图 2 路面构造深度变化
4 结束语
针对高速公路出现的抗滑性抗渗水能力不足等病
害，文章通过铺筑SMA-10超薄磨耗层，评价路面病
害处理与铺筑后的耐久性，并对沥青混合料进行耐久
性测试，动稳定度和破坏应变分别达到4 160次/mm
和 3 108 με。从铺筑效果看，平均渗水系数和路面构
造深度分别达到了13.85 mL/min（降低了83.8%）和
1.33 mm（提升了150.9%），对路面密实性和防滑性的
提升效果十分显著，耐久性能优异。
参 考 文 献
[1] 王洪伟,金帆,蔡祥,等.高耐久超薄磨耗层的开发与路用性能研究
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能与抗滑性能评价[J].长安大学学报(自然科学版),2022,42(4):10-
19.
[3] 蔡成雷.基于感应加热的功能型超薄磨耗层松散掉粒性能研究[D].
武汉: 武汉工程大学,2022.
[4] 冯志强.超薄磨耗层温拌橡胶沥青混合料性能研究[J].公路,2021,66
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[5] 吕军.提高超薄沥青混凝土磨耗层施工质量的措施探讨[J].西部交
通科技,2021(10):41-43.
[6] 曾双强.Nova Chip超薄磨耗层技术研究[J].工程技术研究,2022,7(13):
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[7] 吴忠青.超薄磨耗层用开级配小粒径透水沥青混合料的研制[J].上
海公路,2022(2):120-124,169.

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