滲固磨耗層預防性養(yǎng)護技術在寧波沿海區(qū)域的應用

周平

摘要 針對瀝青路面使用中的表面功能性病害的預防性養(yǎng)護問題，在目前常用預防性養(yǎng)護技術基礎上，優(yōu)選了具有全面提升表面各項功能的滲固磨耗層薄層罩面技術。文章通過室內(nèi)試驗并與相關技術標準進行對比，明確了其基本技術特性與原材料技術要求，并通過兩個實體工程進行了實施，對其施工工藝和質(zhì)量管理進行了研究。通過表面性能測試，具有低噪聲和行駛舒適的效果，延長了使用壽命，具有較好的推廣價值。

關鍵詞 預防性養(yǎng)護；滲固磨耗層；薄層罩面

中圖分類號 U416.217文獻標識碼 A文章編號 2096-8949（2023）16-0168-03

0 引言

瀝青路面在使用一段時間以后，經(jīng)常會出現(xiàn)一些非結(jié)構(gòu)性的表面功能性病害，如果不及時處理，表面病害會快速發(fā)展，進而對道路結(jié)構(gòu)造成損壞。近年來，瀝青路面預防性養(yǎng)護得到越來越多的重視[1-2]。預防性養(yǎng)護技術目前方案較多，但是大多性能較為單一，因此迫切需要一次維護能夠全面提升路面表面各項功能。滲固磨耗層是一種薄層罩面技術，先噴灑滲固劑，后攤鋪磨耗層的預防性養(yǎng)護技術。該文對其技術特征、性能要求等進行分析和試驗，并結(jié)合實體工程實踐，驗證了其綜合效果。

1 滲固磨耗層技術特點

滲固磨耗層是先噴灑滲固劑，后攤鋪聚合物改性高黏乳化瀝青拌和料磨耗層的薄層罩面養(yǎng)護技術。它是一種功能性預防性養(yǎng)護技術，適合用在原路瀝青路面狀況良以上的公路上實施，有廣泛的適用性，并有很好的經(jīng)濟性能。噴灑的滲固劑一方面能有效地恢復原路面老化瀝青的功能，提升路面抗疲勞和抗裂能力，對老路的輕微病害進行了修復，使原路恢復整體性能。另一方面可以發(fā)揮作為黏層油的功效，使老路與磨耗層黏結(jié)得更牢固。磨耗層采用聚合物改性高黏乳化瀝青進行拌和，集料采用耐磨的玄武巖石料，磨耗層厚度是1 cm，性能優(yōu)秀的材料的使用，使磨耗層路面結(jié)構(gòu)更耐磨，耐久性、整體性更好，能夠較好地實現(xiàn)瀝青路面在復雜工況條件下的路面各項性能的快速恢復，具有較好的耐久性和較強的適用性。

滲固磨耗層具有多種技術特征：

（1）滲透性。滲固劑可滲透到舊瀝青面層內(nèi)部，從而激活原路面的老化瀝青，恢復原路面老化瀝青的功能。

（2）高耐磨性。集料采用耐磨的玄武巖石料，經(jīng)過集料配比、拌和后有效增加了瀝青和骨料之間的緊密連接。

（3）高黏結(jié)性。滲固劑在原路面上實現(xiàn)滲透及還原老化瀝青，形成一個超強黏結(jié)層，使磨耗層與原路面緊密結(jié)合。

（4）高抗裂性。一部分滲固組分充分滲透與原路面老化瀝青實現(xiàn)融合，補充老化瀝青缺失的輕質(zhì)組分，恢復瀝青原有性能，大大提高老化瀝青的低溫延度，有效降低了原路面低溫開裂的可能；另一部分滲固組分在路表面形成一個超強黏結(jié)層，使原路面與新鋪磨耗層聯(lián)結(jié)為一體，且該黏結(jié)層具有一定的張力和彈力，可有效實現(xiàn)應力的吸收和擴散，防止路面局部出現(xiàn)應力集中而開裂。高黏結(jié)性也有效地避免了路面裂縫的產(chǎn)生。

（5）高穩(wěn)定性。高彈性模量值，延伸力強，采用的高聚合物改性乳化瀝青在延度、軟化點等技術指標上有很大提高，微表處軟化點≥53 ℃，延度（5℃）≥20 cm，超黏磨耗層軟化點≥57 ℃，延度（5℃）≥20 cm，滲固磨耗層軟化點≥60 ℃，延度（5℃）≥100 cm，有效提高了混合料高溫抗變形的能力。

（6）高效快捷，滲固磨耗層為全機械化施工，施工速度快，混合料成型快，縮短了開放交通的時間，由于采用了改性乳化瀝青，施工受氣溫的影響較小。

（7）節(jié)能環(huán)保。滲固磨耗層施工采用冷態(tài)施工法，所有作業(yè)常溫施工，相比熱瀝青混合料施工，不僅降低了能源燃料的消耗，同時減少了瀝青煙霧、二氧化硫等有害氣體的排放。施工環(huán)境環(huán)保滿足要求，施工工人不在一個高熱的環(huán)境下工作。

2 滲固磨耗層技術要求與施工工藝

對原路面的病害處治后，噴灑滲固劑，攤鋪磨耗層，實施預防性養(yǎng)護技術。

2.1 材料技術要求（實測值來源于削壁嶺接線項目）

（1）滲固劑。采用從美國進口的材料，其試驗結(jié)果見表1，可以看出，滿足技術標準要求。

（2）集料。采用紹興產(chǎn)玄武巖石料，所用粗集料潔凈無雜質(zhì)，所用細集料不含泥土和有機雜質(zhì)。其各項檢測指標見表2。

（3）聚合物改性高黏乳化瀝青。為了提高混合料高溫穩(wěn)定性和低溫延展性，滲固磨耗層技術對乳化瀝青蒸發(fā)殘留物的相關技術指標提出了更高的要求，如針入度、軟化點、延度等。相關技術要求和試驗結(jié)果見表3。

（4）水混合料用水采用自來水。

（5）稀漿混合料技術要求。混合料集料的級配設計，混合料性能技術要求和實測值見表4～5。

2.2 設備配置

滲固磨耗層采用全機械化施工，并專用滲固劑灑布車和磨耗層攤鋪機施工。攤鋪機及拌和箱必須采用大功率的機器，攤鋪機帶有記錄系統(tǒng)，會精確計量，記錄集料和乳化瀝青的用量，攤鋪槽必須帶有兩排布料器。需要的設備有強力清刷機、集料級配篩分機、滲固劑智能灑布車、進口磨耗層攤鋪機、矩形攤鋪槽各1臺。

2.3 施工工藝流程

采用以下流程實施：半幅封閉交通→清潔干凈原路面→原路面病害處治→噴灑滲固劑→攤鋪磨耗層→人工修整→初期養(yǎng)護→開放交通。

施工工藝要點：將原路面上的泥土，雜物等清洗干凈，使用灑水車及大功率吹風機或清掃一體機輔助清掃路面。滲固劑裝入智能灑布車內(nèi)，按照預先測算的灑布量標定，實施灑布作業(yè)，灑布量范圍0.4～0.5 kg/m2，待20～30 min滲固劑充分下滲反應后方可進入下道工序，滲固劑被吸收的時間會受天氣的影響，在晴天陽光充足的情況下，速度較快，若為陰天，時間會延長，建議延長養(yǎng)生時間至40～60 min。當進口磨耗層攤鋪機攤鋪常溫瀝青混合料時，混合料均勻分布在攤鋪箱的全寬范圍內(nèi)，攤鋪機低速行駛，一般前進速度為1.2～1.8 km/h，按照低速1.2 km/h為佳，計劃好每天的混合料生產(chǎn)量，應與計算好的攤鋪量數(shù)量一致，攤鋪箱中的瀝青混合料不超出為攤鋪箱容量的一半?；旌狭箱佒螅陂_放交通前禁止一切車輛和行人通行，以免留下車輪和腳印的痕跡，一般不需要壓路機碾壓，在路面邊部社會車輛行駛不到的地方在開放交通后進行碾壓。達到初凝后磨耗層還需要一段時間進行養(yǎng)生，攤鋪料終凝硬化后，才能開放交通，因而開放交通的時間應視終凝時間來定，終凝時間看攤鋪料是否可以通行社會車輛不變形，再適當考慮現(xiàn)場溫度風力等情況來確定，一般在攤鋪后3～4 h開放交通。

2.4 交工驗收階段的質(zhì)量控制

開放交通后，滲固磨耗層在最初的1個月之內(nèi)還是處于不成型、不穩(wěn)定的狀態(tài)，此時，不適合施劃標線，也不能進行交工檢測，要觀測現(xiàn)場的交通量大小、現(xiàn)場溫度、風力和磨耗層成型的狀況，需等待磨耗層的狀況已經(jīng)基本穩(wěn)定后，才能進行施劃標線和交工檢測，一般時間是在完工后的1個月至2個月，最好是2個月以后，磨耗層固化成型后，測得的數(shù)據(jù)可靠、有代表性。交工驗收時間定在2個月以后進行，質(zhì)量檢查和驗收的檢查項目有外觀質(zhì)量、橫向力系數(shù)、構(gòu)造深度、滲水系數(shù)、厚度等[4]，檢測均合格。

3 實體工程概況與項目實施管理

2020年G527象義線寧海段（K36+800～K38+300）路面提升工程項目位于浙江省寧波市寧?？h東部沿海地區(qū)，全長1.5 km，一級公路，設計時速80 km/h，雙向六車道，瀝青路面結(jié)構(gòu)，路基寬度55 m。老路在2015年底完工通車，自交工驗收完后，未進行大規(guī)模養(yǎng)護?，F(xiàn)狀調(diào)查道路病害較少，局部病害處理后對車行道統(tǒng)一進行預防性養(yǎng)護，2020年5月開工，8月完工。

2021年X426削壁嶺接線（K0+000～K2+496）路面提升工程項目位于浙江省寧波市寧海縣南部沿海地區(qū)，實際施工長度1.48 km，二級公路，設計時速60 km/h，雙向兩車道，瀝青路面結(jié)構(gòu)，路基寬度12 m。老路在2016年完工通車。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，路段基本無明顯病害，僅有極少數(shù)輕微細縫，路面裂縫灌縫后進行預防性養(yǎng)護，2021年7月開工，9月完工。

寧?？h公路與運輸管理中心在兩個項目中均實施了滲固磨耗層預防性養(yǎng)護技術。預防性養(yǎng)護設計使用年限為3年。

筆者主持管理了削壁嶺接線項目的實施，在實施前實地學習了象義線項目情況，發(fā)現(xiàn)完工后的象義線局部路面有露骨和裂縫現(xiàn)象、標線局部存在網(wǎng)裂現(xiàn)象。針對前個項目發(fā)現(xiàn)的問題，在削壁嶺接線項目采取了以下措施：在噴灑滲固劑前必須清理干凈原路標線，并徹底打掃干凈原路面；加強常溫瀝青混合料攪拌的時間管理，使得混合料攪拌均勻，避免粗集料集中的現(xiàn)象出現(xiàn)；減緩攤鋪機的前進速度，用低速行駛攤鋪；在施工時，一定要管理好交通組織，不能讓社會車輛和行人進入鋪好的磨耗層，避免車輪和腳印的產(chǎn)生，出現(xiàn)后很難處理需重鋪；因施工時不對混合料進行壓路機碾壓，開放交通后由社會車輛碾壓成形，在路面邊部社會車輛行駛不到的地方會出現(xiàn)松散現(xiàn)象，需在開放交通后對這部分路面進行碾壓；完工的2個月后在磨耗層穩(wěn)定的狀況下再進行標線施劃和試驗檢測等。經(jīng)過以上措施的實施，削壁嶺接線項目中取得的很好的效果，磨耗層表面基本平整密實，標線表面未出現(xiàn)網(wǎng)狀裂紋和斷裂裂縫，順利通過了試驗檢測和交工驗收。在質(zhì)量評定中發(fā)現(xiàn)磨耗層表面存在零星輕度裂縫病害，經(jīng)鉆孔檢查芯樣，為下方瀝青面層裂縫向上反射形成，為近期新發(fā)展而成的裂縫，進行了灌縫處理。至今兩條公路都狀態(tài)良好，噪聲低，行駛舒適，延長了瀝青路面使用壽命，取得了良好的社會效果。

4 結(jié)語

寧波市國省道預防性養(yǎng)護中象義線項目是首次采用滲固磨耗層技術，縣道削壁嶺接線項目改進了施工工藝也實施了該技術。這種技術能夠較好地實現(xiàn)瀝青路面在復雜工況條件下路面各項性能的快速恢復，對原路的輕微病害進行了修復，具有較好的耐久性和較強的適用性。兩個項目的實施，對于整個寧波市今后的養(yǎng)護項目采用滲固磨耗層技術具有重要借鑒意義。研究表明，可以增加小型壓實機械來增加整體穩(wěn)定性，可以結(jié)合精銑刨技術來提高路面平整度；可以在磨耗層中添加纖維增加抗拉抗裂性能，作為以后的研究方向，更好地應用好滲固磨耗層技術。

參考文獻

[1]侯夢陽. 高速公路瀝青路面預防性養(yǎng)護[J]. 交通世界，? 2021（36）： 84-85.

[2]谷新昶. 高速公路預防性養(yǎng)護技術探究[J]. 中國公路， 2021（23）： 114-115.

[3]公路瀝青路面施工技術規(guī)范：JTG F40—2004[S]. 北京：人民交通出版社， 2004.

[4]公路養(yǎng)護工程質(zhì)量檢驗評定標準第一冊 土建工程：JTG 5220—2020[S]. 北京：人民交通出版社， 2020.