滲固磨耗層技術(shù)在干線公路養(yǎng)護(hù)工程中的應(yīng)用研究

摘要：為研究滲固磨耗層施工技術(shù)，本文基于對(duì)磨耗層混合料可拌和時(shí)間、黏聚力試驗(yàn)，確定了磨耗層混合料配比，即1#料：2#料：3#料=20.2%：20.0%：60.0%，乳化瀝青10.0%，水泥1.0%，水4.5%，依托實(shí)際工程，開展了滲固磨耗層施工工藝研究，并對(duì)施工效果進(jìn)行了檢測(cè)，各項(xiàng)指標(biāo)合格率達(dá)100%，根據(jù)養(yǎng)護(hù)壽命將施工成本攤銷到每年約為5～7.5元/m2，具有顯著經(jīng)濟(jì)效益。

關(guān)鍵詞：道路工程滲固磨耗層配合比養(yǎng)護(hù)服務(wù)

中圖分類號(hào)：TU753

ResearchontheApplicationofSolidWearLayerTechnologyinMainlineHighwayMaintenanceEngineering

YANJunyi1WANGXinglong2SHENJianfeng3

1.QidongTransportationBureau，Qidong，JiangsuProvince，226200China;2.QidongTransportationComprehensiveLawEnforcementBrigade，Qidong，JiangsuProvince，226200China;3.QidongTransportationDevelopmentCenter，Qidong，JiangsuProvince，226200China

Abstract：Inordertostudysolidwearlayerconstructiontechnology，thispaperdeterminesthemixratioofthewearlayermixturebasedonthemixingtimeandcohesiontestofthewearlayermixture，whichis1#material：2#material：3#material=20.2%：20.0%：60.0%，emulsifiedasphalt10.0%，cement1.0%，water4.5%.Basedonactualengineering，solidwearlayerconstructiontechnologyisstudied，andtheconstructioneffectistested，andthequalificationrateofallindicatorsreaches100%.Accordingtothemaintenancelife，theconstructioncostisamortizedtoabout5～7.5yuan/m2peryear，whichhassignificanteconomicbenefits.

KeyWords：Roadengineering;Solidwearlayer;Mixratio;Maintenanceservices

近年來，隨著公路建設(shè)里程不斷增加，整個(gè)公路網(wǎng)進(jìn)入了建養(yǎng)并重的時(shí)代。江蘇省在“十三五”規(guī)劃中率先提出了“蘇式養(yǎng)護(hù)”的發(fā)展目標(biāo)，同時(shí)在《江蘇省“十四五”公路養(yǎng)護(hù)管理發(fā)展綱要》中也提出要加快推進(jìn)數(shù)字化、智慧化、綠色化、市場(chǎng)化的養(yǎng)護(hù)服務(wù)品質(zhì)化目標(biāo)，在2025年基本實(shí)現(xiàn)公路養(yǎng)護(hù)現(xiàn)代化。因此，本文結(jié)合江蘇省“十四五”發(fā)展規(guī)劃，基于現(xiàn)有預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，開展?jié)B固磨耗層技術(shù)在干線公路養(yǎng)護(hù)工程中的應(yīng)用研究，通過開發(fā)一種滲固劑材料，對(duì)原路面性能進(jìn)行還原的同時(shí)，加鋪一層0.7～1.0cm的高耐久磨耗層，以提高路面的抗滑性能，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)路面的“標(biāo)本兼治”，對(duì)于提升瀝青路面養(yǎng)護(hù)效果，延長(zhǎng)路面使用壽命具有重要意義。

1磨耗層配合比設(shè)計(jì)

抗滑磨耗層混合料主要由乳化瀝青、粗細(xì)集料、添加劑、水組成[2]。

1.1原材料

1.1.1乳化瀝青

本文選用江蘇路耐德交通科技有限公司生產(chǎn)的改性乳化瀝青。

1.1.2粗細(xì)集料

粗細(xì)集料分別選用強(qiáng)度高、硬度大、耐磨性好的3～10mm、0～3mm玄武巖。

1.1.3添加劑

考慮到水泥的吸水性、和易性和強(qiáng)度特點(diǎn)，選用水泥作為添加劑，提高磨耗層混合料的流動(dòng)性。

1.1.4水

為避免水中有害鹽類、金屬等雜質(zhì)對(duì)乳化瀝青和混合料性能的影響，本次選用自來水作為拌和用水。

1.2配合比設(shè)計(jì)

1.2.1級(jí)配設(shè)計(jì)

首先對(duì)3檔粗細(xì)集料分別進(jìn)行篩分試驗(yàn)，參照《微表處和稀漿封層技術(shù)指南》，并結(jié)合氣候條件和試驗(yàn)段運(yùn)營(yíng)狀況，初步選擇3種級(jí)配進(jìn)行拌和試驗(yàn)，通過觀察混合料成型情況判斷配伍性。

由圖1分析可知，級(jí)配1外觀密實(shí)，不泛油，表面瀝青與集料裹覆良好。對(duì)3種級(jí)配進(jìn)行25℃的可拌和時(shí)間試驗(yàn)，級(jí)配1拌和可拌和時(shí)間為165s，級(jí)配2可拌和時(shí)間為220s，級(jí)配3可拌和時(shí)間為300s，由于級(jí)配2和級(jí)配3可拌和時(shí)間稍長(zhǎng)，容易造成細(xì)集料流動(dòng)，因此最終選用級(jí)配1進(jìn)行后續(xù)試驗(yàn)。

1.2.3可拌和時(shí)間試驗(yàn)

為分析不同因素對(duì)磨耗層混合料可拌和時(shí)間的影響，本文對(duì)不同溫度、水泥摻量和水摻量下的混合料進(jìn)行可拌和時(shí)間試驗(yàn)，結(jié)果如表1所示。

根據(jù)ISSA中對(duì)混合料可拌和時(shí)間不少于120s的規(guī)定[3]，確定集料配比為1#料∶2#料∶3#料=20%∶20%∶60%，水泥用量為1%，水摻量為4.5%。

1.2.4乳化瀝青用量確定

通過試驗(yàn)蒸發(fā)試驗(yàn)確定乳化瀝青蒸發(fā)殘留物含量為62%，變換不同乳化瀝青用量，對(duì)5.5%、6.0%、6.5%、7.0%、7.5%乳化瀝青的混合料進(jìn)行1h濕輪磨耗值和黏附砂量試驗(yàn)，最終根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選擇配方的瀝青用量為6.2%，即乳化瀝青用量為10.0%。

1.2.5黏聚力試驗(yàn)

為了確定混合料攤鋪后開放交通時(shí)間，采用黏聚力試驗(yàn)?zāi)M車輛荷載對(duì)混合料的剪切作用，通常將扭力表讀數(shù)達(dá)到1.2N·m和2.0N·m對(duì)應(yīng)的時(shí)間分別定為混合料初凝時(shí)間和開放交通時(shí)間[4]。以10.0%乳化瀝青用量，1.0%水泥用量、4.5%用水量進(jìn)行黏聚力試驗(yàn)，混合料在30min形成強(qiáng)度，在60min后可開放交通。

1.3配合比驗(yàn)證

按照1#料∶2#料∶3#料=20.2%∶20.0%∶60.0%，乳化瀝青10.0%，水泥1.0%，水4.5%進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)驗(yàn)證，各項(xiàng)指標(biāo)均滿足要求。具體情況如表2所示。

2工程應(yīng)用

2.1工程概況

本文依托江蘇省啟東市王海公路進(jìn)行滲固磨耗層技術(shù)應(yīng)用，試驗(yàn)段試鋪長(zhǎng)度500m，樁號(hào)K0+750～K1+250，試鋪寬度8.5m，試鋪厚度10mm，鋪筑當(dāng)天天氣多云，溫度21～31℃，風(fēng)力Ⅱ級(jí)。

2.2施工工藝

2.2.1封閉交通

嚴(yán)格按照《城市道路施工作業(yè)交通組織規(guī)范》（GA/T900—2010）制訂交通管制方案，封閉車道并沿線擺放交通標(biāo)志，在十字路口派專人負(fù)責(zé)指揮交通。

2.2.2原路面處理

按照試驗(yàn)段施工計(jì)劃，首先對(duì)試鋪路段原路面進(jìn)行預(yù)處理，調(diào)研發(fā)現(xiàn)原路面主要病害為裂縫，根據(jù)設(shè)計(jì)要求采用灌封對(duì)裂縫進(jìn)行處理，灌封長(zhǎng)度800m，縫寬5mm，其中縱縫10條，約350m，橫縫50條，約450m。對(duì)于原路面標(biāo)線采用手扶式銑刨機(jī)進(jìn)行清除，使用灑水車對(duì)路面泥土進(jìn)行沖洗，同時(shí)配備大功率吹風(fēng)機(jī)進(jìn)行人工清掃，對(duì)于路面窨井蓋、路緣石等交通設(shè)施進(jìn)行保護(hù)，沖洗后的路面須等待干燥后方可進(jìn)行后續(xù)施工。

2.2.3噴灑滲固劑

根據(jù)事先確定的滲固劑撒布量進(jìn)行噴灑，由于微表處攤鋪車容量有限，同時(shí)也為了減少對(duì)交通影響，滲固劑一次不易噴灑過長(zhǎng)。

2.2.4微表處攤鋪

滲固劑噴灑20～30min后進(jìn)行微表處攤鋪，但由于現(xiàn)場(chǎng)受到多個(gè)因素影響，也可通過目測(cè)觀察滲固劑表面開始發(fā)黑，即可達(dá)到攤鋪要求。

現(xiàn)場(chǎng)采用美國(guó)博坎公司生產(chǎn)的M210型微表處攤鋪車，將改性乳化瀝青、水泥、水和玄武巖粗細(xì)集料按一定配比裝入料箱，將攤鋪車停在攤鋪起點(diǎn)處，調(diào)整攤鋪厚度、寬度和橫坡坡度，控制攤鋪厚度為1cm。攤鋪車啟動(dòng)后，等待混合料按照一定配比全部鋪滿攤鋪箱后開始以1.3km/h的速度勻速前進(jìn)，同時(shí)安排現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員在攤鋪道兩端進(jìn)行收邊。

2.2.5接縫處理

在橫向接縫接頭處放置一塊0.5～1cm的藍(lán)色鐵皮，鐵皮的一端與攤鋪料邊緣對(duì)齊，將攤鋪車放料口與鐵皮另一端對(duì)齊，正常攤鋪后將鐵皮拿走即可得到自然平整的橫向接縫。

對(duì)于縱向接縫的處理方法類似，由于混合料自身流動(dòng)性和黏結(jié)性，會(huì)與已鋪車道連接緊密，在局部搭接過厚或搭接不良位置，使用掃帚進(jìn)行掃平。

2.2.6初期養(yǎng)護(hù)

攤鋪結(jié)束后等待水分揮發(fā)，根據(jù)天氣及氣溫情況養(yǎng)護(hù)2h左右即可開放交通，讓車輛上去碾壓密實(shí)。

3施工效果檢測(cè)

由于施工一個(gè)月內(nèi)尚處于固化狀態(tài)，此時(shí)的檢測(cè)結(jié)果不能反映路表真實(shí)狀況，因此，在施工結(jié)束后3個(gè)月對(duì)試驗(yàn)段進(jìn)行了檢測(cè)，結(jié)果如表3所示。

施工后6個(gè)月對(duì)試驗(yàn)段進(jìn)行了回訪，路面狀況良好，未出現(xiàn)集料松散、裂縫等情況。

4經(jīng)濟(jì)效益分析

通過對(duì)滲固磨耗層材料與施工成本進(jìn)行計(jì)算，并結(jié)合江蘇省公路養(yǎng)護(hù)實(shí)際，將滲固磨耗層技術(shù)與常規(guī)養(yǎng)護(hù)技術(shù)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)效益對(duì)比。滲固磨耗層施工單位約為46元/m2，雖然相較于微表處、碎石封層和稀漿封層的一次性投資大，但從長(zhǎng)期養(yǎng)護(hù)角度分析，滲固磨耗層年平均養(yǎng)護(hù)費(fèi)用約為5～7.5元/m2，節(jié)約了近15%的費(fèi)用，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益[5-6]。

5結(jié)論

本文基于對(duì)原材料性能檢測(cè)，通過對(duì)混合料進(jìn)行可拌和時(shí)間試驗(yàn)和黏聚力試驗(yàn)，確定最佳配比，依托王海公路進(jìn)行了工程應(yīng)用，并對(duì)滲固磨耗層施工工藝進(jìn)行了分析，根據(jù)施工效果檢測(cè)路面各項(xiàng)指標(biāo)合格率為100%，且滲固磨耗層技術(shù)使用壽命更長(zhǎng)，年平均養(yǎng)護(hù)費(fèi)用約為5～7.5元/m2，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)

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[2] 李夢(mèng).公路養(yǎng)護(hù)中滲固磨耗層的應(yīng)用研究[J].交通世界，2022（25）：67-69.

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[5] 馬子媛.西北地區(qū)高速公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)決策及后評(píng)價(jià)研究[D].蘭州：蘭州交通大學(xué)，2023.