文／石家莊市交建高速公路建設管理有限公司 孟凡剛

0 引言

當前隨著我國公路建設網不斷發(fā)展完善，我國公路尤其是東部發(fā)達地區(qū)高速公路已經全面進入養(yǎng)護時代，同時也面臨著很嚴重的養(yǎng)護難題，而在眾多高速公路養(yǎng)護技術中，包括霧封層技術、碎石封層技術等，磨耗層技術是一項簡便且常用的手段[1]。目前，據(jù)調查統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，我國高速公路在建設時期施工因素作用，長期車輛荷載作用和外界自然環(huán)境作用綜合影響下，高速公路路面使用壽命遠遠沒有達到15年的設計年限。為解決當前高速公路路面出現(xiàn)的主要問題，本文基于現(xiàn)有的路面養(yǎng)護維修技術，提出了一種新型路面養(yǎng)護方式—滲固磨耗層技術，此項技術結合了霧封層和微表處兩種養(yǎng)護技術，并以一種新材料和新技術方式給高速公路養(yǎng)護工程帶來了巨大動力，也對未來的公路養(yǎng)護方向奠定基礎。

1 還原封層性能

本文通過研究瀝青老化性能來分析高速公路瀝青路面養(yǎng)護中的還原封層作用，基于對瀝青成分與瀝青老化機理的分析，通過對比瀝青老化前后的三大指標和黏度指標來研究滲固劑對瀝青老化性能的影響。

1.1 瀝青成分

目前主要將瀝青成分理論分為膠體理論、溶液理論和橡膠理論三種，其中膠體理論有溶膠型和凝膠型兩種，溶液理論認為瀝青由瀝青質溶質、油分、樹脂組成，而橡膠理論主要是網狀聚合物或其他油相組成的橡膠溶液[2]。

1.2 瀝青老化機理

本文基于某實際工程，對瀝青分別在試驗室、實際路面下進行老化，并對老化后的三大指標及四組分進行試驗，來研究瀝青老化機理。

根據(jù)試驗結果分析可知：

（1）對比試驗室瀝青老化前后差別，老化后的瀝青軟化點升高，針入度和延度指標下降；對比室外瀝青不同時間段老化性能，發(fā)現(xiàn)在經過多年車輛荷載作用、外部環(huán)境作用影響下，瀝青的軟化點、針入度和延度也呈現(xiàn)相同趨勢。

（2）通過瀝青組分試驗來分析老化前后微觀成分變化，結果發(fā)現(xiàn)老化后的瀝青組分中，瀝青質和膠質含量增加，飽和分和芳香分含量減小，其中瀝青質和膠質等組分影響著瀝青軟化點指標，而飽和分和芳香分決定瀝青針入度指標，主要原因在于老化后的瀝青內部芳香分逐漸縮合呈膠質，膠質進一步向瀝青質轉變，宏觀表現(xiàn)為瀝青稠度降低，高溫性能提升。

1.3 滲固劑

滲固劑對瀝青再生磨耗層影響也很大，本文對再生乳液質量和技術指標進行試驗，試驗結果見表1。

表1 再生乳液質量及技術指標試驗結果

2 工程實踐

2.1 工程概況

某高速公路試驗路標段為K120+000～K125+000，屬于省內重要交通樞紐?，F(xiàn)對該試驗段路面進行改造，采用滲固磨耗層技術以進一步提高路表抗滑性能。主要采用的施工工藝流程為：封閉小幅交通→鼓風機清潔路面→路面病害處理→噴灑高性能滲固劑→攤鋪1cm磨耗層→人工接縫和收邊→初期半小時養(yǎng)護→開放交通。

2.2 原材料

（1）乳化瀝青

本文采用70#石油瀝青作為基質瀝青，通過添加乳化劑進行改性，改性工藝需滿足《微表處和稀漿封層技術指南》，其中軟化點至少大于53℃，5℃延度至少大于200mm。

（2）粗細集料

本文選用強度高、耐磨性好的玄武巖作為粗細集料，根據(jù)規(guī)范要求分別對粗細集料技術指標進行試驗。

（3）改性劑和添加劑

本文選用陽離子丁苯膠乳1468型改性劑，其中陽離子丁苯膠乳可以明顯改善瀝青高低溫性能，此外還可以提高瀝青與集料之間的黏附性能，包括水平和豎直方向的粘結力，可以有效防止遇水時瀝青與集料產生剝落。

考慮到水泥較強的吸水性，且凝結后具備一定強度，因此，本文選用水泥和瀝青材料作為粘結料，不僅可以極大的提高路面強度和耐久性，同時還可以增加乳化瀝青的破乳速度和施工和易性。

（4）混合料級配設計

本文混合料級配設計按照規(guī)范標準，具體見表2所示。

表2 混合料級配設計

2.3 施工技術

（1）封閉交通

聯(lián)系當?shù)亟煌ú块T，并結合每日高峰小時交通量，確定合理的交通管制方案。

（2）清潔路面

采用路面灑水車對施工路段路面進行清理，若路表面存在泥土，可以使用灑水車和掃帚將泥水混合物清理至路旁排水溝。清掃完路面后晾干若干小時方可施工，同時要求路面施工時的溫度至少應保持在10℃以上[3]。

（3）噴灑滲固劑

對路面病害進行預處理后，根據(jù)事先確定的滲固劑撒布量利用灑布車進行滲固劑的噴灑工作，但需要進行試噴，以確定灑布車的噴灑速度和噴灑量，同時考慮到天氣對乳化瀝青破乳速度的影響，因此，選擇在晴天對路面進行滲固劑噴灑工藝。由于滲固劑噴灑完后還需要一定養(yǎng)護時間，為減小對交通通行能力的影響，應適當避免一次性噴灑完，可以分不同路段進行施工。

（4）攤鋪微表處

待噴灑完滲固劑20～30min后進行微表處攤鋪施工，施工設備可以選擇國內生產或國外進口的攤鋪機械，本文選用美國生產的M210型車輪攤鋪機。根據(jù)路面車道寬度和路面拱度設置攤鋪參數(shù)，將按配合比拌和好的混合料倒入料斗內，并保持攤鋪車按1.3km/h的速度勻速前進。攤鋪作業(yè)時，需要現(xiàn)場技術人員站在攤鋪槽兩端，使用鐵鍬進行收邊。

（5）養(yǎng)護

混合料剛攤鋪結束后應養(yǎng)護一段時間，路面溫度控制在15℃左右。一般在磨耗層施工結束后2h即可開放交通，使不同荷載的車輛進行碾壓，進一步壓實集料以起到防水作用。

2.4 路面固化檢測

施工結束后對路面摩擦系數(shù)進行檢測，測點每隔3～5m測試三個，并以平均值作為該測點摩擦系數(shù)代表值。為模擬雨天條件下路面抗滑系數(shù)，對測點進行撒水處理。對12處測點的抗滑值檢測結果發(fā)現(xiàn)均大于規(guī)范要求值45，因此全部滿足規(guī)范要求，表明滲固磨耗層施工應用技術合格，方案可行。

3 結語

本文基于滲固磨耗層技術，對其再生機理進行研究，并依托某實際工程，檢測了其原材料質量，并對其施工工藝進行研究，最后對路面施工效果檢測，發(fā)現(xiàn)滲固磨耗層技術在高速公路瀝青路面養(yǎng)護工程中應用效果較好，可以有效防止裂縫病害。