低噪抗滑超表處在高速公路預防性養護中的應用

王 娜 ，劉 航，宋亞洲，林江濤，樊 亮

(1.山東高速股份有限公司，山東 濟南 250101；2.山東省交通科學研究院，山東 濟南 250031)

公路預防性養護是一種具有綠色、低碳特點的養護方式，可以達到節能減排的目的。在公路的全壽命周期內，預防性養護技術可以最大限度地延長道路壽命、節約資源(節能、節材)，保護環境和減少污染，為人們提供健康、舒適、高效能公路環境的養護手段[1-3]。按照預防性養護理念，越早進行養護，路面使用壽命越長，因此對路面早中期病害的預防性養護至關重要[4-6]。但是，國內的大部分預防性養護技術，雖能滿足基本的功能需求，但不同程度地存在如下缺陷：如層間粘結力不足易造成片狀脫落；稀漿封層和微表處的噪音大，抗滑性能衰減快，；碎石封層的噪音大、易產生飛石、影響行車安全等[7-8]。

低噪抗滑超表處是一種新型的預防性養護措施，該技術由山東大山路橋有限公司開發。噪抗滑超表處技術是將層間界面劑、高粘復合改性乳化瀝青、耐磨抗滑降噪材料、表面保護劑等通過專用設備同步施工到原路面，形成Ⅰ型(厚度3 mm)、Ⅱ型(厚度6 mm)或Ⅲ型(厚度8 mm)的路面養護結構層。

本文依托山東高速股份有限公司濟萊高速(濟南段)養護項目，結合低噪抗滑超表處的施工技術，對低噪抗滑超表處原材料、混合料類型及現場施工工藝、效果進行了介紹。簡要分析了低噪抗滑超表處在預防性養護中的用途，為今后該技術推廣提供一定的依據。

1 原材料性能

低噪抗滑超表處原材料主要由層間界面劑、高粘復合改性乳化瀝青、耐磨抗滑降噪材料、表面保護劑組成，其各項材料及性能控制指標如表1～3。

表1 層間界面劑使用情況對比

表2 表面保護劑使用情況對比

表3 高粘復合改性乳化瀝青殘留蒸發物指標

表1顯示，層間界面劑可以降低乳化瀝青的破乳時間，這樣可以縮短開放交通的時間；使用界面劑之后，層間的粘結強度由0.286MPa提高到1.06MPa，提高了近4倍。層間界面劑中水性環氧樹脂是主要基礎功能材料，界面劑與乳化瀝青共混物兼具環氧樹脂高強度、高粘結力和瀝青高韌性的特點，水性環氧樹脂起到了對瀝青的增強作用。

表2顯示，表面保護劑可以縮短乳化瀝青破乳時間，這樣可以縮短開放交通的時間；使用界面劑之后，層間的拉伸強度由0.482MPa提高到1.06MPa，提高了219.9%。表面保護劑是一種熱固性高分子材料，它可以快速固化，形成不粘輪保護膜，從而改善新養護層早期的粘輪現象，縮短開放交通時間。

表3顯示，高粘復合改性乳化瀝青殘留物的軟化點高達95.0℃，5℃延度為45 cm，而常規SBR改性乳化瀝青軟化點約為56℃左右，這表明高粘復合改性乳化瀝青性能明顯優于普通改性乳化瀝青，其蒸發殘留物在保證高溫性能的同時還兼顧優異的低溫性能，其PG88-28同樣證明該點。該乳化瀝青是在基礎復合改性乳化瀝青里添加其他高分子材料所形成的一種熱塑反應型乳化瀝，其蒸發殘留物性能可以滿足高溫不流淌，低溫抗開裂，與原路面及石料之間形成有優異的粘附力，并且有足夠的內聚強度。

低噪抗滑超表處骨料采用由單一粒徑或級配粒徑的玄武巖、閃長巖或輝綠巖配以高彈橡膠顆粒組成。表4、表5數據顯示，低噪抗滑超表處對于集料性能要求高，其中對于集料潔凈程度的要求尤為嚴格，其砂當量要求≥95%，遠高于目前微表處類對于集料砂當量≥60%的要求。

表4 Ⅰ型集料要求

表5 Ⅱ/Ⅲ型集料要求

2 混合料類型及施工

表6 不同類型精罩面厚度及滿鋪率

低噪抗滑超表處根據最終形成的厚度可以分為Ⅰ型(圖1)、Ⅱ型(圖2)及Ⅲ型(圖3)，其養護層厚度分別為3 mm、6 mm、8 mm。在進行混合料選擇時，需要根據不同目數的單一粒徑或級配粒徑的各種石料，按不同比例配以不同目數的高彈橡膠顆粒，采用優選的乳化復合改性瀝青，按12%～16%油石比拌和制備試件，采用微表處的濕輪磨耗試驗，優選出的石料類型、粒徑，表 6 為不同類型精罩面厚度及滿鋪率。

圖1 低噪抗滑超表處Ⅰ型示意圖

圖3 低噪抗滑超表處Ⅲ型示意圖

I型：1.18～2.36 mm的石料粒徑、60～80目高彈橡膠顆粒按重量比100∶2～3；II型：3～5 mm的石料粒徑、30～40目高彈橡膠顆粒按重量比100∶3～4；III型：3～5 mm的石料粒徑、6～8 mm的石料粒徑、20～30目高彈橡膠顆粒按重量比80～90∶10～20∶4～5；

低噪抗滑超表處不同于微表處、稀漿封層等傳統的拌合類封層技術，它是采用專用灑布設備進行的噴灑施工。其同步施工步驟如下：潤濕水→層間界面劑→改性乳化瀝青→耐磨抗滑降噪材料→改性乳化瀝青→表面保護劑。待熱塑反應型復合改性乳化瀝青表面破乳后，施工后用10t的鋼輪壓路機勻速慢壓6～8遍，使砂與底部混凝土路面充分粘接并加快成型速度，碾壓完畢后視溫度情況一般養生1～2 h，養生期間禁止開放交通。

3 應用效果

2017年9月，山東高速集團有限公司濟萊高速(濟南段)養護項目中在K413+000～K413+300.0路段進行了低噪抗滑超表處試驗段的施工，其采用的混合料類型為II型，攤鋪厚度為6 mm。表7、8及9為超表處施工后路面實體檢測情況。結果顯示，施工后其擺式摩擦值可以達到80BPN左右，構造深度大于1.0 mm，滲水試驗幾乎不滲。因此，低噪抗滑超表處技術具有良好的抗滑性能、封水性能。

表7 擺式摩擦系數測定情況

表8 構造深度測定情況

表9 滲水系數測定情況

4 結語

低噪抗滑超表處技術是一種全新的預防性養護技術，它是在傳統養護技術的基礎上，提出的新型路面預防性養護工藝。該技術是將層間界面劑、熱塑反應型復合改性乳化瀝青、耐磨抗滑降噪材料、表面保護劑通過專用設備同步施工到原路面，形成Ⅰ型(厚度3 mm)、Ⅱ型(厚度5 mm)或復合封層(厚度8 mm)的路面養護結構層。該技術可治理原路面抗滑性能不足并同時具有美化路面外觀、封水的效果。