滲固磨耗層技術在干線公路養護工程中的應用研究

摘要：為研究滲固磨耗層施工技術，本文基于對磨耗層混合料可拌和時間、黏聚力試驗，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%，依托實際工程，開展了滲固磨耗層施工工藝研究，并對施工效果進行了檢測，各項指標合格率達100%，根據養護壽命將施工成本攤銷到每年約為5～7.5元/m2，具有顯著經濟效益。

關鍵詞：道路工程滲固磨耗層配合比養護服務

中圖分類號：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，隨著公路建設里程不斷增加，整個公路網進入了建養并重的時代。江蘇省在“十三五”規劃中率先提出了“蘇式養護”的發展目標，同時在《江蘇省“十四五”公路養護管理發展綱要》中也提出要加快推進數字化、智慧化、綠色化、市場化的養護服務品質化目標，在2025年基本實現公路養護現代化。因此，本文結合江蘇省“十四五”發展規劃，基于現有預防性養護技術，開展滲固磨耗層技術在干線公路養護工程中的應用研究，通過開發一種滲固劑材料，對原路面性能進行還原的同時，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，從而實現對整個路面的“標本兼治”，對于提升瀝青路面養護效果，延長路面使用壽命具有重要意義。

1磨耗層配合比設計

抗滑磨耗層混合料主要由乳化瀝青、粗細集料、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的改性乳化瀝青。

1.1.2粗細集料

粗細集料分別選用強度高、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、和易性和強度特點，選用水泥作為添加劑，提高磨耗層混合料的流動性。

1.1.4水

為避免水中有害鹽類、金屬等雜質對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配合比設計

1.2.1級配設計

首先對3檔粗細集料分別進行篩分試驗，參照《微表處和稀漿封層技術指南》，并結合氣候條件和試驗段運營狀況，初步選擇3種級配進行拌和試驗，通過觀察混合料成型情況判斷配伍性。

由圖1分析可知，級配1外觀密實，不泛油，表面瀝青與集料裹覆良好。對3種級配進行25℃的可拌和時間試驗，級配1拌和可拌和時間為165s，級配2可拌和時間為220s，級配3可拌和時間為300s，由于級配2和級配3可拌和時間稍長，容易造成細集料流動，因此最終選用級配1進行后續試驗。

1.2.3可拌和時間試驗

為分析不同因素對磨耗層混合料可拌和時間的影響，本文對不同溫度、水泥摻量和水摻量下的混合料進行可拌和時間試驗，結果如表1所示。

根據ISSA中對混合料可拌和時間不少于120s的規定[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

通過試驗蒸發試驗確定乳化瀝青蒸發殘留物含量為62%，變換不同乳化瀝青用量，對5.5%、6.0%、6.5%、7.0%、7.5%乳化瀝青的混合料進行1h濕輪磨耗值和黏附砂量試驗，最終根據經驗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

為了確定混合料攤鋪后開放交通時間，采用黏聚力試驗模擬車輛荷載對混合料的剪切作用，通常將扭力表讀數達到1.2N·m和2.0N·m對應的時間分別定為混合料初凝時間和開放交通時間[4]。以10.0%乳化瀝青用量，1.0%水泥用量、4.5%用水量進行黏聚力試驗，混合料在30min形成強度，在60min后可開放交通。

1.3配合比驗證

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%進行配合比設計驗證，各項指標均滿足要求。具體情況如表2所示。

2工程應用

2.1工程概況

本文依托江蘇省啟東市王海公路進行滲固磨耗層技術應用，試驗段試鋪長度500m，樁號K0+750～K1+250，試鋪寬度8.5m，試鋪厚度10mm，鋪筑當天天氣多云，溫度21～31℃，風力Ⅱ級。

2.2施工工藝

2.2.1封閉交通

嚴格按照《城市道路施工作業交通組織規范》（GA/T900—2010）制訂交通管制方案，封閉車道并沿線擺放交通標志，在十字路口派專人負責指揮交通。

2.2.2原路面處理

按照試驗段施工計劃，首先對試鋪路段原路面進行預處理，調研發現原路面主要病害為裂縫，根據設計要求采用灌封對裂縫進行處理，灌封長度800m，縫寬5mm，其中縱縫10條，約350m，橫縫50條，約450m。對于原路面標線采用手扶式銑刨機進行清除，使用灑水車對路面泥土進行沖洗，同時配備大功率吹風機進行人工清掃，對于路面窨井蓋、路緣石等交通設施進行保護，沖洗后的路面須等待干燥后方可進行后續施工。

2.2.3噴灑滲固劑

根據事先確定的滲固劑撒布量進行噴灑，由于微表處攤鋪車容量有限，同時也為了減少對交通影響，滲固劑一次不易噴灑過長。

2.2.4微表處攤鋪

滲固劑噴灑20～30min后進行微表處攤鋪，但由于現場受到多個因素影響，也可通過目測觀察滲固劑表面開始發黑，即可達到攤鋪要求。

現場采用美國博坎公司生產的M210型微表處攤鋪車，將改性乳化瀝青、水泥、水和玄武巖粗細集料按一定配比裝入料箱，將攤鋪車停在攤鋪起點處，調整攤鋪厚度、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，同時安排現場技術人員在攤鋪道兩端進行收邊。

2.2.5接縫處理

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

對于縱向接縫的處理方法類似，由于混合料自身流動性和黏結性，會與已鋪車道連接緊密，在局部搭接過厚或搭接不良位置，使用掃帚進行掃平。

2.2.6初期養護

攤鋪結束后等待水分揮發，根據天氣及氣溫情況養護2h左右即可開放交通，讓車輛上去碾壓密實。

3施工效果檢測

由于施工一個月內尚處于固化狀態，此時的檢測結果不能反映路表真實狀況，因此，在施工結束后3個月對試驗段進行了檢測，結果如表3所示。

施工后6個月對試驗段進行了回訪，路面狀況良好，未出現集料松散、裂縫等情況。

4經濟效益分析

通過對滲固磨耗層材料與施工成本進行計算，并結合江蘇省公路養護實際，將滲固磨耗層技術與常規養護技術進行經濟效益對比。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，但從長期養護角度分析，滲固磨耗層年平均養護費用約為5～7.5元/m2，節約了近15%的費用，具有顯著的經濟效益[5-6]。

5結論

本文基于對原材料性能檢測，通過對混合料進行可拌和時間試驗和黏聚力試驗，確定最佳配比，依托王海公路進行了工程應用，并對滲固磨耗層施工工藝進行了分析，根據施工效果檢測路面各項指標合格率為100%，且滲固磨耗層技術使用壽命更長，年平均養護費用約為5～7.5元/m2，具有顯著的經濟效益。

參考文獻

[1] 王金國，沈燕鋒.滲固磨耗層在普通國省道干線公路養護工程中的應用研究[J].交通建設與管理，2023（1）：156-159.

[2] 李夢.公路養護中滲固磨耗層的應用研究[J].交通世界，2022（25）：67-69.

[3] 高燕.滲固磨耗層技術在高速公路養護中的應用[J].交通世界，2022（Z2）：135-136，142.

[4] 任俊財.高速公路瀝青路面檢測和養護決策優化研究[D].天津：河北工業大學，2023.

[5] 馬子媛.西北地區高速公路瀝青路面預防性養護決策及后評價研究[D].蘭州：蘭州交通大學，2023.