文／石家莊市交建高速公路建設(shè)管理有限公司 孟凡剛

0 引言

當(dāng)前隨著我國(guó)公路建設(shè)網(wǎng)不斷發(fā)展完善，我國(guó)公路尤其是東部發(fā)達(dá)地區(qū)高速公路已經(jīng)全面進(jìn)入養(yǎng)護(hù)時(shí)代，同時(shí)也面臨著很嚴(yán)重的養(yǎng)護(hù)難題，而在眾多高速公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)中，包括霧封層技術(shù)、碎石封層技術(shù)等，磨耗層技術(shù)是一項(xiàng)簡(jiǎn)便且常用的手段[1]。目前，據(jù)調(diào)查統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，我國(guó)高速公路在建設(shè)時(shí)期施工因素作用，長(zhǎng)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(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到15年的設(shè)計(jì)年限。為解決當(dāng)前高速公路路面出現(xiàn)的主要問(wèn)題，本文基于現(xiàn)有的路面養(yǎng)護(hù)維修技術(shù)，提出了一種新型路面養(yǎng)護(hù)方式—滲固磨耗層技術(shù)，此項(xiàng)技術(shù)結(jié)合了霧封層和微表處兩種養(yǎng)護(hù)技術(shù)，并以一種新材料和新技術(shù)方式給高速公路養(yǎng)護(hù)工程帶來(lái)了巨大動(dòng)力，也對(duì)未來(lái)的公路養(yǎng)護(hù)方向奠定基礎(chǔ)。

1 還原封層性能

本文通過(guò)研究瀝青老化性能來(lái)分析高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)中的還原封層作用，基于對(duì)瀝青成分與瀝青老化機(jī)理的分析，通過(guò)對(duì)比瀝青老化前后的三大指標(biāo)和黏度指標(biāo)來(lái)研究滲固劑對(duì)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(rèn)為瀝青由瀝青質(zhì)溶質(zhì)、油分、樹(shù)脂組成，而橡膠理論主要是網(wǎng)狀聚合物或其他油相組成的橡膠溶液[2]。

1.2 瀝青老化機(jī)理

本文基于某實(shí)際工程，對(duì)瀝青分別在試驗(yàn)室、實(shí)際路面下進(jìn)行老化，并對(duì)老化后的三大指標(biāo)及四組分進(jìn)行試驗(yàn)，來(lái)研究瀝青老化機(jī)理。

根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果分析可知：

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

（2）通過(guò)瀝青組分試驗(yàn)來(lái)分析老化前后微觀成分變化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)老化后的瀝青組分中，瀝青質(zhì)和膠質(zhì)含量增加，飽和分和芳香分含量減小，其中瀝青質(zhì)和膠質(zhì)等組分影響著瀝青軟化點(diǎn)指標(biāo)，而飽和分和芳香分決定瀝青針入度指標(biāo)，主要原因在于老化后的瀝青內(nèi)部芳香分逐漸縮合呈膠質(zhì)，膠質(zhì)進(jìn)一步向?yàn)r青質(zhì)轉(zhuǎn)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(duì)瀝青再生磨耗層影響也很大，本文對(duì)再生乳液質(zhì)量和技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 再生乳液質(zhì)量及技術(shù)指標(biāo)試驗(yàn)結(jié)果

2 工程實(shí)踐

2.1 工程概況

某高速公路試驗(yàn)路標(biāo)段為K120+000～K125+000，屬于省內(nèi)重要交通樞紐。現(xiàn)對(duì)該試驗(yàn)段路面進(jìn)行改造，采用滲固磨耗層技術(shù)以進(jìn)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(fēng)機(jī)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(shí)養(yǎng)護(hù)→開(kāi)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(zhì)瀝青，通過(guò)添加乳化劑進(jìn)行改性，改性工藝需滿足《微表處和稀漿封層技術(shù)指南》，其中軟化點(diǎn)至少大于53℃，5℃延度至少大于200mm。

（2）粗細(xì)集料

本文選用強(qiáng)度高、耐磨性好的玄武巖作為粗細(xì)集料，根據(jù)規(guī)范要求分別對(duì)粗細(xì)集料技術(shù)指標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)。

（3）改性劑和添加劑

本文選用陽(yáng)離子丁苯膠乳1468型改性劑，其中陽(yáng)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(jié)力，可以有效防止遇水時(shí)瀝青與集料產(chǎn)生剝落。

考慮到水泥較強(qiáng)的吸水性，且凝結(jié)后具備一定強(qiáng)度，因此，本文選用水泥和瀝青材料作為粘結(jié)料，不僅可以極大的提高路面強(qiáng)度和耐久性，同時(shí)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(jí)配設(shè)計(jì)

本文混合料級(jí)配設(shè)計(jì)按照規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)，具體見(jiàn)表2所示。

表2 混合料級(jí)配設(shè)計(jì)

2.3 施工技術(shù)

（1）封閉交通

聯(lián)系當(dāng)?shù)亟煌ú块T，并結(jié)合每日高峰小時(shí)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(duì)施工路段路面進(jìn)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(shí)方可施工，同時(shí)要求路面施工時(shí)的溫度至少應(yīng)保持在10℃以上[3]。

（3）噴灑滲固劑

對(duì)路面病害進(jìn)行預(yù)處理后，根據(jù)事先確定的滲固劑撒布量利用灑布車進(jìn)行滲固劑的噴灑工作，但需要進(jìn)行試噴，以確定灑布車的噴灑速度和噴灑量，同時(shí)考慮到天氣對(duì)乳化瀝青破乳速度的影響，因此，選擇在晴天對(duì)路面進(jìn)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(hù)時(shí)間，為減小對(duì)交通通行能力的影響，應(yīng)適當(dāng)避免一次性噴灑完，可以分不同路段進(jìn)行施工。

（4）攤鋪微表處

待噴灑完滲固劑20～30min后進(jìn)行微表處攤鋪施工，施工設(shè)備可以選擇國(guó)內(nèi)生產(chǎn)或國(guó)外進(jìn)口的攤鋪機(jī)械，本文選用美國(guó)生產(chǎn)的M210型車輪攤鋪機(jī)。根據(jù)路面車道寬度和路面拱度設(shè)置攤鋪參數(shù)，將按配合比拌和好的混合料倒入料斗內(nèi)，并保持?jǐn)備佨嚢?.3km/h的速度勻速前進(jìn)。攤鋪?zhàn)鳂I(yè)時(shí)，需要現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員站在攤鋪槽兩端，使用鐵鍬進(jìn)行收邊。

（5）養(yǎng)護(hù)

混合料剛攤鋪結(jié)束后應(yīng)養(yǎng)護(hù)一段時(shí)間，路面溫度控制在15℃左右。一般在磨耗層施工結(jié)束后2h即可開(kāi)放交通，使不同荷載的車輛進(jìn)行碾壓，進(jìn)一步壓實(shí)集料以起到防水作用。

2.4 路面固化檢測(cè)

施工結(jié)束后對(duì)路面摩擦系數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)點(diǎn)每隔3～5m測(cè)試三個(gè)，并以平均值作為該測(cè)點(diǎn)摩擦系數(shù)代表值。為模擬雨天條件下路面抗滑系數(shù)，對(duì)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行撒水處理。對(duì)12處測(cè)點(diǎn)的抗滑值檢測(cè)結(jié)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(yīng)用技術(shù)合格，方案可行。

3 結(jié)語(yǔ)

本文基于滲固磨耗層技術(shù)，對(duì)其再生機(jī)理進(jìn)行研究，并依托某實(shí)際工程，檢測(cè)了其原材料質(zhì)量，并對(duì)其施工工藝進(jìn)行研究，最后對(duì)路面施工效果檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)滲固磨耗層技術(shù)在高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)工程中應(yīng)用效果較好，可以有效防止裂縫病害。