某國道二級公路項目養護中滲固磨耗層的應用分析

周楊喜

（貴州省都勻公路管理段,貴州 都勻 558000）

0 引言

近年來，隨著交通壓力的日益增大，部分現役公路逐漸進入超負荷服務階段，路基路面產生了較為嚴重的質量病害，運營能力顯著下降，亟須進行維修養護。當前，常用的公路養護技術有微表處、霧封層、銑刨罩面等，各種技術有其特有的優點與局限。該文結合具體工程養護實踐，提出了滲固磨耗層養護技術，總結了施工技術要點，具有重要的現實意義。

1 工程概況

某國道二級公路項目，設計時速40 km/h，路面寬度為11.0 m，PCI 平均值為86.28，RQI 平均值為90.94。路面結構自上而下依次為：40 mm 厚Sup-13 上面層+60 mm厚Sup-20 下面層+250 mm 厚水穩碎石基層+18 mm 厚級配碎石底基層。該文現通過滲固磨耗層技術對路面實施預防性養護。

2 滲固磨耗層材料

2.1 原材料選用

（1）滲固液。該項目滲固液采用再生封層乳液，相關性能參數為：25 ℃溫度條件下黏度為0.063 Pa·s；瀝青芳香分百分比達36%以上；閃點252 ℃；TFOT 黏稠度2.76；TFOT 質量降低0.37%；篩網殘留量（1.18 mm 篩）為0.07%；表面及完全干燥時長分別為3 h、7 h；黏度5.8；蒸發剩余量65%；存儲穩定度1 d、3 d 分別為0.2%和1.5%[1]。

（2）乳化瀝青。瀝青采用70 號基質石油瀝青，MQK 陽離子乳化劑，應具備慢裂、快凝特性，以有效完善瀝青低溫流動性、集料配伍性、攪拌時間、破乳速率等。乳化瀝青相關性能參數為蒸發殘留物軟化點61 ℃，符合標準要求（≥53 ℃）；延度為5 ℃條件下為12 cm，符合標準要求（≥2 cm）。

（3）粗集料。粗集料選擇粒徑為3~10 mm 的玄武巖，質地堅硬、強度大、耐磨性好，通過乳化劑可提升自身黏附能力。粗集料相關指標參數為壓碎值＜26%；表觀密度＞2.6 g/cm3；磨耗值＜28%；磨光值＞42%；細粒含量＜15%；軟石含量＜3%；吸水率＜2.0%；黏附性≥4 級。

（4）細集料。細集料選擇粒徑為0~3 mm 的玄武巖。其相關指標參數為：表觀密度＞2.5 g/cm3；硬度≤12%；含泥量≤3.0%；砂當量≥60%；棱角性≥30 s。

（5）改性劑。選擇SBR 丁苯膠乳1468 型改性劑，用來改進揮發殘余物特性，增強瀝青溫度穩定性，且能顯著提升微表處瀝青混合料黏結性能，增強磨耗層穩定性。

（6）添加劑。選用水泥添加劑，以有效提升混合料流動性，在瀝青混合料中加入添加劑，可有效改善其流動性能，加快瀝青的破乳速率，并在其內部形成致密完整的結構，從而顯著提升路面強度[2]。

（7）水。該項目施工用水為飲用水，水質潔凈、呈中性，無有毒、有害物質，防止因水質不達標影響磨耗層施工質量。

2.2 礦料級配試驗

（1）磨耗層瀝青混合料礦料級配選擇時，根據施工區域內溫度、濕度等環境條件，選擇下列5 組級配類型實施篩分試驗。詳細情況如下：

級配1：孔徑9.5 mm、7.75 mm、2.36 mm、1.18 mm、0.6 mm、0.3 mm、0.15 mm、0.075 m 的通過率依次為100%、70%、45%、28%、19%、12%、7%、5%。

級配2：通過率依次為100%、75%、53%、34%、22%、15%、10%、8%。

級配3：通過率依次為100%、80%、60%、40%、25%、18%、12%、10%。

級配4：通過率依次為100%、80%、65%、45%、30%、22%、15%、13%。

級配5：通過率依次為100%、90%、70%、50%、34%、25%、18%、15%。

（2）按照上述5 組級配等級制備磨耗層瀝青混合料，其拌和時間依次為200 s、270 s、400 s、170 s、170 s，5 種級配混合料試件強度均符合標準要求。采用觀察法對各種試件外觀質量實施檢測，結果表明：級配1 混合料試件外觀質量較好，結構完整密實，集料裹覆效果較好；級配2、3 外觀質量良好，但混合料拌制時間較長，細集料流動性較大，降低結構完整性、穩定性；級配4、5 外觀質量較差，混合料相對干燥，瀝青破乳速率較快。根據以上基本情況，該項目選用級配類型為級配1[3-5]。

2.3 拌和時間試驗

磨耗層施工對時間要求較為嚴格，瀝青混合料從拌和至攤鋪時間應保持在30~50 s 范圍內，若拌制時間較長會對交通造成嚴重影響，而拌和時間不足，則會降低攤鋪質量。該項目利用試驗確定最佳拌和時間。

（1）試驗器具。攪拌杯，容積為300~500 mL；天平，精度1 g；攪拌勺；油氈；秒表。

（2）攪拌時間。用天平稱取混合料100 g 置于攪拌杯中，并加入一定比例的水泥充分攪拌均勻，然后將其置于鍋中，依次加入瀝青、水，拌制3~8 s 后提高拌和速率，攪拌過程中，應以鍋中心為圓心順時針均勻攪拌，模擬攪拌機械攪拌效果；待混合料中集料不再流動，攪拌困難時，記錄攪拌時間；然后再次進行攪拌，直至徹底難以攪拌時，記下攪拌時間，即為拌和超時；拌和30 s 后，將混合料均勻鋪設于油氈表面，厚度控制在8~10 mm 范圍內，自然狀態下放置24 h，檢查混合料外觀變化。結果顯示混合料顏色變為黑色，表明配伍優良[6]。

（3）拌和溫度。分別在25 ℃、40 ℃、50 ℃三種溫度下拌制瀝青混合料，探究溫度與拌和時間之間的關系。當溫度超過50 ℃時，混合料拌和時間顯著縮短，達不到相關技術標準要求；而溫度處于40~50 ℃范圍時，水分散失較快，攪拌時間明顯縮短。試驗檢測表明，當溫度低于25 ℃，水、瀝青摻量分別為2%和11.6 g 時，達到最佳拌和時間，即120 s[7]。

3 施工工藝要點

3.1 路面調查

公路養護施工前，針該項目試驗段路面質量狀況實施調查分析，具體情況如下：

（1）K1+000~K2+000 試驗段路面損壞指數、平整度指數、抗滑指數依次為86.28、96.94、88.36，路面質量等級評定為良。

（2）試驗段存在多種形式的質量病害，如車轍、波浪、橫裂、龜裂、沉陷、松散等。

3.2 病害預處理

（1）對道路面層、基層破壞位置實施全面處理，剔除松散材料，并將病害位置剔鑿成規則形狀，清理干凈后，采用相同標號的混凝土填補，并攤鋪面層混合料。

（2）針對縫寬大于3 mm 的裂縫應進行灌縫處理，先將內部塵土、雜質清除干凈，然后采用熱瀝青實施灌縫。

（3）針對表面產生的沉陷型裂縫，應開挖裂縫區域及周邊基層，清理合格后，采用同等級混凝土進行填補，然后鋪設面層瀝青混合料[8]。

（4）針對車轍深度大于1.0 cm 的部位，應利用銑刨法進行處治，先清除上面層、中面層瀝青混合料，清理完成后灑布黏層瀝青，然后鋪設瀝青混合料面層，鋪設厚度為10 cm。

3.3 封閉交通

道路養護部門應加強與交通管理部門交流溝通，聯合制定交通管控方案，該次養護施工需臨時封閉道路長度約為3 km。

該項目養護采取分段試鋪方式進行施工，實際施工前在道路邊緣部位設置交通管制標志，禁止車輛通行；夜間作業時，必須按規定設置反光及警示裝置。同時，施工區域沿線應安排專人負責指揮交通，每間隔200 m安排一人，嚴禁外來車輛進入施工區域。

3.4 路面清理

利用灑水車對養護路段實施全面清洗，徹底清除道路表面泥土、油污等，并采用大型掃地機清除表面雜質。

道路沖洗前，應對電力井、雨水井、路沿石等設施實施防護，確保泥水順利流入路側綠化帶內，從而實現對水體的循環利用；沖洗完畢，待表面干燥且溫度超過10 ℃后，開始實施后續施工。

3.5 噴灑滲固劑

滲固液灑布應采用專用智能灑布車噴灑，正式灑布前應先實施試噴，并根據試噴效果合理調節灑布量；灑布時，灑布車應沿路面標線勻速緩慢行駛，并一次性灑布成型；氣溫較高時，混合料破乳速率較快，時間較短，因此必須準確確定最佳灑布量，確保達到最佳養護效果[9]。

3.6 攤鋪微表處

（1）滲固劑灑布0.5 h 后，觀察瀝青混合料顏色變化，當變黑時開始鋪設微表處；微表處施工采用M120 型專用攤鋪機，結合路面實際情況，科學調節攤鋪箱寬度，確保實現路面全覆蓋。

（2）將改性瀝青、集料、水、水泥等材料裝入攤鋪機料箱，嚴格按照設計規定的技術參數科學設置攤鋪槽厚度及拱度，并外翻后澆板，調節攤鋪厚度為10 mm，使攤鋪箱與路面緊密貼合。

（3）在路面養護起點位置啟動攤鋪機，保持1.3 km/h速度勻速運行，實施一次性全幅攤鋪；攤鋪過程中安排專人對攤鋪槽兩端實施收邊處理；攤鋪完成后，提升攤鋪槽，對后澆板實施清理[10]。

3.7 磨耗層養護

磨耗層施工完成后，應實施交通管制，禁止一切車輛通行，待混合料內部水分完全散失，且強度滿足要求后方可允許車輛通行；該項目試驗段施工選擇在溫度為20~22 ℃的晴朗天氣條件下進行，磨耗層攤鋪完成后，養護2 h 左右便可通車，使車輛反復碾壓磨耗層，以有效提升密實度。

4 施工質量檢測

該項目試驗段滲固磨耗層施工完成后，通車30 d 內穩定性較差，在其表面產生粗集料飛散狀況，且部分區域瀝青膜破裂；通車60 d 后，磨耗層達到穩定狀態，對該狀態下路面使用性能實施檢測。

4.1 滲水系數

在試驗段隨機選擇5 個檢測點，各點距離為50 cm，監測液面由100 mL 降低至500 mL 的時長，具體結果為所有檢測點滲水系數平均值為8 mL/min，標準差為1.54 mL/min，符合規范中小于10 mL/min 的規定。這充分表明試驗段滲固磨耗層抗滲性能顯著，能有效降低水損破壞。

4.2 摩擦系數

在試驗段隨機選擇6 個檢測點，各點距離為5 m，利用擺式摩擦檢測儀實施檢測，各點摩擦系數為59.3、54.7、51.2、58.9，55.2，60.5。各點摩擦系數均超過規范中大于45 的規定，證明滲固磨耗層抗滑性能顯著。

4.3 構造深度

在試驗段隨機選擇車道均布設50 個檢測點，利用激光構造深度檢測儀實施檢測，具體結果如下：平均構造深度依次為0.80 mm、0.81 mm、0.79 mm；共計檢測50個測點，其中滿足規范要求測點數量為49 個，合格率為98%。這充分表明試驗段滲固磨耗層質量狀況較好。

5 結論

綜上所述，公路工程運營過程中實施預防性養護，能有效提升道路路用性能，延長使用壽命。實際養護施工時，應對路面質量狀況實施全面調查，并根據調查結果制定針對性養護方案，從而有效提升養護效果。該文結合公路實際情況，提出了滲固磨耗層養護方案，通過具體試驗確定了最佳礦料級配等級與拌和時間，并從路面調查、病害預處理、交通管控、路面清理、滲固劑噴灑、微表處攤鋪、磨耗層養護等方面總結了滲固磨耗層施工要點。通過系統性調研與評估檢測，包括PCI、平整度、密水性能、摩擦系數等指標的分析與研究，得到以下結論：

（1）從預防養護效果達標指數角度考慮，項目均未超過其各自的使用壽命，路用性能良好，建議后期宜持續觀測，以研判其實際使用壽命。

（2）從經濟效益評估角度出發，預防性養護項目的經濟性要優于常規大中修養護項目。

（3）項目路用效果指標還未衰減至實施前，無法得知其實際使用壽命，因此無法進行完整的路用效果評價，后續宜定期回訪進行路用性能檢測。

（4）通過平整度指標，說明技術具有良好的平整度修復能力，且耐久性較好，平整度指數大大好于項目實施前的指標。

（5）滲水性能檢測結果顯示技術優異的密水性能，密水性能出色。

（6）通過擺式摩擦檢測儀實驗，表明了技術的抗滑性能均表現較好，檢測結果也均在規范要求的范圍內，說明了技術優異的抗滑性能。

綜上所述，充分證明滲固磨耗層能有效提升路面抗水損能力、抗滑能力及抗車轍能力，具有良好的應用效果，值得積極推廣應用。