渗固磨耗层预防性养护技术在宁波沿海区域的应用

周平

摘要 针对沥青路面使用中的表面功能性病害的预防性养护问题，在目前常用预防性养护技术基础上，优选了具有全面提升表面各项功能的渗固磨耗层薄层罩面技术。文章通过室内试验并与相关技术标准进行对比，明确了其基本技术特性与原材料技术要求，并通过两个实体工程进行了实施，对其施工工艺和质量管理进行了研究。通过表面性能测试，具有低噪声和行驶舒适的效果，延长了使用寿命，具有较好的推广价值。

关键词 预防性养护；渗固磨耗层；薄层罩面

中图分类号 U416.217文献标识码 A文章编号 2096-8949（2023）16-0168-03

0 引言

沥青路面在使用一段时间以后，经常会出现一些非结构性的表面功能性病害，如果不及时处理，表面病害会快速发展，进而对道路结构造成损坏。近年来，沥青路面预防性养护得到越来越多的重视[1-2]。预防性养护技术目前方案较多，但是大多性能较为单一，因此迫切需要一次维护能够全面提升路面表面各项功能。渗固磨耗层是一种薄层罩面技术，先喷洒渗固剂，后摊铺磨耗层的预防性养护技术。该文对其技术特征、性能要求等进行分析和试验，并结合实体工程实践，验证了其综合效果。

1 渗固磨耗层技术特点

渗固磨耗层是先喷洒渗固剂，后摊铺聚合物改性高黏乳化沥青拌和料磨耗层的薄层罩面养护技术。它是一种功能性预防性养护技术，适合用在原路沥青路面状况良以上的公路上实施，有广泛的适用性，并有很好的经济性能。喷洒的渗固剂一方面能有效地恢复原路面老化沥青的功能，提升路面抗疲劳和抗裂能力，对老路的轻微病害进行了修复，使原路恢复整体性能。另一方面可以发挥作为黏层油的功效，使老路与磨耗层黏结得更牢固。磨耗层采用聚合物改性高黏乳化沥青进行拌和，集料采用耐磨的玄武岩石料，磨耗层厚度是1 cm，性能优秀的材料的使用，使磨耗层路面结构更耐磨，耐久性、整体性更好，能够较好地实现沥青路面在复杂工况条件下的路面各项性能的快速恢复，具有较好的耐久性和较强的适用性。

渗固磨耗层具有多种技术特征：

（1）渗透性。渗固剂可渗透到旧沥青面层内部，从而激活原路面的老化沥青，恢复原路面老化沥青的功能。

（2）高耐磨性。集料采用耐磨的玄武岩石料，经过集料配比、拌和后有效增加了沥青和骨料之间的紧密连接。

（3）高黏结性。渗固剂在原路面上实现渗透及还原老化沥青，形成一个超强黏结层，使磨耗层与原路面紧密结合。

（4）高抗裂性。一部分渗固组分充分渗透与原路面老化沥青实现融合，补充老化沥青缺失的轻质组分，恢复沥青原有性能，大大提高老化沥青的低温延度，有效降低了原路面低温开裂的可能；另一部分渗固组分在路表面形成一个超强黏结层，使原路面与新铺磨耗层联结为一体，且该黏结层具有一定的张力和弹力，可有效实现应力的吸收和扩散，防止路面局部出现应力集中而开裂。高黏结性也有效地避免了路面裂缝的产生。

（5）高稳定性。高弹性模量值，延伸力强，采用的高聚合物改性乳化沥青在延度、软化点等技术指标上有很大提高，微表处软化点≥53 ℃，延度（5℃）≥20 cm，超黏磨耗层软化点≥57 ℃，延度（5℃）≥20 cm，渗固磨耗层软化点≥60 ℃，延度（5℃）≥100 cm，有效提高了混合料高温抗变形的能力。

（6）高效快捷，渗固磨耗层为全机械化施工，施工速度快，混合料成型快，缩短了开放交通的时间，由于采用了改性乳化沥青，施工受气温的影响较小。

（7）节能环保。渗固磨耗层施工采用冷态施工法，所有作业常温施工，相比热沥青混合料施工，不仅降低了能源燃料的消耗，同时减少了沥青烟雾、二氧化硫等有害气体的排放。施工环境环保满足要求，施工工人不在一个高热的环境下工作。

2 渗固磨耗层技术要求与施工工艺

对原路面的病害处治后，喷洒渗固剂，摊铺磨耗层，实施预防性养护技术。

2.1 材料技术要求（实测值来源于削壁岭接线项目）

（1）渗固剂。采用从美国进口的材料，其试验结果见表1，可以看出，满足技术标准要求。

（2）集料。采用绍兴产玄武岩石料，所用粗集料洁净无杂质，所用细集料不含泥土和有机杂质。其各项检测指标见表2。

（3）聚合物改性高黏乳化沥青。为了提高混合料高温稳定性和低溫延展性，渗固磨耗层技术对乳化沥青蒸发残留物的相关技术指标提出了更高的要求，如针入度、软化点、延度等。相关技术要求和试验结果见表3。

（4）水混合料用水采用自来水。

（5）稀浆混合料技术要求。混合料集料的级配设计，混合料性能技术要求和实测值见表4～5。

2.2 设备配置

渗固磨耗层采用全机械化施工，并专用渗固剂洒布车和磨耗层摊铺机施工。摊铺机及拌和箱必须采用大功率的机器，摊铺机带有记录系统，会精确计量，记录集料和乳化沥青的用量，摊铺槽必须带有两排布料器。需要的设备有强力清刷机、集料级配筛分机、渗固剂智能洒布车、进口磨耗层摊铺机、矩形摊铺槽各1台。

2.3 施工工艺流程

采用以下流程实施：半幅封闭交通→清洁干净原路面→原路面病害处治→喷洒渗固剂→摊铺磨耗层→人工修整→初期养护→开放交通。

施工工艺要点：将原路面上的泥土，杂物等清洗干净，使用洒水车及大功率吹风机或清扫一体机辅助清扫路面。渗固剂装入智能洒布车内，按照预先测算的洒布量标定，实施洒布作业，洒布量范围0.4～0.5 kg/m2，待20～30 min渗固剂充分下渗反应后方可进入下道工序，渗固剂被吸收的时间会受天气的影响，在晴天阳光充足的情况下，速度较快，若为阴天，时间会延长，建议延长养生时间至40～60 min。当进口磨耗层摊铺机摊铺常温沥青混合料时，混合料均匀分布在摊铺箱的全宽范围内，摊铺机低速行驶，一般前进速度为1.2～1.8 km/h，按照低速1.2 km/h为佳，计划好每天的混合料生产量，应与计算好的摊铺量数量一致，摊铺箱中的沥青混合料不超出为摊铺箱容量的一半。混合料铺筑后，在开放交通前禁止一切车辆和行人通行，以免留下车轮和脚印的痕迹，一般不需要压路机碾压，在路面边部社会车辆行驶不到的地方在开放交通后进行碾压。达到初凝后磨耗层还需要一段时间进行养生，摊铺料终凝硬化后，才能开放交通，因而开放交通的时间应视终凝时间来定，终凝时间看摊铺料是否可以通行社会车辆不变形，再适当考虑现场温度风力等情况来确定，一般在摊铺后3～4 h开放交通。

2.4 交工验收阶段的质量控制

开放交通后，渗固磨耗层在最初的1个月之内还是处于不成型、不稳定的状态，此时，不适合施划标线，也不能进行交工检测，要观测现场的交通量大小、现场温度、风力和磨耗层成型的状况，需等待磨耗层的状况已经基本稳定后，才能进行施划标线和交工检测，一般时间是在完工后的1个月至2个月，最好是2个月以后，磨耗层固化成型后，测得的数据可靠、有代表性。交工验收时间定在2个月以后进行，质量检查和验收的检查项目有外观质量、横向力系数、构造深度、渗水系数、厚度等[4]，检测均合格。

3 实体工程概况与项目实施管理

2020年G527象义线宁海段（K36+800～K38+300）路面提升工程项目位于浙江省宁波市宁海县东部沿海地区，全长1.5 km，一级公路，设计时速80 km/h，双向六车道，沥青路面结构，路基宽度55 m。老路在2015年底完工通车，自交工验收完后，未进行大规模养护。现状调查道路病害较少，局部病害处理后对车行道统一进行预防性养护，2020年5月开工，8月完工。

2021年X426削壁岭接线（K0+000～K2+496）路面提升工程项目位于浙江省宁波市宁海县南部沿海地区，实际施工长度1.48 km，二级公路，设计时速60 km/h，双向两车道，沥青路面结构，路基宽度12 m。老路在2016年完工通车。根据现场调查，路段基本无明显病害，仅有极少数轻微细缝，路面裂缝灌缝后进行预防性养护，2021年7月开工，9月完工。

宁海县公路与运输管理中心在两个项目中均实施了渗固磨耗层预防性养护技术。预防性养护设计使用年限为3年。

笔者主持管理了削壁岭接线项目的实施，在实施前实地学习了象义线项目情况，发现完工后的象义线局部路面有露骨和裂缝现象、标线局部存在网裂现象。针对前个项目发现的问题，在削壁岭接线项目采取了以下措施：在喷洒渗固剂前必须清理干净原路标线，并彻底打扫干净原路面；加强常温沥青混合料搅拌的时间管理，使得混合料搅拌均匀，避免粗集料集中的现象出现；减缓摊铺机的前进速度，用低速行驶摊铺；在施工时，一定要管理好交通组织，不能让社会车辆和行人进入铺好的磨耗层，避免车轮和脚印的产生，出现后很难处理需重铺；因施工时不对混合料进行压路机碾压，开放交通后由社会车辆碾压成形，在路面边部社会车辆行驶不到的地方会出现松散现象，需在开放交通后对这部分路面进行碾压；完工的2个月后在磨耗层稳定的状况下再进行标线施划和试验检测等。经过以上措施的实施，削壁岭接线项目中取得的很好的效果，磨耗层表面基本平整密实，标线表面未出现网状裂纹和断裂裂缝，顺利通过了试验检测和交工验收。在质量评定中发现磨耗层表面存在零星轻度裂缝病害，经钻孔检查芯样，为下方沥青面层裂缝向上反射形成，为近期新发展而成的裂缝，进行了灌缝处理。至今两条公路都状态良好，噪声低，行驶舒适，延长了沥青路面使用寿命，取得了良好的社会效果。

4 结语

宁波市国省道预防性养护中象义线项目是首次采用渗固磨耗层技术，县道削壁岭接线项目改进了施工工艺也实施了该技术。这种技术能够较好地实现沥青路面在复杂工况条件下路面各项性能的快速恢复，对原路的轻微病害进行了修复，具有较好的耐久性和较强的适用性。两个项目的实施，对于整个宁波市今后的养护项目采用渗固磨耗层技术具有重要借鉴意义。研究表明，可以增加小型压实机械来增加整体稳定性，可以结合精铣刨技术来提高路面平整度；可以在磨耗层中添加纤维增加抗拉抗裂性能，作為以后的研究方向，更好地应用好渗固磨耗层技术。

参考文献

[1]侯梦阳. 高速公路沥青路面预防性养护[J]. 交通世界，  2021（36）： 84-85.

[2]谷新昶. 高速公路预防性养护技术探究[J]. 中国公路， 2021（23）： 114-115.

[3]公路沥青路面施工技术规范：JTG F40—2004[S]. 北京：人民交通出版社， 2004.

[4]公路养护工程质量检验评定标准第一册 土建工程：JTG 5220—2020[S]. 北京：人民交通出版社， 2020.