某国道二级公路项目养护中渗固磨耗层的应用分析

周杨喜

（贵州省都匀公路管理段,贵州 都匀 558000）

0 引言

近年来，随着交通压力的日益增大，部分现役公路逐渐进入超负荷服务阶段，路基路面产生了较为严重的质量病害，运营能力显著下降，亟须进行维修养护。当前，常用的公路养护技术有微表处、雾封层、铣刨罩面等，各种技术有其特有的优点与局限。该文结合具体工程养护实践，提出了渗固磨耗层养护技术，总结了施工技术要点，具有重要的现实意义。

1 工程概况

某国道二级公路项目，设计时速40 km/h，路面宽度为11.0 m，PCI 平均值为86.28，RQI 平均值为90.94。路面结构自上而下依次为：40 mm 厚Sup-13 上面层+60 mm厚Sup-20 下面层+250 mm 厚水稳碎石基层+18 mm 厚级配碎石底基层。该文现通过渗固磨耗层技术对路面实施预防性养护。

2 渗固磨耗层材料

2.1 原材料选用

（1）渗固液。该项目渗固液采用再生封层乳液，相关性能参数为：25 ℃温度条件下黏度为0.063 Pa·s；沥青芳香分百分比达36%以上；闪点252 ℃；TFOT 黏稠度2.76；TFOT 质量降低0.37%；筛网残留量（1.18 mm 筛）为0.07%；表面及完全干燥时长分别为3 h、7 h；黏度5.8；蒸发剩余量65%；存储稳定度1 d、3 d 分别为0.2%和1.5%[1]。

（2）乳化沥青。沥青采用70 号基质石油沥青，MQK 阳离子乳化剂，应具备慢裂、快凝特性，以有效完善沥青低温流动性、集料配伍性、搅拌时间、破乳速率等。乳化沥青相关性能参数为蒸发残留物软化点61 ℃，符合标准要求（≥53 ℃）；延度为5 ℃条件下为12 cm，符合标准要求（≥2 cm）。

（3）粗集料。粗集料选择粒径为3~10 mm 的玄武岩，质地坚硬、强度大、耐磨性好，通过乳化剂可提升自身黏附能力。粗集料相关指标参数为压碎值＜26%；表观密度＞2.6 g/cm3；磨耗值＜28%；磨光值＞42%；细粒含量＜15%；软石含量＜3%；吸水率＜2.0%；黏附性≥4 级。

（4）细集料。细集料选择粒径为0~3 mm 的玄武岩。其相关指标参数为：表观密度＞2.5 g/cm3；硬度≤12%；含泥量≤3.0%；砂当量≥60%；棱角性≥30 s。

（5）改性剂。选择SBR 丁苯胶乳1468 型改性剂，用来改进挥发残余物特性，增强沥青温度稳定性，且能显著提升微表处沥青混合料黏结性能，增强磨耗层稳定性。

（6）添加剂。选用水泥添加剂，以有效提升混合料流动性，在沥青混合料中加入添加剂，可有效改善其流动性能，加快沥青的破乳速率，并在其内部形成致密完整的结构，从而显著提升路面强度[2]。

（7）水。该项目施工用水为饮用水，水质洁净、呈中性，无有毒、有害物质，防止因水质不达标影响磨耗层施工质量。

2.2 矿料级配试验

（1）磨耗层沥青混合料矿料级配选择时，根据施工区域内温度、湿度等环境条件，选择下列5 组级配类型实施筛分试验。详细情况如下：

级配1：孔径9.5 mm、7.75 mm、2.36 mm、1.18 mm、0.6 mm、0.3 mm、0.15 mm、0.075 m 的通过率依次为100%、70%、45%、28%、19%、12%、7%、5%。

级配2：通过率依次为100%、75%、53%、34%、22%、15%、10%、8%。

级配3：通过率依次为100%、80%、60%、40%、25%、18%、12%、10%。

级配4：通过率依次为100%、80%、65%、45%、30%、22%、15%、13%。

级配5：通过率依次为100%、90%、70%、50%、34%、25%、18%、15%。

（2）按照上述5 组级配等级制备磨耗层沥青混合料，其拌和时间依次为200 s、270 s、400 s、170 s、170 s，5 种级配混合料试件强度均符合标准要求。采用观察法对各种试件外观质量实施检测，结果表明：级配1 混合料试件外观质量较好，结构完整密实，集料裹覆效果较好；级配2、3 外观质量良好，但混合料拌制时间较长，细集料流动性较大，降低结构完整性、稳定性；级配4、5 外观质量较差，混合料相对干燥，沥青破乳速率较快。根据以上基本情况，该项目选用级配类型为级配1[3-5]。

2.3 拌和时间试验

磨耗层施工对时间要求较为严格，沥青混合料从拌和至摊铺时间应保持在30~50 s 范围内，若拌制时间较长会对交通造成严重影响，而拌和时间不足，则会降低摊铺质量。该项目利用试验确定最佳拌和时间。

（1）试验器具。搅拌杯，容积为300~500 mL；天平，精度1 g；搅拌勺；油毡；秒表。

（2）搅拌时间。用天平称取混合料100 g 置于搅拌杯中，并加入一定比例的水泥充分搅拌均匀，然后将其置于锅中，依次加入沥青、水，拌制3~8 s 后提高拌和速率，搅拌过程中，应以锅中心为圆心顺时针均匀搅拌，模拟搅拌机械搅拌效果；待混合料中集料不再流动，搅拌困难时，记录搅拌时间；然后再次进行搅拌，直至彻底难以搅拌时，记下搅拌时间，即为拌和超时；拌和30 s 后，将混合料均匀铺设于油毡表面，厚度控制在8~10 mm 范围内，自然状态下放置24 h，检查混合料外观变化。结果显示混合料颜色变为黑色，表明配伍优良[6]。

（3）拌和温度。分别在25 ℃、40 ℃、50 ℃三种温度下拌制沥青混合料，探究温度与拌和时间之间的关系。当温度超过50 ℃时，混合料拌和时间显著缩短，达不到相关技术标准要求；而温度处于40~50 ℃范围时，水分散失较快，搅拌时间明显缩短。试验检测表明，当温度低于25 ℃，水、沥青掺量分别为2%和11.6 g 时，达到最佳拌和时间，即120 s[7]。

3 施工工艺要点

3.1 路面调查

公路养护施工前，针该项目试验段路面质量状况实施调查分析，具体情况如下：

（1）K1+000~K2+000 试验段路面损坏指数、平整度指数、抗滑指数依次为86.28、96.94、88.36，路面质量等级评定为良。

（2）试验段存在多种形式的质量病害，如车辙、波浪、横裂、龟裂、沉陷、松散等。

3.2 病害预处理

（1）对道路面层、基层破坏位置实施全面处理，剔除松散材料，并将病害位置剔凿成规则形状，清理干净后，采用相同标号的混凝土填补，并摊铺面层混合料。

（2）针对缝宽大于3 mm 的裂缝应进行灌缝处理，先将内部尘土、杂质清除干净，然后采用热沥青实施灌缝。

（3）针对表面产生的沉陷型裂缝，应开挖裂缝区域及周边基层，清理合格后，采用同等级混凝土进行填补，然后铺设面层沥青混合料[8]。

（4）针对车辙深度大于1.0 cm 的部位，应利用铣刨法进行处治，先清除上面层、中面层沥青混合料，清理完成后洒布黏层沥青，然后铺设沥青混合料面层，铺设厚度为10 cm。

3.3 封闭交通

道路养护部门应加强与交通管理部门交流沟通，联合制定交通管控方案，该次养护施工需临时封闭道路长度约为3 km。

该项目养护采取分段试铺方式进行施工，实际施工前在道路边缘部位设置交通管制标志，禁止车辆通行；夜间作业时，必须按规定设置反光及警示装置。同时，施工区域沿线应安排专人负责指挥交通，每间隔200 m安排一人，严禁外来车辆进入施工区域。

3.4 路面清理

利用洒水车对养护路段实施全面清洗，彻底清除道路表面泥土、油污等，并采用大型扫地机清除表面杂质。

道路冲洗前，应对电力井、雨水井、路沿石等设施实施防护，确保泥水顺利流入路侧绿化带内，从而实现对水体的循环利用；冲洗完毕，待表面干燥且温度超过10 ℃后，开始实施后续施工。

3.5 喷洒渗固剂

渗固液洒布应采用专用智能洒布车喷洒，正式洒布前应先实施试喷，并根据试喷效果合理调节洒布量；洒布时，洒布车应沿路面标线匀速缓慢行驶，并一次性洒布成型；气温较高时，混合料破乳速率较快，时间较短，因此必须准确确定最佳洒布量，确保达到最佳养护效果[9]。

3.6 摊铺微表处

（1）渗固剂洒布0.5 h 后，观察沥青混合料颜色变化，当变黑时开始铺设微表处；微表处施工采用M120 型专用摊铺机，结合路面实际情况，科学调节摊铺箱宽度，确保实现路面全覆盖。

（2）将改性沥青、集料、水、水泥等材料装入摊铺机料箱，严格按照设计规定的技术参数科学设置摊铺槽厚度及拱度，并外翻后浇板，调节摊铺厚度为10 mm，使摊铺箱与路面紧密贴合。

（3）在路面养护起点位置启动摊铺机，保持1.3 km/h速度匀速运行，实施一次性全幅摊铺；摊铺过程中安排专人对摊铺槽两端实施收边处理；摊铺完成后，提升摊铺槽，对后浇板实施清理[10]。

3.7 磨耗层养护

磨耗层施工完成后，应实施交通管制，禁止一切车辆通行，待混合料内部水分完全散失，且强度满足要求后方可允许车辆通行；该项目试验段施工选择在温度为20~22 ℃的晴朗天气条件下进行，磨耗层摊铺完成后，养护2 h 左右便可通车，使车辆反复碾压磨耗层，以有效提升密实度。

4 施工质量检测

该项目试验段渗固磨耗层施工完成后，通车30 d 内稳定性较差，在其表面产生粗集料飞散状况，且部分区域沥青膜破裂；通车60 d 后，磨耗层达到稳定状态，对该状态下路面使用性能实施检测。

4.1 渗水系数

在试验段随机选择5 个检测点，各点距离为50 cm，监测液面由100 mL 降低至500 mL 的时长，具体结果为所有检测点渗水系数平均值为8 mL/min，标准差为1.54 mL/min，符合规范中小于10 mL/min 的规定。这充分表明试验段渗固磨耗层抗渗性能显著，能有效降低水损破坏。

4.2 摩擦系数

在试验段随机选择6 个检测点，各点距离为5 m，利用摆式摩擦检测仪实施检测，各点摩擦系数为59.3、54.7、51.2、58.9，55.2，60.5。各点摩擦系数均超过规范中大于45 的规定，证明渗固磨耗层抗滑性能显著。

4.3 构造深度

在试验段随机选择车道均布设50 个检测点，利用激光构造深度检测仪实施检测，具体结果如下：平均构造深度依次为0.80 mm、0.81 mm、0.79 mm；共计检测50个测点，其中满足规范要求测点数量为49 个，合格率为98%。这充分表明试验段渗固磨耗层质量状况较好。

5 结论

综上所述，公路工程运营过程中实施预防性养护，能有效提升道路路用性能，延长使用寿命。实际养护施工时，应对路面质量状况实施全面调查，并根据调查结果制定针对性养护方案，从而有效提升养护效果。该文结合公路实际情况，提出了渗固磨耗层养护方案，通过具体试验确定了最佳矿料级配等级与拌和时间，并从路面调查、病害预处理、交通管控、路面清理、渗固剂喷洒、微表处摊铺、磨耗层养护等方面总结了渗固磨耗层施工要点。通过系统性调研与评估检测，包括PCI、平整度、密水性能、摩擦系数等指标的分析与研究，得到以下结论：

（1）从预防养护效果达标指数角度考虑，项目均未超过其各自的使用寿命，路用性能良好，建议后期宜持续观测，以研判其实际使用寿命。

（2）从经济效益评估角度出发，预防性养护项目的经济性要优于常规大中修养护项目。

（3）项目路用效果指标还未衰减至实施前，无法得知其实际使用寿命，因此无法进行完整的路用效果评价，后续宜定期回访进行路用性能检测。

（4）通过平整度指标，说明技术具有良好的平整度修复能力，且耐久性较好，平整度指数大大好于项目实施前的指标。

（5）渗水性能检测结果显示技术优异的密水性能，密水性能出色。

（6）通过摆式摩擦检测仪实验，表明了技术的抗滑性能均表现较好，检测结果也均在规范要求的范围内，说明了技术优异的抗滑性能。

综上所述，充分证明渗固磨耗层能有效提升路面抗水损能力、抗滑能力及抗车辙能力，具有良好的应用效果，值得积极推广应用。