彭超、万巧

（江西交通工程集团建设有限公司，江西南昌330000）

0 引言

为了保护施工处的周边环境以及施工人员的工作安全，对于施工方法的选择至关重要。采用冷态施工法对渗固磨耗层进行施工，能在降低能源消耗的同时，避免因施工维修造成的安全事故和交通事故，以及对周边环境的污染和资源的浪费。除此之外，该方法能够使得施工完成后的公路保持一层耐用的磨耗层，性能得到了很大程度的提升，后续的长期养护工作也能够高效合理地进行。可见，采用冷态施工法对渗固磨耗层施工的技术对于日后公路路面养护工作的开展具有很大的推广价值。

1 项目介绍

该工程项目作为一级公路，工程路基宽度为43.5m，行车速度设计为100km/h，路面横坡度为2%，路肩横坡度为2%，设计沉弯值为0.194mm。该路面结构行为为上层与中层以及下层形式，具体结构参数见表1。在该工程项目施工环节，考虑到环境性与工程质量，在经过工程现场实地的勘察以后决定采用渗固磨耗层技术进行施工，具体工艺要点如下文叙述。

表1 路面结构层

2 技术实操

2.1 施工步骤

交通封闭—场地清理—路面病害预处理—喷射高性能剂—磨耗层摊铺（1cm）—接缝处理—养护—开放交通。

2.2 现场施工

2.2.1 原有路面的要求

针对国道省道和高速路一类的高等级公路和隧道、桥面、水泥混凝土路面，磨耗层技术是十分合适的。据相关的专家解释，该技术的应用不仅能改善原有路面层的性能，同时还能以纵向剪力提升整体结构参数性能。而使用微表处技术对路面进行预防性养护，首先要保证路基路面结构的强度是符合相关的规定。因此，该项目施工时首先针对试验路段的强度、破损程度、平整度和抗滑等性能进行了相关的调查。

2.2.2 路面病害预处理

在进行施工前要对已经存在的路面病害进行预处理工作。如发现路面和基层损坏时，病害处最外侧往外1m 的宽度将其挖除，形成矩形修补框；发现路面的车辙深度≥1cm，需要把上层与中层的沥青铣刨，然后重新摊铺厚度为10cm 的沥青混合料面层；发现路面出现裂缝宽度≥3mm 的裂缝时进行要灌缝处理，首先用空压机清理缝内和边缘杂物，然后用机器向缝槽处灌满热沥青；发现路面沉陷出现的严重裂缝，应该将原路面和基层开凿清理后回填满C20 混凝土，然后再以沥青摊铺18cm 高度形成面层[1]。

2.3 施工方法

2.3.1 小幅度的交通封闭

项目开展之前，需要与交通管理部门做好沟通工作，根据《城市道路施工作业交通组织规范》（GA/T 900—2010）制定交通管制方案。该项目路段全长为6km，分段作业，先将一车道封闭并摆放显眼的交通标志，尤其在夜间施工时应采用反光标志标记工地段，同时路段每隔200m 需要安排人员指挥车辆避让行驶以免车轮压路带走新摊铺的乳化沥青，且在每个十字路口处也需要养护单位安排人员监督和安全指挥，并且统计物料用量[2]。

2.3.2 清洁路面

封闭路面需要进行基础的清洁工作，用相关的机器设备清理路面的泥土、灰尘、杂物等。如以施工人员人背大功率鼓风机的形式清扫路面大颗粒的垃圾和灰尘，采用洒水车冲洗路面泥土，然后人工用扫帚将泥水和其余灰尘垃圾沿路平石扫入路面两侧的水中。同时，在清洁环节，还需要考虑到检查进盖或雨水井盖等设施是否清洁。等全部清洁工作完成后，路面保持干燥且表面温度达到10oC 以上才能继续进行后续的施工工作。

2.3.3 喷洒高性能渗固剂

上述清洁、预处理工作完成后，采用智能撒布车根据提前测量的撒布量进行高性能的渗固剂喷洒工作。喷洒需要先进行试验工作，通过智能沥青撒布车撒布的现场试喷结果来决定正式开始时需要的撒布量。养护工作所使用的再生封层材料会受当天晴天或阴天的温度影响其破乳的速度，温度越高，破乳速度越快；温度越低，破乳速度越慢，时间越长。因为预养护再生材料对路面使用效果的还原存在时间差，且为了减小对路面正常行车的干扰，撒布车在喷洒渗固剂时不能一次性撒布完，而要根据微表处摊铺车的容量来决定一次喷洒的量。撒布车沿着现状道路标线进行洒铺，如图1所示。

图1 施工现场与效果图

2.3.4 摊铺微表处磨耗层

在喷洒工作完成后20～30min，具体时间受各种因素影响，在施工时需要目测路面摊铺位置出现发黑时，则即可进行磨耗层施工，如图2所示。

图2 厚磨耗层

该项目在微表处摊铺车采用的M210 型车，该型号配置丰富，操作方便且性能稳定，能够有效进行摊铺操作。同时将集料拌和厂设置放在距离试验路段较近的位置，能够减少长运输对集料拌和的影响，然后通过距离计算出相应的时间和集料所需的流动度。摊铺工作的具体流程如下[3]：

第一步，对摊铺箱宽度根据车道宽进行调整，然后沿着路缘石，从左到右的顺序将车内的改性乳化沥青、水、水泥、玄武岩集料分别装入相应料箱。按照相应比例配好后，做好摊铺设备的拱度与厚度调整，使其能够在摊铺的过程中匀速行驶，从而保证摊铺的厚度满足规范要求。摊铺箱要紧贴路面，摊铺的整个厚度保持在1cm。

第二步，把配好拌匀的混合料倒入摊铺槽中，在摊铺箱达到全宽时让摊铺车保持在1.3km/h 的速度匀速前进。

第三步，机器操作时，施工人员应人工在摊铺槽两边进行铁锹收边工作。

第四步，摊铺完成一段距离后，抬高摊铺槽，然后对其胶板位置进行人工清洁。

第五步，在接头位置0.5～1cm 位置处采用铁锹铲进行处理，而后在安排第二辆车进行施工，且在铁皮位置停止，保证摊铺槽对齐铁皮后将铁皮拿走，继续启动摊铺车工作，这样能够保证接缝处平整。机器操作同时需要人工进行随时清理，将多余的混合料用铁锹铲走，或者将多余料的堆积用扫帚扫平清理，保证微表处表面平整，横向接缝完美，没有石子、余料等杂物。

第六步，纵向接缝方式与横向施工方式一致，同样也是由中央分离带开展作业，摊铺完一个车道后在接缝处洒水，然后保证摊铺箱的位置紧密靠近已完成的一侧，以免混合料流动不均导致搭接失败，同时施工人员也要人工处理接缝处过厚的地方，将其清理扫平。

2.3.5 初期半小时养护

摊铺工作完成后，为了保证混合料能够充分构结成型，有足够的强度，初期禁止车辆进入碾压，需要等到微表处中的水分被基本蒸发后才能恢复通车。该工程在进行摊铺工作时刚好是晴天高温天气，路面温度维持在10～20oC，因此摊铺完2h 后磨耗层就成型，能够恢复通车，且经车辆碾压后，集料能够更加密实防水。

3 固化检测

为了使固化检测的数据真实可靠，检测工作应该在施工完成后1～2 个月后进行。因为在摊铺工作完成后，磨耗层还处于不稳定的状态。路面粗颗粒的集料也会飞散，路面的沥青层也会因车辆行驶受到磨损。只有当磨耗层的固化状态稳定后才能得到真实可靠的数据指标[4]。

3.1 路面渗水系数检测

针对渗水检测，该项目采用T0971 方法，在相隔500m 处选取的12 个测点，记录液面100ml 下降到500ml 所需要的时间。检测中需要注意底座和里面的密封性。

3.2 路面摩擦系数检测

针对试验路段的摩擦系数检测，在路段上选择了12 处代表点，将其分为相距3～5m 的3 个单点，选择12 处代表点进行3 个单元的平均值计算。首先需要把路面打湿，而后模拟雨天车辆行驶的情况，然后调平归零摆式摩擦仪，对滑动长度进行调整后在测点处洒水，然后取3 次平均值作为单点的代表值，注意数值取整和温度的修正。

3.3 路面构造深度检测

该检测以三个车道为对象，使用激光构造深度仪分别测量，计算区间设置为50m，表2 是测量数据。

表2 构造深度数据表

测量数据显示，此次所选的12 处测量点BPN 值全部满足规范BPN 值≥45 的规定，合格率为100%。

3.4 路面厚度检测

依据现场钻孔取样试件，检测数据如表3所示。

表3 面层厚度检测

由表3 数据可知，12 个数据点中11 个数据满足规定值10mm，合格率为91.7%，另外测量的12 个值中磨耗层厚度达到10.2mm，超过规定值0.2mm，说明项目所用渗固剂具有良好的渗透性和还原性。

3.5 路面车辙检测

采用的是激光断面仪进行，检测数据如表4所示。

表4 车辙深度表

通过表4 分析可知，通过修复后的路面车辙参数为5.22mm，满足规定值要求。同时在选择354 测点测试后期车辙深度也符合标准要求，整体合格率达到了98%。可见该渗固磨耗层有效改善了路面的车辙问题，该养护技术对于车辙修复效果良好。

4 效益分析

渗固磨耗层技术是一种新型的路面全功能养护技术，是在渗固封层技术的基础上，与特种改性乳化沥青拌和料结合进行摊铺工作。该技术能够适应大部分的路面进行养护作业，性能高，耐磨性强，且具有极高的黏附性、抗裂性和稳定性，对环境污染小，资源浪费少，经济和社会效益高。

4.1 经济效益

随着目前沥青路面养护技术的发展，综合公路养护的实操经验，将各个预防性养护技术包括渗固磨耗层、就地热再生、雾封层、薄层罩面、微表处、和超粘磨耗层等进行比较。实践可知，对常规沥青路面每年至少一次的中小型的维修养护费用在50 至70 元每平方米，而大型的维修在200 元每平方米以上。但使用渗固磨耗层技术维护的沥青路面能够保持2～3年维修一次，将维修费用下降至3年内每年20～30 元每平方米，与前者相比在3年维修的费用上每平方米可以降低至少60 元[5]。

4.2 社会效益

按照美国SHRP 计划估算分析报告可知，在路面使用期间倘若能够进行3～4 次的养护，可以延长路面的使用年限，一般来说，最少能够延长公路寿命在10～15年左右，同时科学的养护还能够节约养护的费用达45%～50%，可知，对路面进行预防性的养护维修能够通过延缓或杜绝路面病害来延长道路的使用寿命。而渗固磨耗层技术是绿色无污染的环保技术，不需要加热原材料，不会在施工作业中产生有害气体污染环境，也不会对施工人员的身体健康产生危害。在此次研究中通过分析微表处、碎石封层、雾封层以及Novachip 结构层的环境效益分析可知，各方面的节能减排效果均得到提升。并且通过对材料性能以及使用指标评价分析，能够明确该材料性能的优势。作为能耗和碳排放的主体，是原材料以及施工环节。而热拌混合料的能耗和碳排放普遍高于冷拌混合料，其中雾封层、渗固磨耗层的能耗和碳排放量最小，能耗和碳排放量最大的是SMA-10。

5 结语

由上述可知，渗水检测和固化磨耗层对路面切实有效，具有很高的经济效益，这得益于其中的渗固剂，其具有的黏结作用使得原路面和磨耗层直接黏结增强，整个路面的稳固性得到提升，抗裂性得到加强的同时能够有效抵挡路面渗水，且因为特种改性乳化沥青拌和料形成了1cm 的磨耗层，能够有效修复路面结构病害问题。根据相关报道分析可了解到，该养护技术相比传统养护技术其成本较低，能够节约50%的成本投入，而与其他预养护技术相比也能在人工费用、施工速度和混合料成型上具有较大优势，还避免了长期的交通路面封闭问题。