低噪抗滑超表处在高速公路预防性养护中的应用

王 娜 ，刘 航，宋亚洲，林江涛，樊 亮

(1.山东高速股份有限公司，山东 济南 250101；2.山东省交通科学研究院，山东 济南 250031)

公路预防性养护是一种具有绿色、低碳特点的养护方式，可以达到节能减排的目的。在公路的全寿命周期内，预防性养护技术可以最大限度地延长道路寿命、节约资源(节能、节材)，保护环境和减少污染，为人们提供健康、舒适、高效能公路环境的养护手段[1-3]。按照预防性养护理念，越早进行养护，路面使用寿命越长，因此对路面早中期病害的预防性养护至关重要[4-6]。但是，国内的大部分预防性养护技术，虽能满足基本的功能需求，但不同程度地存在如下缺陷：如层间粘结力不足易造成片状脱落；稀浆封层和微表处的噪音大，抗滑性能衰减快，；碎石封层的噪音大、易产生飞石、影响行车安全等[7-8]。

低噪抗滑超表处是一种新型的预防性养护措施，该技术由山东大山路桥有限公司开发。噪抗滑超表处技术是将层间界面剂、高粘复合改性乳化沥青、耐磨抗滑降噪材料、表面保护剂等通过专用设备同步施工到原路面，形成Ⅰ型(厚度3 mm)、Ⅱ型(厚度6 mm)或Ⅲ型(厚度8 mm)的路面养护结构层。

本文依托山东高速股份有限公司济莱高速(济南段)养护项目，结合低噪抗滑超表处的施工技术，对低噪抗滑超表处原材料、混合料类型及现场施工工艺、效果进行了介绍。简要分析了低噪抗滑超表处在预防性养护中的用途，为今后该技术推广提供一定的依据。

1 原材料性能

低噪抗滑超表处原材料主要由层间界面剂、高粘复合改性乳化沥青、耐磨抗滑降噪材料、表面保护剂组成，其各项材料及性能控制指标如表1～3。

表1 层间界面剂使用情况对比

表2 表面保护剂使用情况对比

表3 高粘复合改性乳化沥青残留蒸发物指标

表1显示，层间界面剂可以降低乳化沥青的破乳时间，这样可以缩短开放交通的时间；使用界面剂之后，层间的粘结强度由0.286MPa提高到1.06MPa，提高了近4倍。层间界面剂中水性环氧树脂是主要基础功能材料，界面剂与乳化沥青共混物兼具环氧树脂高强度、高粘结力和沥青高韧性的特点，水性环氧树脂起到了对沥青的增强作用。

表2显示，表面保护剂可以缩短乳化沥青破乳时间，这样可以缩短开放交通的时间；使用界面剂之后，层间的拉伸强度由0.482MPa提高到1.06MPa，提高了219.9%。表面保护剂是一种热固性高分子材料，它可以快速固化，形成不粘轮保护膜，从而改善新养护层早期的粘轮现象，缩短开放交通时间。

表3显示，高粘复合改性乳化沥青残留物的软化点高达95.0℃，5℃延度为45 cm，而常规SBR改性乳化沥青软化点约为56℃左右，这表明高粘复合改性乳化沥青性能明显优于普通改性乳化沥青，其蒸发残留物在保证高温性能的同时还兼顾优异的低温性能，其PG88-28同样证明该点。该乳化沥青是在基础复合改性乳化沥青里添加其他高分子材料所形成的一种热塑反应型乳化沥，其蒸发残留物性能可以满足高温不流淌，低温抗开裂，与原路面及石料之间形成有优异的粘附力，并且有足够的内聚强度。

低噪抗滑超表处骨料采用由单一粒径或级配粒径的玄武岩、闪长岩或辉绿岩配以高弹橡胶颗粒组成。表4、表5数据显示，低噪抗滑超表处对于集料性能要求高，其中对于集料洁净程度的要求尤为严格，其砂当量要求≥95%，远高于目前微表处类对于集料砂当量≥60%的要求。

表4 Ⅰ型集料要求

表5 Ⅱ/Ⅲ型集料要求

2 混合料类型及施工

表6 不同类型精罩面厚度及满铺率

低噪抗滑超表处根据最终形成的厚度可以分为Ⅰ型(图1)、Ⅱ型(图2)及Ⅲ型(图3)，其养护层厚度分别为3 mm、6 mm、8 mm。在进行混合料选择时，需要根据不同目数的单一粒径或级配粒径的各种石料，按不同比例配以不同目数的高弹橡胶颗粒，采用优选的乳化复合改性沥青，按12%～16%油石比拌和制备试件，采用微表处的湿轮磨耗试验，优选出的石料类型、粒径，表 6 为不同类型精罩面厚度及满铺率。

图1 低噪抗滑超表处Ⅰ型示意图

图3 低噪抗滑超表处Ⅲ型示意图

I型：1.18～2.36 mm的石料粒径、60～80目高弹橡胶颗粒按重量比100∶2～3；II型：3～5 mm的石料粒径、30～40目高弹橡胶颗粒按重量比100∶3～4；III型：3～5 mm的石料粒径、6～8 mm的石料粒径、20～30目高弹橡胶颗粒按重量比80～90∶10～20∶4～5；

低噪抗滑超表处不同于微表处、稀浆封层等传统的拌合类封层技术，它是采用专用洒布设备进行的喷洒施工。其同步施工步骤如下：润湿水→层间界面剂→改性乳化沥青→耐磨抗滑降噪材料→改性乳化沥青→表面保护剂。待热塑反应型复合改性乳化沥青表面破乳后，施工后用10t的钢轮压路机匀速慢压6～8遍，使砂与底部混凝土路面充分粘接并加快成型速度，碾压完毕后视温度情况一般养生1～2 h，养生期间禁止开放交通。

3 应用效果

2017年9月，山东高速集团有限公司济莱高速(济南段)养护项目中在K413+000～K413+300.0路段进行了低噪抗滑超表处试验段的施工，其采用的混合料类型为II型，摊铺厚度为6 mm。表7、8及9为超表处施工后路面实体检测情况。结果显示，施工后其摆式摩擦值可以达到80BPN左右，构造深度大于1.0 mm，渗水试验几乎不渗。因此，低噪抗滑超表处技术具有良好的抗滑性能、封水性能。

表7 摆式摩擦系数测定情况

表8 构造深度测定情况

表9 渗水系数测定情况

4 结语

低噪抗滑超表处技术是一种全新的预防性养护技术，它是在传统养护技术的基础上，提出的新型路面预防性养护工艺。该技术是将层间界面剂、热塑反应型复合改性乳化沥青、耐磨抗滑降噪材料、表面保护剂通过专用设备同步施工到原路面，形成Ⅰ型(厚度3 mm)、Ⅱ型(厚度5 mm)或复合封层(厚度8 mm)的路面养护结构层。该技术可治理原路面抗滑性能不足并同时具有美化路面外观、封水的效果。