超粘磨耗层技术在高速公路沥青路面养护中的应用

2022-02-04徐文斌

甘肃科技纵横 2022年9期

徐文斌

（甘肃路桥建设集团养护科技有限责任公司，甘肃兰州 730000）

随着近些年车辆数量的不断增长，为各项道路的使用带来巨大压力，高速公路作为我国各地经济、政治、文化交流的重要枢纽，也是各个省市和地区经济发展的重要通道，为我国经济建设创造更多的可能。但是很多地区高速公路由于车辆荷载、天气与地质原因导致其本身病害存在的问题严重，由此后续养护工作至关重要。超粘磨耗层技术作为公路养护技术的一种，其能够以专用的摊铺设备和高品质的粘层油来提升路面的路用性能，实际上其也属于道路微表处理技术所演变的一种技术形式，在目前的高速公路沥青路面养护中有着极大的应用与推广价值。

1 工程概况

南方某城市A 修筑通往B 城市的高数公路，全长80 km，于2013年底通车，设计时速为100 km。由于车流量的增加，原有的沥青路面受到一定的破坏，但是各项指标检测后并没有受到严重破坏，数值正常。为延长该公路的使用寿命，避免病害程度加大，本次养护工程于2020年1月份开始，结合超粘磨耗层技术来实现后续的养护作业。

2 粘结用试验原料及技术指标

（1）基质沥青。本次工程基质沥青选择泰国IRPC70号道路石油沥青，其各项指标见表1所列。

表1 泰国IRPC70号沥青指标检测结果

（2）乳化剂。选择两种乳化剂形式，形式A 与B 均为进口阳离子快裂乳化剂，但是A 呈现乳黄色固态；B呈现乳白色粘稠状。二者均遇热易融化［1］。

（3）SBS 改性剂。选择李长荣3501 型改性剂作为本次施工的改性剂材料。

（4）其他添加剂。选择盐酸、降粘剂和稳定剂等一些其他的添加剂。

3 拌合用试验原料及技术指标

3.1 试验原料

（1）基质沥青。本次工程基质沥青选择泰国IRPC70号道路石油沥青作为基质沥青。

（2）乳化剂。选择两种乳化剂形式，形式C 与D 均为为进口阳离子慢裂快凝型乳化剂，呈现褐色粘稠状液体［2］。

（3）SBS 改性剂。该改性沥青所使用的改性剂，选择李长荣3501型改性剂［3］。

（4）其他添加剂。其他类型的添加剂如盐酸、稳定剂等。

3.2 试验技术指标

本次所使用的试验SBS改性沥青技术指标检测结果见表2所列。

表2 SBS改性沥青技术指标检测结果

4 混合料配比设计

4.1 矿料合成及配及目标配合比设计

矿料采用辉绿岩，共有粗集料5～10 mm 碎石、细集料3～5 mm 碎石和石粉0～3 mm［4］。各个矿料各挡料的筛分结果和用量以及合成级配见表3所列。

表3 超粘磨耗层矿料合成级配表%

4.2 乳化沥青与矿料用量

根据上述实验结果分析，决定选择乳化沥青11 g，矿料100 g，同时和不同量的外加水和水泥进行拌和对比试验，具体拌和结果见表4所列。

表4结果显示，如果保持乳化沥青和水泥用量不变，随着不断增加外加水，其可拌和的时间也在不断增长，而为了满足不小于120 s 的时间要求，且保障摊铺工作时间的充足，选择6 g 的外加水；且如果保持乳化沥青和外加水用量不变，那么拌和时间会随着水泥量的增加而减少，因此为了满足拌和时间和成型时间以及后续强度的规范要求，粘聚力实验中，采取1 g 水泥进行。

表4 不同水泥和水用量拌和试验结果g

在试验开展期间，需明确交通开放的实践和初凝混合料的时间，这样主要是为了能够实现早期的养护作业。一般在规范要求中，初凝时间应＜30 min，粘聚力应＞1.2 N·m；如果交通开放的时间需要＜60 min，那么粘聚力需要＞2.0 N·m。

4.3 混合料试验与检验

结合相关试验规程和技术指导，所需要进行的项目试验和检测方法与结果内容，见表5所列。

表5 混合料试验检验结果

4.4 确定施工配合比

结合上述试验结果表示，为了满足超粘磨耗层的混合料检验指标要求，其矿料、水泥、纤维和乳化沥青、水之间的比值需要在100∶1.0∶0.2∶11.0∶6.0（质量百分比）。在施工期间也需结合作业的温度和天气以及湿度等情况来对其用量进行调整，试验之后决定混合料和其特征的变化情况以及各个组分之间的关系［5］。

5 超粘磨耗层试验段铺筑

5.1 喷洒S BS 改性乳化沥青粘结层

为了工程实施效果能够提升原有沥青路面和超粘磨耗层之间的粘结度和防水程度，在一部分路段上还加入高性能的SBS 改性沥青，随后对施工工艺实施后做对比。将加热SBS改性沥青作业实施在超粘磨耗层施工之前，加热的温度控制在50 ℃～60 ℃，利用化专业设备喷洒改性沥青，在加热过后的沥青能够在接触原路面时迅速破乳，在破乳之后可随即进行超粘磨耗层的施工作业［6-7］。