封层粘层洒布与沥青混合料摊铺一体化关键技术研究及应用
完成单位
江苏现代路桥有限责任公司
工程概况
2019年宁杭高速养护工程采用封层粘层洒布与沥青混合料摊铺一体化技术共25.538km，应用工况为上面层+粘层和中面层+粘层，面积约为58676m2。封层粘层洒布与沥青混合料摊铺一体化技术在一体机技术应用效果评估的基础上，系统开展了专用乳化沥青性能的提升研究和室内应用效果评价，提出了一体机升级改造的方案；开展一体化专用乳化沥青的系统研究，制定了一体化技术专用乳化沥青的技术标准。该技术已在江苏省宁杭高速、宁沪高速等多条高速得到广泛的应用。
主要创新点
一、技术思路
传统封层、粘层与沥青混合料的施工均采用分步施工的方式，在封层、粘层的施工间隙中各种外界因素容易对封层、粘层造成一定破坏，且沿线周边社会车辆车轮的摩擦及揉搓易使封层材料造成一定的磨耗，影响了施工质量，进而影响到沥青路面的使用寿命。洒布摊铺一体化技术实现了封层、粘层洒布及沥青混合料摊铺可连续作业的新技术装备，消除了封层、粘层施工与沥青混合料施工之间的工艺间隙，对于避免封层、粘层的各类破坏，提高高速公路养护效率、养护质量和路面结构的整体性具有重要的现实意义。
封层粘层洒布与沥青混合料摊铺一体化技术在一体机技术应用效果评估的基础上，系统开展了一体化技术专用乳化沥青性能的提升研究，并进行了室内应用效果评价；然后对一体机设备的现状进行了分析，并提出了升级改造的方案；最后，基于一体化专用乳化沥青的系统研究，制定了一体化技术专用乳化沥青的技术标准。
封层粘层洒布与沥青混合料摊铺一体化技术兼备乳化沥青洒布和沥青混合料摊铺的功能，减少工程机械调动次数，提高了路面养护施工的安全系数；洒布摊铺一体化施工过程中，由于没有粘结层和沥青层之间的施工间隙，开放交通时间大大提前，减少了路面养护造成的社会影响。
二、关键技术方案
（1）一体机机械设备现状分析及研发改造研究
现有的一体机设备不能喷洒粘度稍大的改性乳化沥青，常规乳化沥青存在部分流淌导致散布不均匀、破乳速度慢导致水分残留等问题，因而需要开展一体机机械设备的研发改造研究；
研发了国内首台具有自主知识产权的乳化沥青洒布与沥青混合料摊铺一体化设备适用于不同路面结构，具备不同路面厚度的洒布摊铺同步作业能力。
（2）一体化技术用乳化沥青性能提升研究及技术标准制定
研发了适用于不同路面结构一体化工艺的高固含量高粘快裂乳化沥青，具有快速破乳（27s）、粘结性能好、耐反复加热（7次以上）的优势，并结合工程应用效果提出一体化工艺适用的乳化沥青质量控制体系；
针对目前破乳速度评价方法只能定性分析，通过电流值捕捉规定质量乳化沥青与特定级配集料搅拌和易性变化过程，提出一种基于电流值的乳化沥青破乳时间定量评价方法；
提出基于关键指标均衡的一体化专用乳化沥青质变确定体系，并给出一体化专用乳化沥青粘结材料技术标准。
（3）给出标准化施工技术指南
结合不同工况一体化施工特点和实际工程应用效果，提出一体化不同工况不同路面结构下工程施工指南。
三、实施效果
相较于传统施工工艺，封层粘层洒布与沥青混合料摊铺一体化技术可实现：
（1）节省了大量的人工和设备使用，减少2h以上的施工间隙，成为高速公路养护施工快速开放交通的实现手段之一；
（2）提升了经济和社会效益。在成本方面，采用一体化施工每平方米节省8元；在节能低碳方面，单车道养护施工1公里采用一体化技术可节约能源2347.84kg，降低二氧化碳排放量为4674.608kg，具有较好的节能降碳效益，直接效益可节省37500元。
（3）避免了粘层油破乳后粘轮对路面造成的污染，提高了环境效益。
封层粘层洒布与沥青混合料摊铺一体化技术授权实用性新型专利1项（专利号：ZL 2018 2 1714982.0），2019年获江苏省综合交通运输学会科学技术二等奖1项，2020年获江苏省省级工法一项。
生产、应用及推广情况
2019年宁杭高速养护工程采用封层粘层洒布与沥青混合料摊铺一体化技术共有25.538km，应用工况为上面层+粘层和中面层+粘层，面积约为58676m2。目前封层粘层洒布与沥青混合料摊铺一体化技术已在江苏省宁杭高速、宁沪高速等多条高速得到广泛的应用。
