■萬長(zhǎng)明 徐志祥
(1.江西省交通投資集團(tuán)路網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理公司,南昌 330038;2.江西省交通投資集團(tuán)路網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理公司養(yǎng)護(hù)技術(shù)中心,南昌 330038)
由于受到行車荷載和周圍氣候變化的影響,高速公路瀝青路面在長(zhǎng)年運(yùn)營(yíng)下路面服務(wù)能力逐漸衰退,平整度和抗滑性能降低。 當(dāng)路面狀況持續(xù)惡化,則會(huì)導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)承載力下降,出現(xiàn)沉陷、開裂、松散等路面病害。 因此在路面結(jié)構(gòu)破壞前,采用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)可以有效延長(zhǎng)高速公路路面服務(wù)年限,保障路面具有良好的使用性能,延緩路面破壞率[1-3]。 復(fù)式精表處作為一種新型的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù),主要以高強(qiáng)乳化瀝青作為黏結(jié)劑,搭配耐磨石料和界面保護(hù)劑, 利用專用的同步碎石封層車,將高性能膠結(jié)料和集料鋪撒至原路面,形成“三油兩砂”薄層嵌密結(jié)構(gòu)(如圖1),從而改善路表外觀和提高路面抗滑性能。本文以廈蓉高速(G76)隘嶺至瑞金段為例,對(duì)復(fù)式精表處施工后的應(yīng)用情況進(jìn)行了跟蹤觀測(cè),并評(píng)估分析其在通車后不同時(shí)間段的應(yīng)用效果。
圖1 “三油兩砂”薄層嵌密結(jié)構(gòu)
復(fù)式精表處具有以下技術(shù)優(yōu)勢(shì):(1)性能改善明顯。 可實(shí)現(xiàn)對(duì)原路面再生、粘結(jié)和修復(fù),改善和提升路面表層路用性能;(2)噪音低,行車舒適性高。 雙層碎石封層嵌擠形成的復(fù)式薄層結(jié)構(gòu),在保證抗滑性能的同時(shí), 能有效改善路表不規(guī)則紋理與構(gòu)造,噪音與原路面相當(dāng);(3)施工工藝簡(jiǎn)單,對(duì)公路交通的影響小。 通過專用的同步碎石封層車,將瀝青和碎石同步分層次鋪撒在瀝青路面的表面,通過適當(dāng)養(yǎng)生即可形成的抗滑保護(hù)薄層;(4)快速開放交通。采用復(fù)式精表處養(yǎng)護(hù)路段的車道,從施工到開放交通僅需6~8 h;(5)低碳環(huán)保節(jié)約。 在施工的過程中無需加熱,減少了能量的消耗和環(huán)境有害氣體的排放,符合國(guó)家倡導(dǎo)以低能耗、低污染、低排放為基礎(chǔ)的低碳經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式。
廈蓉高速 (G76) 隘嶺至瑞金段 (K285+998-K317+953)是江西省“三縱四橫”高速公路骨架網(wǎng)中“第四橫”的一部分,為江西境內(nèi)東西向的大通道。全線于2010年1月開工建設(shè),2011年10月通車運(yùn)營(yíng)。隨著交通量的日益增加,加上贛南地區(qū)雨季時(shí)間較長(zhǎng), 在行車荷及各種氣候等外在因素的綜合影響下,沿線出現(xiàn)了不同程度的路面病害,其中抗滑性能下降明顯,為保證行車安全、舒適,于2021年對(duì)隘瑞高速段進(jìn)行必要的養(yǎng)護(hù)。 全線路面結(jié)構(gòu)采用4 cm SMA-13+ 6 cm AC-20+ 7 cm AC-25 + 8 cm ATB-25, 其中上行K312+953-K313+953采用超粘磨耗層技術(shù)進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù),詳細(xì)段落如表1所示。
表1 廈蓉高速(G76)隘嶺至瑞金段復(fù)式精表處施工段落
在施工作業(yè)前,對(duì)復(fù)式精表處用3~5 mm玄武巖和3 mm的玄武巖及高強(qiáng)乳化瀝青進(jìn)行試驗(yàn)檢測(cè)。由表2、表3可知,原材料的各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)均滿足技術(shù)要求。
表2 復(fù)式精表處用集料級(jí)配檢測(cè)結(jié)果
表3 復(fù)式精表處用高強(qiáng)乳化瀝青檢測(cè)結(jié)果
復(fù)式精表處施工前應(yīng)對(duì)原路面進(jìn)行充分的調(diào)查和預(yù)處理, 確保為精表處撒布提供相對(duì)潔凈、完好的工作面。
每個(gè)撒布工作面的開始與結(jié)束的接頭處均應(yīng)鋪設(shè)油氈布或者彩條布,起點(diǎn)鋪設(shè)長(zhǎng)度約15 m,寬度約4.25 m,終點(diǎn)鋪設(shè)長(zhǎng)度約5 m,寬度約4.25 m。要求遮蓋材料四周粘貼牢固,無翹起、鼓起現(xiàn)象。
為保證施工期間不對(duì)標(biāo)線、 標(biāo)記等造成污染,要求在施工車道左右兩側(cè)標(biāo)線處采用鋪設(shè)膠帶方式進(jìn)行完全覆蓋,除了標(biāo)線,還要求對(duì)減速帶、導(dǎo)流箭頭等標(biāo)記進(jìn)行覆蓋處理;要求覆蓋材料與標(biāo)記齊平,面積大小保持一致。
首先, 采用同步碎石封層車對(duì)高強(qiáng)乳化瀝青、纖維和3~5 mm玄武巖進(jìn)行第1層撒布,撒布順序及參數(shù)如表4所示。 在施工過程中,對(duì)石料撒布稀薄部位及時(shí)采取人工補(bǔ)石料,對(duì)路表裸露部位進(jìn)行人工補(bǔ)瀝青和石料。
表4 復(fù)式精表處第一層撒布順序及參數(shù)
其次,第1層撒布完成后15 min,采用膠輪壓路機(jī)碾壓2遍,碾壓速度為5 km/h,在碾壓時(shí)用水濕潤(rùn)輪胎,以免粘輪;施工現(xiàn)場(chǎng)來看,仍存在集料在碾壓過程中粘附于輪胎上,這與瀝青的破乳情況和輪胎的濕潤(rùn)情況等因素相關(guān)。 碾壓完成后采用清掃車對(duì)路面進(jìn)行清掃,清掃速度為2~4 km/h。 再次,采用同步碎石封層車進(jìn)行第2層撒布, 高強(qiáng)乳化瀝青的灑布量為0.4kg/m2,3 mm 玄武巖碎石的撒布量為2.7 kg/m2。最后,待第2層乳化瀝青破乳后,向路表噴灑第3層乳化瀝青,進(jìn)行瀝青膠結(jié)料穩(wěn)固層施工,撒布量為0.4 kg/m2。
施工完畢后,應(yīng)由專門人員維持施工后期的交通秩序,根據(jù)實(shí)際情況確定養(yǎng)護(hù)成型時(shí)間和開放交通時(shí)間,一般在保護(hù)劑成型后方可開放交通。
由于贛南地區(qū)雨季時(shí)間較長(zhǎng), 在大量高速行車荷載作用下易導(dǎo)致瀝青粘附性降低并逐漸喪失粘聚力,產(chǎn)生嚴(yán)重的水損壞,因此研判該路段的路面滲水性能對(duì)衡量路面質(zhì)量好壞具有重要意義。 本路段采用瀝青路面滲水儀分別測(cè)試了路面施工前后不同時(shí)間段的滲水系數(shù)變化情況,其結(jié)果如表5所示。
表5 精表處滲水系數(shù)在不同時(shí)間段的檢測(cè)結(jié)果
從上述測(cè)試結(jié)果可知, 施工復(fù)式精表處后,隨著通車時(shí)間的延長(zhǎng),路面的滲水能力表現(xiàn)為基本不滲,滿足滲水系數(shù)不高于10 ml/min的技術(shù)要求。
路面構(gòu)造深度是路面粗糙度的重要指標(biāo),可用于評(píng)定路面表面的宏觀粗糙度、排水性能及抗滑性能。 如圖2所示,通過對(duì)比復(fù)式精表處路段通車3個(gè)月內(nèi)的構(gòu)造深度可知,隨著通車時(shí)間的延長(zhǎng),路面構(gòu)造深度雖然有所下降但仍維持在較高水平,均滿足JTGD50-2017《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》文件中不低于0.55 mm的技術(shù)要求,合格率達(dá)100%。
圖2 復(fù)式精表處構(gòu)造深度在不同時(shí)間段的檢測(cè)結(jié)果
良好的路面抗滑性可以保障車輛在雨天、降雪等惡劣天氣下安全行駛,本路段采用擺式摩擦系數(shù)儀測(cè)試了復(fù)式精表處在通車1個(gè)月的摩擦系數(shù)變化情況,具體如表6所示。 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)2處擺式摩擦,測(cè)值均在84~88 BPN,均值分別為85 BPN和87 BPN,均滿足技術(shù)要求,表現(xiàn)出較好的抗滑效果。
表6 復(fù)式精表處擺式摩擦在不同時(shí)間段的檢測(cè)結(jié)果(單位:BPN)
對(duì)通車3個(gè)月后的復(fù)式精表處路段進(jìn)行厚度檢測(cè),其檢測(cè)結(jié)果如表7所示。 在現(xiàn)場(chǎng)抽檢2處復(fù)式精表處厚度,有1處復(fù)式精表處厚度為4 mm,略低于5 mm的設(shè)計(jì)厚度,這與石料撒布過程中的均勻性和行車荷載相關(guān)。
表7 復(fù)式精表處厚度檢測(cè)結(jié)果(通車3個(gè)月后)
依據(jù)JTG5210-2018《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》,對(duì)通車1年后的復(fù)式精表處路段進(jìn)行路況檢測(cè),得到路面技術(shù)狀況指數(shù)PQI、 路面平整度指數(shù)RQI、路面車轍指數(shù)RDI、路面跳車指數(shù)PBI均值如表8所示。根據(jù)表中檢測(cè)數(shù)據(jù),結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查可知:廈蓉高速(G76)隘嶺至瑞金段復(fù)式精表處路段在通車1年后路面整體技術(shù)狀況良好,各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)評(píng)級(jí)均為優(yōu),基本無破損情況。
表8 復(fù)式精表處路面技術(shù)狀況檢測(cè)結(jié)果均值(通車1年后)
隨著我國(guó)高速公路重載交通現(xiàn)象日趨嚴(yán)重,極端天氣大幅度增加,在路況衰退初期采用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù),以最小壽命周期成本最大程度延緩路用性能退化是有必要的。 本文通過對(duì)復(fù)式精表處在江西省內(nèi)廈蓉高速(G76)隘嶺至瑞金段進(jìn)行應(yīng)用情況觀察,其現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)結(jié)果顯示復(fù)式精表處可以顯著提升路面抗滑性能和延長(zhǎng)路面耐久性,并在通車1年內(nèi)保持路面整體技術(shù)狀況良好,各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)評(píng)級(jí)為優(yōu),是一種效果持久且顯著、 施工工藝簡(jiǎn)單的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù),具有良好的應(yīng)用前景和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益。