高速公路瀝青路面養護技術探索

時間:2022-11-25 08:41:32

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高速公路瀝青路面養護技術探索

摘要:Novachip超薄磨耗層作為高速公路路面養護技術的一種,在車流量較大的高速公路上應用較多,可以有效提升路面平整度、降低路面噪聲、提升抗滑性能。本文以廣東省深圳市GS高速公路為例,對Novachip超薄磨耗層路面養護技術的成型機理、施工工藝等進行討論。

關鍵詞:Novachip超薄磨耗層;瀝青路面;養護技術

截止2018年年底,我國高速公路里程數相較于2017年,又新增了6000km,總里程超過了14萬km。高速公路是我國交通運輸的重要動脈,高速公路網絡的完善,極大提升了我國經濟發展水平,為以快遞、物流為代表的運輸行業提供了時展契機,極大提升了人民的生活水平。為了提升高速公路的行車舒適性,在高速公路的路面建造和養護方面,相關施工單位一定要引起足夠重視[1]。Novachip超薄磨耗層技術能最大限度降低路面養護對高速公路正常使用的負面影響,實現道路路面使用性能指數的快速提升,因此,在瀝青路面的養護施工中應用較為廣泛。本文以深圳市GS高速公路為例,對Novachip超薄磨耗層技術在瀝青路面養護中的應用進行探討[2]。

1工程概況

廣東省深圳市GS公路某處標段,為雙向6車道,行車道寬度為3.75m,中央分隔帶寬度為1.5m,日常車流量負擔極重。在2006年,深圳市政府調整局部路網交通后,該標段的車流量負擔不減反增,尤其在貨車流量上體現得尤為明顯。鑒于該標段很長一段時間運營超負荷情況十分普遍,因此原本的道路問題,例如坑槽、麻面、車轍等路面病害,變得更加嚴重,也讓針對路面的養護問題被提上了議事日程[3]。本次選取標段長度為1km,在檢測過后,選擇道路路基填土密實性不高,而且路面狀況指數較小的區段,作為研究Novachip超薄磨耗層技術的例子。

2Novachip超薄磨耗層技術分析

超薄磨耗層厚度一般在大約20mm,通常為15~25mm,僅為常規瀝青混凝土路面上層厚度的33%~50%。厚度降低的同時,也沒有使性能大打折扣,可以提升解決混凝土路面車轍、坑槽、麻面、開裂等問題的效果[4]。

2.1成型和修復舊路面原理

當前技術發展背景下,Novachip超薄磨耗層路面養護技術,在我國高速公路瀝青路面的預防性與矯正性養護方面應用頗多。Novachip超薄磨耗層路面養護技術主要包含以下成型機理。首先在現有瀝青路面(沒有結構性嚴重病害)上,噴上一層改性乳化瀝青,厚度為0.7~0.9mm;其次,在完成噴涂之后,應當第一時間進行熱拌瀝青混合料的鋪設工作,此過程需要借助Novapaver一體化專用設備的支持,使兩種路面材料的鋪設工作可以同步進行,最后通過壓路機一次性碾壓,即可完成成型過程。改性乳化瀝青不僅破乳更快,而且具備較強粘結能力,若瀝青路面經過清理之后,噴涂過改性乳化瀝青之后,和既有路面之間,會形成較強的粘結力,之后在改性乳化瀝青上,鋪設間斷級配的瀝青,在壓路機碾壓之后,改性瀝青將在滲透作用下逐漸上升。由于改性乳化瀝青具備較強粘結能力,因此既有路面表層和被滲透瀝青混合料,會產生保護層,保護層成網格互穿形,可以在舊路面與空氣之間,產生一定阻隔作用,使既有路面性能進一步提升,同時實現路面抗滑性、透水性、抗老化能力的完善[5]。

2.2技術特征和應用范圍

有效利用改性乳化瀝青的滲透和粘結作用,實現瀝青路面與間斷級配的瀝青混合料整體化,是Novachip超薄磨耗層路面養護技術成型與舊路面修復機理的結合。該技術可以使路面噪音進一步降低,Novachip超薄磨耗層路面養護技術特點如表1所示。盡管Novachip超薄磨耗層路面養護技術優勢較多,但是其技術局限性也同樣不容忽視。鑒于Novachip超薄磨耗層路面養護技術只是路面養護技術的一種,因此,如果高速公路路基承載力不強,或者路面變形過于嚴重,則Novachip超薄磨耗層路面養護技術無法達到應有的路面養護要求。與此同時,改性乳化瀝青是向既有道路表面上噴涂的,而且在表面上粘結,因此,路面不能存在嚴重坑槽、開裂等危害。若既有路面存在此類病害,應當事先采取針對性的傳統處理工藝,才能進行后續的Novachip超薄磨耗層路面養護技術應用。總體來說,Novachip超薄磨耗層路面養護技術主要可應用于車轍、滲水、輕微開裂,或降低摩擦系數等情況,在路面養護時往往事半功倍[6]。

3Novachip超薄磨耗層施工技術

3.1養護方案設計

Novachip超薄磨耗層養護技術,在材料應用方面,主要包含改性乳化瀝青、25%細集料、75%統一粒徑粗集料,在既有路面上鋪設防護層。鑒于粗集料最大粒徑存在差異,可以將粗集料分成A、B、C型。在最大粒徑方面,A型對應4.75mm、B型對應9.5mm,C型對應12.5mm,具體而言,機場路面應用A型較多,車流量較大的道路應用C型較多,相比之下,B型適用性更強。前文提到的GS公路車流量大,交通負擔很重,而且經常會出現重型貨車。基于此,應當針對性采用C型養護方案,將攤鋪厚度定為20mm,瀝青用量定為5.5%[7]。

3.2施工工藝

相關檢測結果表示,GS公路選定標段,可以達到Nova-chip超薄磨耗層路面養護的要求,在確定施工范圍之后,將道路表面清理干凈,就能過渡到正式施工階段。施工主要包含施工放線、混合料攤鋪、碾壓等環節。1)應當重視路面清理工作,清理的重點應聚焦于路面水漬、灰塵、散落集料、輪胎橡膠粒等,防止各種路面雜質,影響到改性乳化瀝青的粘結性能。施工之前應當提前封閉道路,避免妨礙到正常施工。2)進行施工放線。首先應當確定施工范圍,用石筆或者膠帶,在路面做出明顯記號。3)混合料進場。混合料的拌和應當基于嚴格的實驗室配比,運輸車應當在兩輛以上,交替運輸,保證較高的工作效率。混合料拌和與運輸應當滿足行業技術規范。4)機械設備調試。調試機械設備,應當依照Novapaver一體化專用設備有關要求,在改性乳化瀝青的噴灑量上也應當嚴格控制,在設計要求基礎上,每m2噴灑1L,噴灑階段一定要保證計量的精確性[8]。5)試施工。在正式投入施工之前,在需要養護路面的其中一個車道選擇試施工區域,長度大約為30m。在確定不同材料的用量和參數之后,可以在試驗段上進行試施工,進而合理判斷機械設備能否達到施工要求,并通過試驗段確定最后攤鋪機虛鋪厚度、行駛速度、碾壓遍數等。6)混合料攤鋪。在試施工結束之后,若機械設備完好,材料用量與性能能達到設計要求,則可以正式進行混合料的攤鋪。攤鋪階段,攤鋪機的操作一定要保證平穩、緩慢、勻速行駛,防止出現攤鋪厚度不均的情況。攤鋪的同時,應當由專人在攤鋪區域,對攤鋪厚度進行隨時監測,第一時間將監測的結果,反饋至攤鋪人員處[9]。7)本工程在壓路機的選擇上,用的是12t雙鋼輪壓路機,攤鋪機行駛在前,壓路機緊隨其后,壓實遍數基于試驗段確定,應當在兩遍以上,碾壓時的路面溫度,應當控制在90℃以上,同樣應當和行業規范要求相匹配[10]。8)縱橫向接縫處理。處理接縫也是一項重要工作,應當由施工人員通過機械搭配手工方式完成,縱縫搭接的長度應當控制在50mm以下,保證橫縫平順、縱縫順直[11]。9)道路保養,交通開放。待完成施工之后,令地面溫度自然冷卻,到50℃以下,就可以重新將交通開放。攤鋪厚度為20mm,通常0.5h之后就能夠重新開放交通,恢復正常通車。

4Novachip超薄磨耗層路面養護技術應用效果

Novachip超薄磨耗層在施工之后,基于行業相關規范要求,檢測新鋪路面的情況。選擇手工鋪砂法與滲水性測試構造深度作為指標,評價Novachip超薄磨耗層路面養護技術應用效果。結果顯示,應用Novachip超薄磨耗層路面養護技術養護路面之后,極大改善了路面滲水性,施工之前選擇的10處測點,滲水量均值在87.24mL/min,施工之后,滲水量均值降到了13.79mL/min,效果極其明顯。同時,Novachip超薄磨耗層施工前和施工之后的路面,施工之前的一些測點,構造深度沒有達到超過0.55mm的要求,在施工之后,測點構造深度遠遠超過了規范要求。施工之前的構造深度均值在0.49mm,施工之后的構造深度均值為1.41mm[12]。

5結語

本文先對Novachip超薄磨耗層的成型機理進行了闡述,基于此,對Novachip超薄磨耗層路面養護技術對舊路面應用范圍與修復機理進行了系統介紹,后續介紹了Novachip超薄磨耗層路面養護技術,應用于GS高速公路標段路面的情況,檢測其應用效果,最終得出的結論如下。1)Novachip超薄磨耗層路面養護技術應用的是改性乳化瀝青以及粒徑單一的瀝青混合料,這種施工材料粘結能力較強,破乳速度更快,可以在性能上,實現對傳統瀝青的代替。2)改性乳化瀝青不僅可以和既有道路路面表層緊緊粘結,而且可以在滲透作用下,向粒徑單一集料環境中輸送,在固化之后,可以讓開級配瀝青混合料與道路面層相互結合,整體化之后,便會在道路表層產生保護層。通過這種方式,不但可以使道路面層和外界之間的接觸被阻隔,而且還能促進路面抗滑與降噪能力的提升,防止道路遭受到各種水害。3)現場實測結果顯示,在應用Novachip超薄磨耗層技術治理之后,GS高速公路路面滲水量低至13.79mL/min,構造深度達到了1.41mm,可以看出,高速公路路面使用性能的改善效果極為顯著,在高速公路養護中,具有很大的技術應用潛力。4)Novachip超薄磨耗層技術無法令結構強度得到提升,初期費用投入也會較大,因此,在實際高速公路道路路面養護中,應當基于路面實際狀況,對Novachip超薄磨耗層技術進行選擇性使用。

參考文獻:

[1]聶金元,劉濤,竇暉,等.Novachip瀝青混合料壓實試件毛體積相對密度測試的試驗研究[J].公路交通科技,2015,32(5):128-129.

[2]劉濤,張亞剛,姚志杰,等.水泥混凝土路面加鋪Novachip薄層罩面的表層處治技術與粘層材料研究[J].公路交通科技,2018,35(8):117-119.

[3]蘇婷婷,咼潤華,林俊舟,等.超薄瀝青路面早期損害裂縫和車轍的特點分析[J].武漢理工大學學報(交通科學與工程版),2014,38(1):176-180.

[4]柳子暉,李穎,聶文,等.基于灰色馬爾科夫模型的瀝青磨耗層長期性能預測[J].合肥工業大學學報(自然科學版),2020,43(3):389-394.

[5]曾夢瀾,胡圣魁,譚邦耀,等.壓實溫度對溫拌NovaChip瀝青混合料路用性能的影響[J].北京工業大學學報,2014,40(10):151-152.

[6]陳壽明.SBS薄層改性瀝青混凝土SMA-10在舊水泥混凝土橋面鋪裝改造中的應用[J].福建交通科技,2014,34(2):49-51.

[7]傅海龍,尹建偉.NovaChip超薄磨耗層在連霍高速洛三靈段專項養護上的應用研究[J].科技傳播,2011,3(8):168-169.

[8]練偉均,鄧星鶴,佘滿漢.濕熱特重交通條件下NovaChip超薄磨耗層全壽命周期路用性能發展規律[J].廣東公路交通,2018,44(3):7-9.

[9]譚益利,皇甫皝,李豪.Novachip超薄磨耗層在高速公路瀝青路面預防性養護中的應用[J].科技創新導報,2010,7(18):130.

[10]聶金元,曹貴,鄭萬鵬,等.Novachip超薄罩面在麥積山隧道道面防滑改造工程中的應用[J].公路交通科技,2015,32(4):206-207.

[11]李正中,柴東然,耿磊,等.密級配抗滑超薄磨耗層材料UWM-10設計與路用性能研究[J].中外公路,2019,40(1):243-248.

[12]李運華,李珍,原華.基于Novachip超薄磨耗層的高速公路瀝青路面養護技術應用研究[J].公路工程,2019,44(5):156-161.

作者:崔凱 單位:山西交通控股集團有限公司晉中高速公路管理有限公司臨汾路產維護站