超薄磨耗層技術(shù)在南友高速公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中的應(yīng)用探討

藍(lán)萬明　唐忠國

摘 要：為了尋求一種針對性強(qiáng)、性價(jià)比高、施工工藝簡單且適合南寧至友誼關(guān)高速公路的養(yǎng)護(hù)方法，通過既有公路病害調(diào)研、材料試驗(yàn)研究、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法研究、使用效果評(píng)價(jià)、實(shí)體工程應(yīng)用驗(yàn)證等技術(shù)手段對超薄瀝青混凝土在南友高速公路養(yǎng)護(hù)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的應(yīng)用展開了系統(tǒng)地研究，形成了成套技術(shù)，可延長路面服役壽命，有效地節(jié)約成本，具有十分明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞：超薄磨耗層 技術(shù) 預(yù)防性養(yǎng)護(hù) 節(jié)約成本

中圖分類號(hào)：U414 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）11（c）-0081-02

該項(xiàng)目針對南友高速公路所處的區(qū)域特點(diǎn)以及養(yǎng)護(hù)維修的技術(shù)需求而提出，依托于南友高速公路實(shí)體工程，以密級(jí)配AC-8型及半開級(jí)配的OGFC-8型瀝青混合料鋪筑2 cm厚超薄磨耗層，并分別以6%和18%的設(shè)計(jì)空隙率作為級(jí)配控制指標(biāo)，對比兩者的路用性能，以解決南寧至友誼關(guān)高速公路存在輕微車轍及疲勞裂縫或嚴(yán)重的溫度裂縫的高等級(jí)瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的問題。

1 項(xiàng)目研究的主要內(nèi)容

超薄磨耗層（2 cm厚）是一種新的結(jié)構(gòu)形式和施工工藝，磨耗層材料選擇的是設(shè)計(jì)空隙率分別為6%和18%的密級(jí)配AC-8型及半開級(jí)配的OGFC-8型瀝青混合料。通過在南友高速公路病害典型路段實(shí)施AC-8（VV=6%）和OGFC-8（VV=18%）兩個(gè)試驗(yàn)路段參考對比路段，總結(jié)性價(jià)比高、更適合南寧至友誼關(guān)高速公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的方案。

2 南寧至友誼關(guān)高速公路瀝青路面使用現(xiàn)狀分析

2.1 公路概況及交通情況

南友高速公路主線全長180.063 km，沿線氣候溫和，雨量充沛，濕度較大，夏濕冬干，春季陰雨連綿，夏季暴雨頻繁，年平均降雨量1 344 mm，主要集中在5～10月，年平均氣溫21 ℃～22.1 ℃，極端低溫-3 ℃，極端高溫40.5 ℃。南友高速公路建成通車至今，歷年交通量統(tǒng)計(jì)情況如表1所示。

2.2 道路使用情況及病害成因分析

南友高速公路自建成通車已近10年時(shí)間，經(jīng)行車荷載和自然環(huán)境的綜合影響，目前其路面麻面、細(xì)集料脫落、表面瀝青老化現(xiàn)象比較普遍。南友路近年路況指標(biāo)情況如表2所示。

3 超薄瀝青混凝土結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)研究

3.1 同步碎石防水粘結(jié)層

與舊路的層間結(jié)合措施選擇SBS改性瀝青防水粘結(jié)層，其瀝青灑布量為1.8～2.0 kg/m2，撒鋪碎石的粒徑為9.5～13.2 mm粒徑碎石，滿鋪率約為50%～60%，瀝青撒布溫度控制在175 ℃左右。

3.2 AC-8型目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)

AC-8型超薄磨耗層材料選擇2 cm厚、設(shè)計(jì)空隙率為6%、最大公稱粒徑為7.2 mm的瀝青混合料；其中4.75 mm集料的通過率為35%，熱料倉比例3#倉∶2#倉∶1#倉∶礦粉=66∶0∶25∶9及最佳油石比6.3%。室內(nèi)試件毛體積相對密度為2.150，車轍試驗(yàn)指標(biāo)動(dòng)穩(wěn)定度為3 948次/mm。

3.3 OGFC-8型目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)

OGFC-8型超薄磨耗層材料選擇2 cm厚、設(shè)計(jì)空隙率為18%、最大公稱粒徑為7.2 mm的瀝青混合料；其目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)結(jié)果為：5～10 mm碎石∶0～3 mm機(jī)制砂∶礦粉=76∶22∶2，最佳油石比為4.37%。最佳油石比對應(yīng)毛體積密度2.093 g/cm3；動(dòng)穩(wěn)定度1 772次/mm；均滿足設(shè)計(jì)要求。

4 超薄磨耗層試驗(yàn)路鋪筑

4.1 試驗(yàn)路段施工前概況

試驗(yàn)路段設(shè)置在南寧至友誼關(guān)高速公路的K134+300～136+300下行線，整體路段病害基本以表面麻面為主，部分路段有不規(guī)則橫向裂縫、坑槽及小范圍網(wǎng)裂等病害現(xiàn)象。

4.2 質(zhì)量檢驗(yàn)及使用效果評(píng)價(jià)

4.2.1 馬歇爾試驗(yàn)檢測

馬歇爾體積參數(shù)指標(biāo)如表3。

4.2.2 高溫性能

高溫穩(wěn)定性指標(biāo)如表4所示。

4.2.3 施工前后路況指標(biāo)對比

超薄磨耗層施工前后路況指標(biāo)對比如表5所示。

4.2.4 路面各項(xiàng)指標(biāo)檢測結(jié)果

路面各項(xiàng)指標(biāo)檢測結(jié)果如表6所示。

5 經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益分析

5.1 經(jīng)濟(jì)效益

5.1.1 節(jié)約養(yǎng)護(hù)成本

超薄磨耗層預(yù)防性養(yǎng)護(hù)促使南友高速公路路面性能大幅度提高，道路整體狀況優(yōu)良、行車舒適性高，預(yù)計(jì)可延長使用壽命5年以上，可節(jié)約的養(yǎng)護(hù)直接成本不低于5年×7萬元/年×180 km=6 300萬元。同時(shí)，超薄磨耗層造價(jià)約80萬元/km，按照10年加鋪2次計(jì)算，比常規(guī)路面大修300萬元/km節(jié)約直接成本約（300-80×2）萬元/km×180 km=25 200萬元，并還可節(jié)約延遲改造的資金成本。

5.1.2 節(jié)省汽車行駛油耗

南友高速公路鋪筑超薄磨耗層前路面平整度指數(shù)IRI為2.8 m/km，鋪筑后路面平整度指標(biāo)IRI平均值為1.2 m/km，改造后平整度指標(biāo)IRI降低1.6 m/km，根據(jù)中交公路規(guī)劃設(shè)計(jì)院周育峰研究員的研究成果，路面平整度指數(shù)IRI每增加1 m/km，油耗增加0.6%～1.2%（取低限0.6%測算），南友路全線平均日交通量約2.5萬輛，按每百公里平均油耗15升計(jì)，改造后減少油耗每年可節(jié)約：15升×6元/升÷100公里×25 000輛/天×365天×180公里×1.6×0.6%=1 419.12萬元。

5.2 社會(huì)效益分析

該項(xiàng)目研究成果的應(yīng)用在改善了道路內(nèi)在質(zhì)量的同時(shí)，也有力地促進(jìn)交通與社會(huì)、交通與自然間的融洽與協(xié)調(diào)，讓廣大人民群眾對公路路面提供的服務(wù)感到滿意，使公路成為和諧社會(huì)大重唱中的和諧音符。

6 結(jié)語

該項(xiàng)目通過系統(tǒng)的研究工作，取得了下述研究成果和結(jié)論。

（1）對于整體路面結(jié)構(gòu)尚未出現(xiàn)損壞的路段，超薄磨耗層罩面是一種技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能較優(yōu)的方案，能推遲道路大修周期5～6年以上、延長道路的使用壽命，是一種用于高等級(jí)公路表面層的優(yōu)質(zhì)瀝青混凝土。但需要注意的是，舊路養(yǎng)護(hù)維修工程中當(dāng)原有路面存在明顯的結(jié)構(gòu)性破壞（如縱向裂縫、網(wǎng)裂）或較嚴(yán)重的車轍、推移（車轍深度大于1 cm）時(shí)，不適于采用超薄磨耗層技術(shù)。

（2）從耐久性及適應(yīng)性等方面比較得知，密實(shí)級(jí)配AC-8型超薄磨耗層瀝青混泥土路面較半開級(jí)配OGFC-8型超薄磨耗層瀝青混泥土路面更適合南寧至友誼關(guān)高速公路目前的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)維修。

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