精細(xì)抗滑保護(hù)層路用性能評(píng)價(jià)

尚兵,龔睿

（1.中國(guó)葛洲壩集團(tuán)公路運(yùn)營(yíng)有限公司，四川 遂寧 629000；2.河南省高遠(yuǎn)公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)有限公司，河南 新鄉(xiāng) 453000）

隨著我國(guó)高速公路通車(chē)?yán)锍讨鹉晏岣?，路面性能和服?wù)能力越來(lái)越受到道路養(yǎng)護(hù)行業(yè)的重視，除傳統(tǒng)的霧封層、微表處等預(yù)防性養(yǎng)護(hù)手段外，近年來(lái)精細(xì)抗滑保護(hù)層在安徽、湖北、廣東等多個(gè)省市得到了大規(guī)模應(yīng)用，整體使用效果較好。

精細(xì)抗滑保護(hù)層采用雙層施工，底層采用同步碎石車(chē)灑布高黏改性乳化瀝青及撒布3mm～5mm（或4mm～6mm）單粒徑碎石，上層采用改性乳化瀝青進(jìn)一步穩(wěn)定碎石，使碎石封層初期穩(wěn)定，最終形成一個(gè)包含集料顆粒的“富油”的膠結(jié)板體。該結(jié)構(gòu)能封閉裂縫，防止水進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部，同時(shí)為路表提供一個(gè)均勻、粗糙的耐磨表面。試驗(yàn)證明，該結(jié)構(gòu)抗滑性能良好。

一、試驗(yàn)原材料

（一）高黏改性乳化瀝青

精細(xì)抗滑保護(hù)層施工初期集料顆粒之間的嵌鎖作用尚未完全形成，其性能受結(jié)合料的性能影響很大，要求黏結(jié)料具有很高的黏性，所以要求使用高黏改性乳化瀝青。工程中常用的改性劑主要為SBR和SBS，本文采用復(fù)配的方式添加，綜合考慮施工中對(duì)成型速度的要求及材料生產(chǎn)、運(yùn)輸過(guò)程中的穩(wěn)定性要求，乳化劑采用中裂乳化劑。所制得的高黏改性乳化瀝青技術(shù)指標(biāo)見(jiàn)表1。

表1 高黏改性乳化瀝青技術(shù)指標(biāo)

（二）集料

集料的性質(zhì)是影響精細(xì)抗滑保護(hù)層路用性能的另一個(gè)重要因素，精細(xì)抗滑保護(hù)層成型后，呈單層分布的石料直接承受車(chē)輪荷載的作用，因此精細(xì)抗滑保護(hù)層的集料宜采用輝綠巖、玄武巖等硬質(zhì)石料，以保證足夠的抗壓碎能力和抗磨耗能力。此外，為保證石料的嵌鎖作用，避免后期出現(xiàn)“掉料”的情況，集料應(yīng)具有良好的幾何特性，針片狀含量不宜過(guò)大。本文采用的集料為內(nèi)鄉(xiāng)玄武巖，其技術(shù)指標(biāo)如表2所示。

（三）穩(wěn)固劑

穩(wěn)固劑的主要作用是進(jìn)一步增強(qiáng)黏結(jié)，主要成分為改性乳化瀝青，技術(shù)指標(biāo)如表3所示。

二、試驗(yàn)方法

（一）濕輪磨耗試驗(yàn)

參照《稀漿混合料濕輪磨耗試驗(yàn)》（T0752-2011）中的試件尺寸，模擬現(xiàn)場(chǎng)施工方式制備兩組試件，每組5個(gè)。采用濕輪磨耗儀對(duì)兩組試件分別采用干磨和濕磨方式進(jìn)行試驗(yàn)，以試件磨耗前后質(zhì)量損失率對(duì)精細(xì)抗滑保護(hù)層水穩(wěn)定性和耐磨耗性能分析、評(píng)價(jià)。

（二）車(chē)轍變形試驗(yàn)

參照《稀漿混合料車(chē)轍變形試驗(yàn)》（T0756-2011）中的試件尺寸，模擬現(xiàn)場(chǎng)施工方式制備試件。采用負(fù)荷車(chē)輪試驗(yàn)儀對(duì)其進(jìn)行碾壓，以碾壓后試件寬度的變形率對(duì)精細(xì)抗滑保護(hù)層碎石嵌擠能力分析、評(píng)價(jià)。

表2 集料技術(shù)指標(biāo)

表3 穩(wěn)固劑技術(shù)指標(biāo)

（三）落球試驗(yàn)

參照國(guó)外碎石封層的落球試驗(yàn)方法并模擬現(xiàn)場(chǎng)施工方式成型試件，分別在-5℃和25℃兩種試驗(yàn)條件下進(jìn)行試驗(yàn)，10s內(nèi)落下3個(gè)質(zhì)量為425g的鋼球，以擊落集料質(zhì)量與原集料質(zhì)量的比值作為評(píng)價(jià)精細(xì)抗滑保護(hù)層碎石與黏結(jié)材料的黏結(jié)性能的指標(biāo)。

三、試驗(yàn)結(jié)果及分析

試驗(yàn)結(jié)果如表4所示：對(duì)比正常情況下微表處的磨耗值（250g/m2～500g/m2），精細(xì)抗滑保護(hù)層的磨耗值較低，表面精細(xì)抗滑保護(hù)層有較好的抗水損壞能力、耐磨耗性；而對(duì)比一般情況下車(chē)轍變形試驗(yàn)寬度變形率為2%～5%，說(shuō)明精細(xì)抗滑保護(hù)層集料之間的石料嵌鎖較好；相對(duì)于碎石封層落球試驗(yàn)質(zhì)量損失率為3%～20%，落球試驗(yàn)的結(jié)果表明，石料與黏結(jié)料之間的黏結(jié)較好，精細(xì)抗滑保護(hù)層的抗剝落能力較好。

表4 試驗(yàn)結(jié)果

四、工程應(yīng)用及跟蹤評(píng)價(jià)

（一）施工工藝

精細(xì)抗滑保護(hù)層適用于無(wú)大面積結(jié)構(gòu)性病害的各等級(jí)瀝青路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，施工工藝如下：

1.首先要對(duì)原路面病害進(jìn)行處置，保證原路面具有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性，然后采用專(zhuān)用清掃設(shè)備去除表面塵土和雜物；

2.采用同步碎石封層車(chē)將“高黏改性乳化瀝青”和“單粒徑碎石”同步灑（撒）布，進(jìn)行下層施工，施工過(guò)程中保證材料均勻，一般情況下碎石覆蓋率為100%～110%；

3.下層施工后進(jìn)行短暫養(yǎng)生，養(yǎng)生時(shí)間視天氣條件而定，隨后采用膠輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓，碎石穩(wěn)定后采用專(zhuān)用清掃設(shè)備將未黏結(jié)碎石清掃并回收；

4.待下層養(yǎng)生成型后，進(jìn)行穩(wěn)固劑施工；

5.穩(wěn)固劑成型后即可開(kāi)放交通。

（二）實(shí)體工程跟蹤評(píng)價(jià)

精細(xì)抗滑保護(hù)層先后在全國(guó)部分省市的數(shù)十個(gè)項(xiàng)目得到了應(yīng)用，其耐久性、抗滑性能和防水能力均較為突出。本文分析了其中的界阜蚌高速公路、珠江黃埔大橋公路、許平南高速公路、襄荊高速公路、蘭尉高速公路等跟蹤檢測(cè)數(shù)據(jù)，檢測(cè)結(jié)果如表5所示。

隨著通車(chē)時(shí)間的增加，構(gòu)造深度和摩擦系數(shù)均有一定程度的降低，通車(chē)3年后趨于穩(wěn)定，施工初期構(gòu)造深度可達(dá)1.2mm，穩(wěn)定后仍可達(dá)到0.65mm。

除個(gè)別項(xiàng)目因施工期間天氣原因?qū)е戮植枯嗃E帶處有少量集料脫落外，其余各項(xiàng)目整體效果較好，充分反映出精細(xì)抗滑保護(hù)層具有抗滑能力強(qiáng)、防水能力好、行駛舒適性強(qiáng)、噪聲小、外表美觀和耐久性好的特點(diǎn)。其中珠江黃埔大橋等部分早期實(shí)施過(guò)精細(xì)抗滑保護(hù)層的大橋已通車(chē)使用近八年，目前仍然保持較好的狀況。

表5 各項(xiàng)目跟蹤檢測(cè)結(jié)果平均值備注：平均日自然交通量約2.5萬(wàn)輛。