抗滑表處封層技術(shù)在新臺高速公路路面的應(yīng)用

陳育書

(廣東省高速公路有限公司，廣州 510623)

0 引言

隨著國民經(jīng)濟的不斷發(fā)展，我國公路建設(shè)也取得了較快發(fā)展，截止到2018年12月，我國已建及在建的公路里程已經(jīng)超過500萬km。在已通車或者正在建設(shè)中的公路當中，大多數(shù)公路路面以瀝青混凝土或水泥混凝土為主，而對于高速公路而言，瀝青路面更為普遍。然而，隨著車輛荷載、時間、氣候等因素的作用，瀝青路面的使用性能會出現(xiàn)衰減，隨著罩面使用年限的增加，路面病害數(shù)量亦隨之增加，其中尤以裂縫與坑槽病害顯得較為嚴重。為了改善瀝青路面的使用性能，防止路面病害的加速發(fā)展，保證行車安全，應(yīng)及時對已形成的裂縫與坑槽病害進行修補。而作為表層罩面時與原路面粘結(jié)牢固，抗滑表處封層技術(shù)具有良好的抗滑性能和封水效果，堅實、耐久、平整。

國內(nèi)外眾多學(xué)者對該技術(shù)進行了大量的研究。岳曉等通過試驗法對處理后的路面表處的抗滑性能進行研究，認為所采用的材料中骨料顆粒形狀及粒度對修補后路面的抗滑性能影響顯著。Smish等人針對歐洲地區(qū)公路，采用路面拉拔試驗、原位剪切試驗，分析了改性表層封層材料的穩(wěn)定性和抗滑性，驗證了抗滑表處封層技術(shù)的可行性。王鑫等人提出采用再生料作為路面抗滑表處混合料的可行性，并結(jié)合實際工程進行了分析，結(jié)果顯示鋪筑了再生料抗滑表處封層的試驗路段抗滑效果良好。綜上所述，當前對抗滑表處封層技術(shù)方面進行的研究多集中于抗滑表處封層技術(shù)所采用的材料方面，僅有少量文獻對抗滑表處封層技術(shù)的施工后檢測效果方面進行了研究。

本文以新臺高速公路為例，采用抗滑表處封層技術(shù)對路面病害進行了修補，并對施工后三個時間段的表觀質(zhì)量、滲水系數(shù)、平整度、抗滑性能(橫向力系數(shù)與構(gòu)造深度)等指標進行了跟蹤檢測。結(jié)果顯示路面結(jié)構(gòu)的整體性能均有了較大程度的改善。

1 抗滑表處封層技術(shù)

抗滑表處封層是采用同步碎石封層車將特種高滲高粘路面養(yǎng)護劑以及精加工耐磨骨料(粒徑為2～4mm)同時灑布在瀝青路面表面上，在瀝青路面表面形成約2～4mm的致密抗滑表處封層。灑布完經(jīng)初步養(yǎng)生后采用膠輪反復(fù)碾壓進一步穩(wěn)固石料，多余的浮料采用純吸式道路清掃車清掃干凈，必要時可在石料表面灑布一層不粘輪改性乳化瀝青進一步穩(wěn)固石料，施工結(jié)束后經(jīng)養(yǎng)生1～2h開放交通?？够硖幏鈱硬捎猛剿槭鈱榆噷崿F(xiàn)了特種高滲高粘養(yǎng)護劑灑布與精加工骨料撒布達到同步施工，以提高骨料與路面的粘結(jié)。由于瀝青路面養(yǎng)護劑是一種富含瀝青活性成分和納米改性劑的高滲高粘復(fù)合改性乳液，可深入滲透到瀝青路面表面，激活舊路面的老化瀝青，并滲入裂縫中封縫防水。

抗滑表處封層適用于瀝青路面磨損、麻面、老化、光滑、網(wǎng)裂等病害，在路面實施抗滑表處封層可以有效提高路面的抗滑能力，阻止路表水的下滲，再生還原老化瀝青，同時美化舊路，實現(xiàn)多功能的養(yǎng)護效果，從而更好地保護路面結(jié)構(gòu)，延長瀝青路面的使用壽命。

2 路段的選擇和施工工藝

2.1 工程概況

廣東新臺高速公路是廣東省西部公路網(wǎng)的重要組成部分之一，為平原微丘區(qū)高速公路，雙向四車道，設(shè)計行車速度為120km/h，全長58.375km。新臺高速公路北接佛開高速公路司前立交，南連廣東西部沿海高速公路。然而，該高速公路隨著車輛荷載、時間、氣候等因素的作用，出現(xiàn)較多的路面裂縫與坑槽病害。為防止路面病害的加速發(fā)展，保證行車安全，及時采取合適的預(yù)防性養(yǎng)護措施進行預(yù)養(yǎng)顯得尤為必要。為改善新臺高速公路部分路段瀝青路面的使用性能，同時為后續(xù)選擇合適的預(yù)防性養(yǎng)護措施提供參考經(jīng)驗，2018 年 12 月～2019 年 1 月，廣東省高速公路有限公司臺山分司在新會方向K23+500～K24+000 路段采用抗滑表處封層處治。

2.2 施工工藝

根據(jù)現(xiàn)場試驗得出的抗滑表處封層所適用的具體原材料組成配比，在廣東新臺高速公路病害區(qū)段進行施工，具體的施工工藝流程如圖1所示。

圖1 抗滑表處封層施工工藝流程

抗滑表處封層施工前應(yīng)對施工路段開展全面的路況調(diào)查及病害處理。施工前應(yīng)組織相關(guān)人員對路況進行現(xiàn)場調(diào)查，調(diào)查方法根據(jù)現(xiàn)行《公路技術(shù)狀況評定標準》(JTG H20-2007)的要求并對各類病害進行詳細記錄。根據(jù)原路面的狀況，有針對性地對各種病害采取相應(yīng)的措施進行處治。對原瀝青路面出現(xiàn)的裂縫、坑槽等病害，依據(jù)《公路瀝青路面養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》(JTJ 073.2-2001)進行灌縫、修補等處治。

施工前對施工路段進行合理有效的交通管制。為保證安全、順利地施工，與當?shù)氐慕痪奥氛冉煌▓?zhí)法部門協(xié)商，確定交通管制方案、交通封閉形式和封閉時間等。

施工路段封閉后，采用強力吹風(fēng)機將路面表面的浮灰吹凈，重點清理所有工作面上的泥漿、油污等雜物，必要時采用灑水車提前一天對路面進行高壓沖洗，保證路面干燥清潔。

同步碎石封層車上路前通過試噴試撒檢查工作狀況，設(shè)定養(yǎng)護劑噴灑量為1.0～1.3 kg/m2，精細耐磨骨料(粒徑為2～3mm)撒布量為7～8kg/m2。同步碎石封層車的噴灑高度應(yīng)適宜，保證噴嘴間能相互噴灑重疊與均勻，骨料撒布應(yīng)均勻一致，不得出現(xiàn)條狀離析帶。同步碎石施工前對局部網(wǎng)裂嚴重的區(qū)域人工涂抹養(yǎng)護劑進行預(yù)處理，保證有充分的養(yǎng)護劑滲透并填充裂縫。

正式施工前在路上試撒不少于20m長的試驗段，核定材料用量達到預(yù)期值且外觀質(zhì)量良好后開始同步施工。施工結(jié)束后及時檢查外觀質(zhì)量，發(fā)現(xiàn)局部漏撒和乳液過多時，人工補涂乳液和撒布骨料。

施工完后須完全封閉交通進行養(yǎng)護，養(yǎng)護期間任何車輛不得通行碾壓施工區(qū)。養(yǎng)護3～4h直至養(yǎng)護劑完全破乳形成強度后方可開放交通。開放交通后表面的多余浮粒會自動帶到路邊，一般可不作清掃處理。

3 施工后的檢測與分析

為了全面檢測此技術(shù)的應(yīng)用效果，根據(jù)《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》(JTG F80/1-2017)的相關(guān)標準(表1)，針對瀝青路面處治工程的施工質(zhì)量檢查與驗收指標，選擇表觀質(zhì)量、滲水系數(shù)、平整度、抗滑性能(橫向力系數(shù)與構(gòu)造深度)等作為檢測分析的主要指標。

表1 抗滑表處封層檢測內(nèi)容和技術(shù)要求

根據(jù)施工質(zhì)量檢查和分析研究需要,選擇了施工前、施工后1個月、3個月和9個月等時間點進行跟蹤檢測。

3.1 表觀質(zhì)量

采用人工目測的方式對抗滑表處封層處治路段路面表觀進行檢測，現(xiàn)場表觀照片如圖2～圖4所示。

圖2 抗滑表處封層工后1個月表觀

圖3 抗滑表處封層工后3個月表觀

圖4 抗滑表處封層工后9個月表觀

由外觀檢測情況可知，抗滑表處封層工后表觀平整、密實，整體較為均勻，無泛油，工后9個月表觀整體較好。

3.2 平整度檢測

按照《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》JTG E60-2008:T 0934-2008要求，采用多功能道路檢測車對觀測路段主車道的平整度進行檢測，國際平整度指數(shù)IRI每20m輸出一個數(shù)值。觀測路段工前、工后1個月、工后3個月及工后9個月國際平整度指數(shù)IRI值見表2。

表2 施工前后國際平整度指數(shù)IRI值

注：工前數(shù)據(jù)采用2018年定期檢測數(shù)據(jù)(檢測時間為2018年8月)

由表2可知，抗滑表處封層路段平整度整體基本保持穩(wěn)定，平整度為優(yōu)等級。

3.3 橫向力系數(shù)測試

按照《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》JTG E60-2008:T 0965-2008要求，路面抗滑性能指數(shù)采用英國WDM公司生產(chǎn)的橫向力系數(shù)測試車(SCRIM)對抗滑表處封層路段主車道進行檢測(單車道共計2.094km)，橫向力系數(shù)每20m統(tǒng)計一個檢測數(shù)據(jù)，施工前、工后1個月、工后3個月及工后9個月橫向力系數(shù)見表3，施工前后橫向力系數(shù)SFC值如圖5所示。

表3 施工前后橫向力系數(shù)SFC均值

注：工前數(shù)據(jù)采用2018年定期檢測數(shù)據(jù)(檢測時間為2018年8月)

圖5 抗滑表處封層處治路段施工前后橫向力系數(shù)SFC 均值對比

由表3和圖5可知,抗滑表處封層處治路段工前橫向力系數(shù)SFC均值為53，工后1個月、3個月、9個月SFC平均值分別為69、69、67，工后9個月SFC均值較工后1個月下降2，抗滑性能為優(yōu)等級。

3.4 構(gòu)造深度測試

按照《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》JTG E60-2008:T 0961-1995方法，分別于工后1個月、3個月及9個月，采用手工鋪砂法對抗滑表處封層路段進行構(gòu)造深度的測試，每次測試13處，每處3個點。構(gòu)造深度檢測結(jié)果見表4。

表4 工后構(gòu)造深度檢測結(jié)果

抗滑表處封層處治路段工后1個月、3個月、9個月的構(gòu)造深度TD平均值分別為0.90mm、0.87mm、0.88mm。處治措施工后9個月構(gòu)造深度較工后1個月均有小幅下降，與橫向力系數(shù)變化趨勢基本一致。

3.5 滲水系數(shù)測試

按照《公路路基路面現(xiàn)場測試規(guī)程》JTG E60-2008:T 0971-2008方法，分別于工后1個月、3個月及9個月對抗滑表處封層路段進行滲水系數(shù)測試，每次測試13處。按照設(shè)計要求，滲水系數(shù)不大于10mL/min。滲水系數(shù)測試結(jié)果見表5。

表5 工后滲水系數(shù)檢測結(jié)果

由表5可見，抗滑表處封層處治路段處治措施密水性能較好，工后9個月后基本不滲水。

3.6 檢測結(jié)果分析

(1)抗滑表處封層工后表觀平整、密實，整體較為均勻，無泛油，工后9個月表觀整體良好。

(2)抗滑表處封層工后9個月國際平整度指數(shù)IRI基本保持穩(wěn)定，路面行駛質(zhì)量較好，均為優(yōu)等級。

(3)抗滑表處工后9個月橫向力系數(shù)SFC平均值分別為65、67，較工后1個月分別下降3、2，抗滑性能均為優(yōu)等級；抗滑表處工后9個月構(gòu)造深度平均值分別為0.78mm、0.88mm，較工后1個月分別下降0.04mm、0.02mm，數(shù)值上略有下降，與橫向力系數(shù)變化趨勢基本一致。

(4)滲水系數(shù)：抗滑表處封層工后9個月密水性能較好，基本不滲水。

4 結(jié)論

對于高速公路路面整體結(jié)構(gòu)性能較好、路面表層經(jīng)過使用多年后路面性能指標衰減的瀝青路面，抗滑表處封層能夠明顯改善路面使用性能，預(yù)防路面病害快速發(fā)生，有效延長路面使用壽命，提高道路舒適性，保障行車安全。工程的實踐應(yīng)用經(jīng)驗可為類似工程提供一定的參考借鑒。