石灰?guī)r瀝青路面抗滑鋪裝層路用性能衰變分析★

趙 紫 宸

(山西路橋市政工程有限公司，山西 太原 030000)

為提高瀝青路面的抗滑性能，設(shè)計(jì)采用石灰?guī)r瀝青路面抗滑鋪裝層對(duì)晉城市丹河新城金村新區(qū)玨山路進(jìn)行路面結(jié)構(gòu)優(yōu)化。為了確定石灰?guī)r瀝青路面抗滑鋪裝層的路用性能，分別在完工后和通車半年后布置測(cè)點(diǎn)對(duì)抗滑性能、平整度和車轍深度進(jìn)行檢測(cè)和分析，作為確定抗滑鋪裝層路用性能的基本依據(jù)。

1 工程概況

晉城市丹河新城金村新區(qū)玨山路，設(shè)計(jì)全長(zhǎng)2 537.457 m，起訖點(diǎn)樁號(hào)K0+000～K2+537.457。根據(jù)地形地貌特征，將本工程劃分為三個(gè)路段。設(shè)計(jì)采用雙向八車道，中間設(shè)7 m中央綠化帶，兩側(cè)分別設(shè)置3 m綠化帶，4 m非機(jī)動(dòng)道，3.5 m人行道。該工程全線最小縱坡0.385%，最大縱坡4.894%，設(shè)計(jì)豎曲線共9處，最小半徑為R=1 800 m，最大半徑為R=15 700 m。車行道路面橫坡為1.5%，人行道橫坡為2%，車行道采用直線接拋物線型路拱，全線不設(shè)加寬與超高。為提高道路的抗滑性能，節(jié)約施工成本，路面上面層設(shè)計(jì)采用4 cm石灰?guī)r瀝青混凝土抗滑鋪裝層。為了確定路面使用性能，選取試驗(yàn)斷面在完工后和通車半年后對(duì)路面抗滑性能、平整度和車轍深度進(jìn)行檢驗(yàn)。

2 原材料和配合比設(shè)計(jì)

2.1 原材料

2.1.1瀝青

為了提高瀝青路面的高溫穩(wěn)定性，提高抗磨耗能力，本項(xiàng)目瀝青選用殼牌公司生產(chǎn)的SBS改性瀝青。

2.1.2礦料

集料選用晉城當(dāng)?shù)啬巢墒瘓?chǎng)生產(chǎn)的石灰?guī)r碎石，要求質(zhì)地堅(jiān)硬，強(qiáng)度高，不含雜質(zhì)、風(fēng)化顆粒，形狀規(guī)則，接近正方體，礦料選用晉發(fā)水泥公司生產(chǎn)的水泥。

2.2 目標(biāo)配合比設(shè)計(jì)

將進(jìn)場(chǎng)粗集料送樣到實(shí)驗(yàn)室開展篩分試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定級(jí)配終止，進(jìn)一步通過(guò)調(diào)整確定瀝青路面SAC-13抗滑磨耗層合成級(jí)配，合成級(jí)配如表1所示。

表1 瀝青路面SAC-13抗滑磨耗層級(jí)配合成表

分別選取3.5%～5.5%的5個(gè)油石比，制備瀝青混合料開展馬歇爾試驗(yàn)。分析試驗(yàn)結(jié)果確定最佳油石比為4.7。

3 路面使用性能衰變分析

3.1 路面抗滑性能分析

完工后采用SGRIM系統(tǒng)對(duì)路面橫向力系數(shù)SFC進(jìn)行檢測(cè)，用于分析瀝青路面抗滑性能衰變情況。按照設(shè)計(jì)方案將該道路工程劃分為三個(gè)檢測(cè)段，分別為K0+000～K0+950段、K0+950～K1+650段、K1+650～K2+537.457段。由于各檢測(cè)段檢測(cè)數(shù)據(jù)類似，選取K0+950～K1+650作為研究對(duì)象，檢測(cè)時(shí)間為完工后和通車半年后，收集路面橫向力系數(shù)SFC檢測(cè)結(jié)果繪制散點(diǎn)圖如圖1,圖2所示。

對(duì)比分析圖1，圖2橫向力系數(shù)散點(diǎn)圖，K0+950～K1+650 檢測(cè)段瀝青路面抗滑磨耗層完工后，橫向力系數(shù)檢測(cè)數(shù)據(jù)主要分布在55～70范圍內(nèi)，通車半年后橫向力系數(shù)檢測(cè)數(shù)據(jù)主要分布在60～70范圍內(nèi)，通車半年后橫向力系數(shù)有一定幅度的增加。對(duì)比分析，完工后的橫向力系數(shù)檢測(cè)數(shù)據(jù)離散性較高，通車半年后檢測(cè)數(shù)據(jù)離散性較低。

為了進(jìn)一步分析通車半年后路面抗滑性能的變化情況，對(duì)橫向力系數(shù)檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，分析結(jié)果見表2。

分析表2數(shù)據(jù)，通車半年后K0+950～K1+650檢測(cè)段路面橫向力系數(shù)較完工后有一定幅度的提高，這是由于路表瀝青膜磨損，集料表面的棱角漏出，且尚未被磨損，從而提高了路面的抗滑性能。橫向力系數(shù)大約增加5左右，具體增加值與石灰?guī)r表面棱角有關(guān)。但隨著通車時(shí)間的增加，集料表面棱角被磨損，瀝青路面抗滑性能將會(huì)下降，具體下降速度與集料磨損速度有關(guān)。

表2 路面橫向力系數(shù)檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比分析表

3.2 路面平整度分析

路面平整度會(huì)直接影響行車舒適性，是路面使用性能的一項(xiàng)重要指標(biāo)。同樣選取K0+950～K1+650左右幅平整度檢測(cè)結(jié)果作為研究對(duì)象，分別在抗滑磨耗層完工后和通車半年后對(duì)路面平整度進(jìn)行檢測(cè)，分析平整度變化情況，平整度檢測(cè)數(shù)據(jù)散點(diǎn)圖如圖3，圖4所示。

分析平整度檢測(cè)數(shù)據(jù)散點(diǎn)圖，通車半年后數(shù)據(jù)離散度較大，出現(xiàn)個(gè)別平整度檢測(cè)數(shù)據(jù)較大的現(xiàn)象，但絕大多數(shù)檢測(cè)數(shù)據(jù)比較集中。出現(xiàn)這種情況的原因可能是局部損壞造成的，且只有一個(gè)檢測(cè)數(shù)據(jù)，不具代表性。為了進(jìn)一步確定通車半年后路面平整度的變化情況，對(duì)平整度指數(shù)IRI進(jìn)行分析，分析結(jié)果見表3。

表3 路面平整度指數(shù)IRI檢測(cè)數(shù)據(jù)對(duì)比分析表

分析表3數(shù)據(jù)，抗滑磨耗層完工后瀝青路面平整度指數(shù)IRI均值為1.539 m/km，小于2.0 m/km，通車半年后檢測(cè)均值為2.29 m/km，增加了0.751 m/km，路面平整度變差。

3.3 路面車轍深度分析

路面車轍深度受車輛荷載、環(huán)境溫度、路面混合料和路面結(jié)構(gòu)等多方面因素的影響，其中以路面混合料影響最大。為了分析石灰?guī)r抗滑磨耗層混合料的高溫穩(wěn)定性，同樣選取K0+950～K1+650左右幅平整度檢測(cè)結(jié)果作為研究對(duì)象，每50 m選取一個(gè)斷面，分別對(duì)通車半年后的路面車轍深度進(jìn)行檢測(cè)，數(shù)據(jù)分析結(jié)果如表4所示。

表4 路面車轍深度數(shù)據(jù)分析結(jié)果

分析表4車轍數(shù)據(jù)分析結(jié)果，通車半年后石灰?guī)r抗滑磨耗層平均車轍深度為3.98 mm，路面車轍指數(shù)RDI平均值為91.79。通車半年后路面車轍深度較小，車轍指數(shù)RDI也較高，說(shuō)明石灰?guī)r抗滑磨耗層高溫穩(wěn)定性良好。

4 結(jié)論

為了分析石灰?guī)r抗滑磨耗層的使用性能衰變情況，分別對(duì)完工后和通車半年后路面抗滑性能、平整度、車轍深度等指標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)和分析，得出以下結(jié)論：

1)分析路面抗滑性能檢測(cè)結(jié)果，通車半年后路面橫向力系數(shù)較完工后有一定幅度的提高，但隨著通車時(shí)間的增加，集料表面棱角被磨損，路面橫向力系數(shù)檢測(cè)值會(huì)下降，瀝青路面抗滑性能將會(huì)下降。

2)分析平整度檢測(cè)分析結(jié)果，平整度檢測(cè)值和平整度指數(shù)IRI有了一定幅度的增加，說(shuō)明路面平整度變差。

3)分析車轍數(shù)據(jù)分析結(jié)果，通車半年后路面車轍深度不大，說(shuō)明石灰?guī)r抗滑磨耗層高溫穩(wěn)定性良好。