超薄抗滑表层预防性养护技术应用
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超薄抗滑表层预防性养护技术应用
摘要:超薄抗滑表层由具有超强粘结能力的改性沥青粘结层和高性能的间断半开式级配改性热沥青混合料组成,通过独特的施工工艺,在经处理过的路面形成1.5~2.5cm的超薄罩面。该技术专门针对交通流量大、路面性能要求高的高等级路面使用,主要应用于高等级沥青或水泥混凝土路面的预防性养护,也可作为新建道路的表面磨耗层。
关键词:抗滑表层,预防性养护,应用,效果
一、预防性养护技术简介
超薄抗滑表层由具有超强粘结能力的改性沥青粘结层和高性能的间断半开式级配改性热沥青混合料组成,通过独特的施工工艺,在经处理过的路面形成1.5~2.5cm的超薄罩面。该技术专门针对交通流量大、路面性能要求高的高等级路面使用,主要应用于高等级沥青或水泥混凝土路面的预防性养护,也可作为新建道路的表面磨耗层。
二、预防性养护技术实施路段基本情况
(一)路况基础资料
济青高速公路起讫点为山东省济南市至青岛市,1993年建成通车,淄博段起点位于章丘张官庄(K45+200),终点位于青州青垦路(K135+960),全长90.76km,高速公路。
(二)路基横断面及结构形式
济青高速淄博段主线2005年路面维修后,路面结构形式为:
4cmSMA+7cmAC-25+8cmAC-25+29cm水泥石灰土稳定碎石+30cm石灰土,结构层总厚度为79cm。
(三)路况调查
在日常路面巡查中发现,济青高速公路淄博分公司管辖的部分路段内出现路面车辙,深度约在1.5-2.5cm之间,且表面无其他病害,经钻芯取样,无结构破坏,病害集中在上面层。
根据《公路技术状况评定标准》(JTG H20-2007)山东高速公路公路股份有限公司委托山东高速工程咨询有限公司对济青高速公路全线的路况进行了检测,依据调查结果,本着“预防为主,防治结合”的原则,决定采用超薄抗滑表层技术进行预防性养护,并从中选取了K52+000~K53+000、K58+000~K59+000
两段进行了跟踪观测和评估总结。
经检测,在实施预防性养护之前,K52~K53上行路段SFC值为71.432,路面抗滑指数SRI值为98.99,评价为优;行驶质量指数RQI值为89.24,评价为良;路段平均车辙深度12mm,RDI值为76,评价为轻度车辙。K58~K59上行路段SFC值为62.644,路面抗滑指数SRI值为97.51,评价为优;行驶质量指数RQI值为92.94,评价为优;路段平均车辙深度10mm,RDI值为92.94,评价为轻度车辙。
三、超薄抗滑表层实施过程
(一)材料选择
1、材料种类
集料:采用山东章丘十九郎产玄武岩。
沥青胶结料:采用山东省高速公路建设材料有限公司产SBS改性沥青。
纤维稳定剂:采用山东日照宏祥有限公司产木质素纤维。
填充料:采用济南产石灰岩质矿粉。
2、材料要求
(1)集料
所有的矿料必须无塑性,矿料中<0.075㎜的部分塑性指数<4。细集料采用反击式或锤式破碎机生产的硬质岩集料经过筛选的小于3㎜的部分,其具有较好的角砾性。可以作为人工砂使用。其他指标参见《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)。
(2)沥青胶结料
薄层磨耗层混合料采用SBS改性沥青,应满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中SBS改性沥青I-D的技术标准要求。SBS的掺量最好在5.0%以上,考虑原料造价和剪切加工水平,SBS的加入量最好控制在5.0%~6.0%。
(3)纤维稳定剂
木质素纤维的质量应符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)表4.11.1规定,掺加量是沥青混合料的3‰(外掺),掺加比例以质量计。
(4)填充料
填充料采用石灰岩质矿粉。
(二)施工配合比设计
标准配合比按照目标配合比、生产配合比、生产配合比设计验证三个阶段进行,并已委托有相应资质的实验、科研机构进行配合比设计和施工技术咨询。生产过程中以批准标准配合比设计为依据,按照不同粒径规范允许的允许偏差进行控制。级配控制根据工程实际所采用的矿料可能进行下一步的调整。
(三)施工工艺
(四)施工中的质量控制
1、在沥青拌和过程中沥青拌和厂应按以下步骤进行沥青混合料生产过程进行质量控制:
(1)检查控制室拌和机各项参数的设定值、控制屏的显示值,核对计算机采集和打印记录的数据与显示值是否一致。
(2)检测沥青混合料的材料加热温度、混合料出厂温度,取样抽提、筛分检测混合料的矿料级配、油石比。
2、沥青路面摊铺过程中必须随时对铺筑质量进行评定,压实度应采取重点对碾压工艺进行过程控制。
(1)碾压工艺的控制包括压路机的配置(台数、吨位及机型)、排列和碾压方式、压路机与摊铺机的距离、碾压温度、碾压速度、压路机洒水情况、碾压段长度、掉头方式等。
(2)压路机碾压时前进与后退的轮迹重合,严禁猛打方向,相邻轮迹要保证重合20cm以上,振动开启与关闭在行进中操作,以防压出坑槽。
(3)对于薄层磨耗层混合料摊铺后温度要求不低于170℃,初压结束温度控制在165℃左右,终压温度控制在110~120℃左右。
(4)对于薄层磨耗层混合料的压实度要求大于98%。压实度采用空隙率作为补充控制指标,要求压实后路面空隙率的平均值为4~6%,极限值为3~7%。最大理论密度的确定以计算法为准。另外,铺筑后的成品路面应当进行渗水试验,
渗水系数不大于200mL/min。
四、跟踪观测和评估总结
(一)2010年8月份跟踪观测和评估总结
济青高速K52+000~K53+000、K58+000~K59+000等路段超薄抗滑层施工于2010年6月份结束。经过2个多月的使用,8月底,山东高速公路股份有限公司委托山东高速工程咨询有限公司对济青高速公路全线的平整度指标进行了检测,经检测,济青高速K52-53上行路段行驶质量指数RQI值为94.5,评价为优,好于维修前的89.24;K58-59上行路段行驶质量指数RQI值为94.95,评价为优,同样也比维修前的92.94也高。具体检测数据详见附件2。
从路况调查来看,与刚施工完比较,实施超薄抗滑表层的路面没有很大的变化,路面无泛油、车辙、裂缝病害,路面行驶舒适性明显改善,效果良好。
(二)2011年3月份跟踪观测和评估总结
青银高速(K292+560~K293+560、K286+560~K287+560)(原济青高速K52+000~K53+000、K58+000~K59+000)等路段采用超薄抗滑表层自2010年6月份维修结束后,养护技术人员加强了日常巡查,进行了跟踪观测。通过近半年的观测,经历了一个冬季的冻融循环后,在交通量大、超载车辆多的环境下,尽管超薄抗滑表层仅有两公分厚,但却能与原有路面紧密结合、推移病害,实施超薄抗滑表层路段依然平整密实,没有剥落现象,平整度运营效果良好,受到驾乘人员一致好评。
山东高速公路股份有限公司于2011年3月份委托山东高速工程咨询有限公司对青银高速公路全线的平整度进行了检测,经检测,两处路段的平整度等检测指标总结如下:
路面平整度采用行驶质量指数RQI评价,每1000米为一个测算值,K292+560~K293+560下行路段RQI值为92.88,根据规范RQI≥90为优,略低于2010年8月份的检测,远远好于去年的89.24;K286+560~K287+560下行路段RQI值为93.01,根据规范RQI≥90为优,略低于2010年8月份的检测,但比维修前有所提高。总体来说,路面平整度得到提高。
五、结论
总体来说,采用超薄抗滑表层进行预防性养护后,路面平整度、行车舒适性得到大大提高。采用该技术既能节约自然资源、降低工程造价,又能提高沥青路面的表面功能,具有显著的社会经济效益和良好的推广应用前景。由于面层厚度较薄,大大降低工程造价,同时在防水、抗滑、整平、减噪等使用功能上又有良好的表现。从目前道路运营效果来看,效果良好。