聞垣高速路面精表處養(yǎng)護方案和效果分析,道路橋梁與渡河工程論文

聞垣高速路面精表處養(yǎng)護方案和效果分析,道路橋梁與渡河工程論文摘要：結合高速公路瀝青路面精表處預防性養(yǎng)護案例，探究精表處對瀝青路面的養(yǎng)護效果。通過路面狀況調(diào)查，分析確定精表處養(yǎng)護方案。為了合理評價精表處養(yǎng)護效果，在施工現(xiàn)場布置測點對養(yǎng)護前后的滲水系數(shù)、摩擦系數(shù)等指標進行檢測，分析結果得出養(yǎng)護后瀝青路面的使用性能明顯提高，養(yǎng)護效果明顯。本文關鍵詞語:高速公路;精表處;預防性養(yǎng)護;養(yǎng)護效果;Abstract：Combiningthecaseofpreventivemaintenanceofthefinesurfaceofthehighwayasphaltpavement,explorethemaintenanceeffectofthefinesurfaceontheasphaltpavement.Throughtheinvestigationofroadconditions,analysisanddeterminationofthemaintenanceplanofthefinesurface.Inordertoreasonablyevaluatethemaintenanceeffectofthefinesurfacetreatment,measuringpointswerearrangedontheconstructionsitetodetectthewaterseepagecoefficientandfrictioncoefficientbeforeandafterthemaintenance.Theanalysisresultsshowthattheserviceperformanceoftheasphaltpavementaftermaintenanceissignificantlyimproved,andthemaintenanceeffectisobvious.Keyword：expressway;finesurface;preventivemaintenance;maintenanceeffect;0、引言高速公路瀝青路面在運營使用幾年后，路面構造開場出現(xiàn)裂縫、磨光等病害，此時假如沒有及時進行維修，瀝青路面各方面使用性能會加速下降，甚至會直接影響行車安全[1]。精表處能夠對稍微的病害進行修補，有效提高瀝青路面的抗滑性能和抗?jié)B性能，保證行車安全[2]。聞垣高速公路運營10年后路面出現(xiàn)稍微破損，對路面使用情況進行調(diào)查分析后擬采用精表處對瀝青路面開展預防性養(yǎng)護。在施工現(xiàn)場布置測點對養(yǎng)護前后的滲水系數(shù)、摩擦系數(shù)等指標進行檢測，作為評價微表處養(yǎng)護效果的主要根據(jù)。1、路面使用狀況調(diào)查1.1、項目大概情況聞垣高速公路設計全長83.904km,位于山嶺重丘區(qū)，設計最大路基寬度26m,設計最大車速100km/h,運營通車后車流量較大，且重型運煤貨車較多。自2018年12月全線建成通車以來，道路運行情況良好，路基整體未發(fā)現(xiàn)明顯毀壞，路面局部出現(xiàn)稍微裂縫、外表磨光、車轍等病害，且瀝青路面瀝青已出現(xiàn)明顯老化。為了提高行車舒適性，保證行車安全，對出現(xiàn)病害路段開展預防性養(yǎng)護。通過對聞垣高速公路路面抗滑缺乏路段路面使用狀況進行具體勘察，計劃采用精表處進行預防性養(yǎng)護。1.2、路面使用狀況調(diào)查結果分析路面使用狀況調(diào)查采用人工徒步配合檢測車調(diào)查的方式，調(diào)查的內(nèi)容主要為：路面病害類型、病害位置、病害數(shù)量等[3]。調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，路基路面整體狀況良好，部分長大縱坡及急彎路段瀝青路面存在稍微裂縫、外表磨光等病害，降低了路面的抗滑性能，在一定程度影響了行車安全。為了改善路面抗滑性能，對局部磨光路段進行了拉毛處理。根據(jù)每1km作為一個調(diào)查路段，共確定7處需要采用預防性養(yǎng)護維修的路段，考慮到兩側延伸，總計養(yǎng)護長度為9.078km。統(tǒng)計路面狀況檢測評定結果，調(diào)查20處路段總體路況均較好，PQI等級基本為“優(yōu)〞,少數(shù)路段PCI等級為良，部分路段路況指數(shù)評價結果如表1所示。表1部分路段路況指標評價結果分析表1數(shù)據(jù)能夠看出，各路段的PQI值均高于90,評定等級為優(yōu)，個別路段PCI值小于90,評定等級為良[4]。通過分析各路段現(xiàn)場調(diào)查結果，擬進行精表處預防性養(yǎng)護路段瀝青路面出現(xiàn)橫向裂縫、縱向裂縫和外表磨光等病害。裂縫出現(xiàn)原因主要是由于基層反射裂縫和行車荷載作用造成的，路表磨光主要位于長大縱坡及急彎路段，這是由于車輛頻繁制動加劇了對路面材料的磨損，降低路面抗滑能力，造成路面磨光。2、精表處養(yǎng)護方案2.1、養(yǎng)護方案設計通過分析調(diào)查結果，擬養(yǎng)護路段路面構造承載力知足要求，但存在裂縫、磨光等病害。為了有效修復裂縫，提高路面抗滑性能，降低養(yǎng)護成本，采用精表處技術進行預防性養(yǎng)護。養(yǎng)護施工前對瀝青路面進行徹底清理，對裂縫進行清縫、灌縫處治，然后攤鋪5mm厚精表處混合料。詳細處治方案如下：1)底層：同步灑布Ⅰ型高性能膠結料+細集料，Ⅰ型高性能膠結料滲入原路面構造內(nèi)部，起到再生及加固的作用，還能夠封閉路表孔隙，充當封水層。2)中間層：同步灑布Ⅱ型高性能膠結料+細集料，在上下層集料互相嵌擠作用下產(chǎn)生內(nèi)摩擦力，與Ⅱ型高性能膠結料的粘聚力一起提高路面構造的強度和穩(wěn)定性，進而提高路面構造的整體穩(wěn)定性和行車舒適性。3)面層：采用Ⅱ型高性能膠結料封面，對中間層施工中出現(xiàn)的松動、粘結不牢的部分進一步進行加固，防止集料脫落、飛散，封閉路表孔隙，起到防水作用。通過施工，在原路面構成3mm～5mm厚的精表處薄層構造，養(yǎng)護后路面構造如此圖1所示。2.2、精表處施工工藝1)施工機械選配。精表處施工選用同步封層車，同步完成細集料的撒布和高性能膠結料的噴灑。施工中嚴格控制同步封層車的速度和灑布量，保證布料均勻，局部機械漏灑部位可通過人工找補。精表處同步封層車的作業(yè)寬度一般為2.0m～4.0m,噴嘴噴流角度θ為0°～95°。噴灑臂離地高度控制在300mm～550mm,相鄰噴嘴間距為200mm～400mm。為了保證灑布量，同一地點需要有2個～3個噴嘴重疊噴灑。圖1精表處養(yǎng)護后路面構造示意圖2)施工準備。精表處施工應選擇在枯燥和較熱的季節(jié)施工，施工當天天氣晴朗，氣溫不低于15℃。氣溫低于10℃或下雨時，不得進行精表處施工。施工路面必須平整密實，強度和剛度知足要求，并對路面上的病害進行處理。對每一批進場原材料進行抽檢，合格后方可選用。對施工機具加強檢查保養(yǎng)，保證同步封層車等施工機具正常運行，施工前進行試撒確定施工參數(shù)。施工前應根據(jù)設計配合比的相關要求，在場外進行模擬試驗，初步確定高性能膠結料噴灑量和細集料撒布量及施工工藝。施工路段應有專人看守，維持施工期間的交通秩序，防止過往車輛進入施工區(qū)域。3)鋪設試驗段。試驗段長度不小于50m,通過施工確定施工設備施工參數(shù)、配合比。通過試鋪確定高性能膠結料噴灑量和細集料撒布量，確定作業(yè)寬度、噴嘴噴流角度、噴灑臂離地高度、相鄰噴嘴間距等參數(shù)。根據(jù)路面的構造深度和施工環(huán)境確定配合比，并在試鋪經(jīng)過中進行調(diào)整。4)精表處施工。施工前進行施工放樣，確定施工區(qū)域，并做好標識。對路面病害進行修補，保證作業(yè)面平整密實。根據(jù)試驗段確定的施工參數(shù)設置調(diào)試與標定施工設備，施工經(jīng)過中不得隨意改變施工技術參數(shù)。底層(Ⅰ型高性能膠結料+細集料)完工后，使用膠輪壓路機碾壓，經(jīng)過2h～3h固化成型后進行面層施工。中間層和面層(Ⅱ型高性能膠結料+細集料+Ⅱ型高性能膠結料)完工后，使用膠輪壓路機碾壓，氣溫為25℃以上時，經(jīng)1h～2h固化成型可開放交通。如施工經(jīng)過中發(fā)現(xiàn)局部漏灑或不均勻，應及時找補。3、精表處養(yǎng)護效果分析3.1、滲水系數(shù)檢測結果分析在養(yǎng)護施工前和養(yǎng)護完工后，在路面輪跡位置布置測點進行滲水系數(shù)檢測。檢測一處換一個車道，每個測點做兩次滲水試驗，取平均值作為檢測結果。為了降低數(shù)據(jù)的變異性，各檢測斷面布置間距為100m,取部分有代表性的測點養(yǎng)護前后滲水試驗檢測結果作為研究對象，檢測結果如表2所示，繪制養(yǎng)護前后滲水系數(shù)變化趨勢圖如此圖2所示。分析表2數(shù)據(jù)，養(yǎng)護前各試驗測點滲水系數(shù)值相對較大，華而不實有3個測點大于20mL/min,超過了JTGF801—2020公路工程質量檢驗評定標準中對高速公路路面滲水系數(shù)的要求，最大值為45mL/min,最小值為8mL/min,數(shù)據(jù)變異性較大。假如不及時進行維修，路面瀝青膜脫落后抗?jié)B性能將加速下降，水分滲入后瀝青路面會加劇面層構造毀壞。養(yǎng)護后滲水系數(shù)明顯下降，5個測點中最大值是4mL/min,最小值為0,提高百分率為87.5%～100%,知足設計要求，且數(shù)據(jù)變異性明顯下降。瀝青路面抗?jié)B性能明顯提高，有效提高了路面抵抗雨水侵蝕的能力。表2部分測點養(yǎng)護前后滲水試驗檢測結果圖2養(yǎng)護前后各測點滲水系數(shù)比照圖3.2、摩擦系數(shù)試驗檢測結果分析路面摩擦系數(shù)試驗與滲水系數(shù)試驗測點布置一樣，布置間距為100m,位于每個車道的輪跡位置。每個檢測斷面布置3個測點，取3個測點擺值的平均值作為檢測值。養(yǎng)護前后路面摩擦系數(shù)試驗檢測結果如表3所示。表3養(yǎng)護前后路面擺值檢測結果分析表3數(shù)據(jù)，養(yǎng)護前各測點摩擦系數(shù)抗滑擺值檢測值最小值為55BPN,養(yǎng)護后瀝青路面擺值明顯提高，提高百分率到達7.94%以上，均知足JTGD50—2021公路瀝青路面設計規(guī)范中要求的不小于42BPN的要求。這是由于在車輛荷載的作用下，路面抗滑擺值下降，抗滑性能下降。精表處材料中所使用的金剛砂可有效提高瀝青路面的抗滑性能，提高路面摩擦系數(shù)，因而養(yǎng)護后路面抗滑擺值有了較大幅度提高。3.3、鉆芯取樣試驗結果分析鉆芯取樣測點位置與上述兩個試驗的測點一樣，取樣時間在通車3個月以后。每個檢測斷面取芯數(shù)量為6個，密封后帶回實驗室，芯樣外表水分枯燥后對養(yǎng)護材料浸透深度進行量取，檢測結果如表4所示。表4各芯樣養(yǎng)護材料浸透深度檢測結果分析表4各芯樣養(yǎng)護材料浸透深度檢測結果，精表處養(yǎng)護結束3個月后，養(yǎng)護材料的浸透深度最小深度5.56mm,最大深度為6.34mm。養(yǎng)護材料滲入舊瀝青路面后，能夠使老化瀝青再生，提高瀝青的針入度、延度、軟化點等性能指標，使舊瀝青路面性能恢復到接近新建路面的狀態(tài)。4、結束語與微表處養(yǎng)護技術相比，精表處厚度薄、耐磨抗滑性好、平整度高，且施工工序簡單、施工速度快、開放交通速度快，施工成本低。結合聞垣高速公路瀝青路面精表處預防性養(yǎng)護施工實踐，根據(jù)路面使用狀況調(diào)查結果制定養(yǎng)護方案，完工后對養(yǎng)護效果進行了檢測分析。采用精表處進行預防性養(yǎng)護后，路面平整度、抗滑性能、抗?jié)B性能等指標大大改善，有效提高了行車舒適性，保證了行車安全。以下為參考文獻[1]