高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)方案研究

韓 冰

(安徽省公路工程技工學(xué)校，安徽 合肥 230051)

?

高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)方案研究

韓 冰

(安徽省公路工程技工學(xué)校，安徽 合肥 230051)

通過分析影響沿江高速公路原路面設(shè)計(jì)以及養(yǎng)護(hù)措施的因素，從車轍填補(bǔ)、就地?zé)嵩偕娕僦劁伱鎸?、裂縫處治和橋面處治等方面，提出了針對性更強(qiáng)的養(yǎng)護(hù)技術(shù)方案，以提高其路面的使用性能。

高速公路，路面，養(yǎng)護(hù)技術(shù)方案，車轍

1 概述

20世紀(jì)90年代以來，我國高速公路建設(shè)一直處于快速增長期，隨著高速公路通車?yán)锍毯褪褂媚晗薜牟粩嘣鲩L，養(yǎng)護(hù)任務(wù)也隨之而來，并日益重要和艱巨，高速公路開始由快速建設(shè)階段向養(yǎng)護(hù)管理階段過渡[1]。每年，為了保證公路的使用性能，延長其使用壽命，各級公路管理部門都投入了相當(dāng)?shù)娜肆臀锪磉M(jìn)行路面的養(yǎng)護(hù)工作。對高速公路養(yǎng)護(hù)管理部門而言，所面臨的關(guān)鍵問題是如何科學(xué)評價(jià)路面技術(shù)狀況，合理分配有限的資金，將養(yǎng)護(hù)資金在最佳的時(shí)機(jī)以最佳的方式使用到最需養(yǎng)護(hù)的設(shè)施上，以保證最佳的整體服務(wù)水平，即以最低的成本取得最大的“收益”。

本文依托沿江高速公路，深入分析其路面性能狀況和破損特征，依據(jù)典型破損，研究路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)方案，針對性提出科學(xué)合理的養(yǎng)護(hù)對策，徹底解決路面所存在的問題，減少養(yǎng)護(hù)維修的壽命周期費(fèi)用。

2 原路面設(shè)計(jì)情況

沿江高速公路自2004年8月建成通車，至今已有十多年的運(yùn)營歷史。雙向四/六車道瀝青混凝土路面。原路面結(jié)構(gòu)材料型式如表1,表2所示。

表1 原路面結(jié)構(gòu)材料型式(G15路段) cm

表2 原路面結(jié)構(gòu)材料型式(S38路段) cm

3 養(yǎng)護(hù)技術(shù)措施影響因素

為了能科學(xué)、合理地制定瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)方案，應(yīng)首先對路面狀況調(diào)查及分析，對路面性能狀況和病害現(xiàn)狀進(jìn)行評價(jià)。

路面性能直接影響路面的養(yǎng)護(hù)對策和資金的投入，為了在時(shí)間和空間上優(yōu)化分配，確定最佳的路面養(yǎng)護(hù)方案，必須對路面性能狀況進(jìn)行科學(xué)評價(jià)[3]。

3.1 路面平整度

基于最近一次雙向路面平整度檢測數(shù)據(jù)對沿江高速公路路面平整度的狀況進(jìn)行分析。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果見圖1,圖2。

由圖1和圖2可知，現(xiàn)階段沿江高速G15段路面行駛質(zhì)量良好，IRI值均集中分布在[0.5,2]m/km范圍內(nèi)，占比80%；約有11.7%比例的路段IRI值超過2 m/km；S38段路面平整度整體狀況良好，IRI值均集中分布在[0.5,2]m/km范圍內(nèi)，占比87%；約有5.5%比例的路段IRI值超過2 m/km；IRI均值分布在[0.5,0.8)m/km內(nèi)的比例最大，為38.52%；對于路面平整度狀況較差的路段，應(yīng)及時(shí)采取有效的養(yǎng)護(hù)措施，進(jìn)行必要的養(yǎng)護(hù)處治，以延緩路面平整度衰退速度，恢復(fù)路面行駛質(zhì)量，提高道路行駛安全性能。

3.2 路面車轍

由圖3和圖4可以看出：現(xiàn)階段G15段路面車轍嚴(yán)重，約15%的路段車轍深度超過10 mm；而沿江高速公路S38段整體狀況較好，約95%的路段車轍深度小于10 mm。車轍深度值主要分布在[3,8]mm范圍內(nèi)，約占總測試路段的83%；部分路段車轍狀況相對較差，車轍深度超過15 mm的路段比例不到0.5%。全線統(tǒng)計(jì)可知，沿江高速目前共有單車道27 km的路段車轍深度超過10 mm，對這些路段應(yīng)針對其原因采取相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)技術(shù)進(jìn)行處治，提高道路行駛安全性和舒適性。

3.3 路面破損

由圖5和圖6可知，現(xiàn)階段沿江高速公路路面破損狀況較好，G15段破損總量達(dá)2 757處，其中以橫向裂縫為主，占總破損量的98.66%，松散和修補(bǔ)其次，其他類型損壞相對較少；S38段破損破損總量達(dá)1 963處，其中以橫向裂縫為主，占總破損量的96.94%，松散和修補(bǔ)其次，修補(bǔ)主要為坑塘修補(bǔ)，行車道有少量縱縫，其他類型損壞相對較少。可見裂縫類破損為沿江高速公路目前路面破損的主要類型。

3.4 路面抗滑性能

由圖7可知，現(xiàn)階段沿江高速公路SFC值大于48的路段約占97%，路面抗滑性能狀況優(yōu)良。極少數(shù)路段SFC小于40，路面抗滑性能有所衰退，對這些抗滑不足的路段進(jìn)行及時(shí)的養(yǎng)護(hù)處治，減少事故發(fā)生。

4 養(yǎng)護(hù)技術(shù)方案設(shè)計(jì)

綜合前述分析結(jié)果可知，在沿江高速公路當(dāng)前條件下，為了從根本上改善路面狀況，保證道路的正常運(yùn)營，提高路面服務(wù)能力，對路面實(shí)施適當(dāng)?shù)酿B(yǎng)護(hù)措施，對防止破損的進(jìn)一步惡化、延長路面使用壽命具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。本文根據(jù)沿江高速公路的路面技術(shù)狀況特點(diǎn)，針對性地制定合理有效的養(yǎng)護(hù)方案，以改善其路面使用質(zhì)量和服務(wù)能力，提升路面結(jié)構(gòu)的承載能力和耐久性能。

沿江高速公路目前已通車運(yùn)營10多年，但由于其全線路面均采用了三層改性瀝青混合料作為面層，現(xiàn)階段路面各項(xiàng)技術(shù)狀況維持在一個(gè)相對較好的狀態(tài)。因此本文所指路面養(yǎng)護(hù)主要是對局部路面技術(shù)狀況較差路段進(jìn)行病害針對性養(yǎng)護(hù)處治，全面提升路面使用性能，延長路面使用壽命。

目前沿江高速公路路面存在的主要問題是部分路段車轍較為嚴(yán)重、橫縫密集。因此針對沿江高速實(shí)際路況，本文提出了以下幾種養(yǎng)護(hù)方案，以供選擇。

4.1 車轍精銑刨薄層重鋪技術(shù)

車轍精銑刨薄層重鋪技術(shù)是針對路面車轍問題提出的一種新型養(yǎng)護(hù)技術(shù)。該技術(shù)是先銑刨原路面2.5 cm后，攤鋪2.5 cm易密實(shí)高強(qiáng)瀝青混合料ECA-10。ECA-10瀝青混合料是東南大學(xué)倪富健教授推出的一種新型車轍病害處治材料。同時(shí)，高強(qiáng)瀝青與PG76-22SBS改性瀝青相比，具有更優(yōu)的高溫穩(wěn)定性，同時(shí)該技術(shù)具有施工工期短、造價(jià)低和環(huán)保節(jié)約的優(yōu)勢。已有大量工程實(shí)踐也驗(yàn)證了該方法的可行性。

4.2 就地?zé)嵩偕?/p>

就地?zé)嵩偕軌蛴糜谔幹螢r青路面表面病害，表面車轍，縱向裂縫和滑移裂縫，深度可達(dá)到50 mm，舊路材料能夠完全利用，只需少量的原生材料，可節(jié)省大量的運(yùn)輸費(fèi)用。該方法能夠明顯地減少修復(fù)時(shí)間，不需要較長時(shí)間封閉交通。

就地?zé)嵩偕笠欢〝?shù)量的重型機(jī)器和設(shè)備，由于較高的費(fèi)用，應(yīng)該在一些特定的區(qū)域進(jìn)行，使得成本費(fèi)用較高。同樣，由于該方法通常有較長的設(shè)備車隊(duì)，工作場面安排起來比較麻煩。該方法舊料100%利用，其耐久性相對較差，有待長期觀測?，F(xiàn)場加熱溫度僅達(dá)135 ℃左右，再生料的壓實(shí)難以得到保證。再生料的質(zhì)量較難控制。且根據(jù)已有工程經(jīng)驗(yàn)可知，就地?zé)嵩偕幹魏舐范温访孳囖H通常在2年～3年后會(huì)重新發(fā)展為處治前的車轍深度，其長期性能有待進(jìn)一步驗(yàn)證。

4.3 銑刨重鋪面層

銑刨重鋪中、上面層，回填4 cm改性瀝青SMA-13+6 cm改性瀝青AC-20C。上面層SMA型瀝青混合料設(shè)計(jì)、施工工藝較為成熟，應(yīng)用相對較為廣泛，在實(shí)施過程中易控；中面層AC-20C混合料是一種S型級配，有效減少了路面的級配離析，確保了路面泌水性能。但是該方法對原始路面結(jié)構(gòu)擾動(dòng)大；一次性投入經(jīng)費(fèi)過高，施工工期較長，對交通影響大。

4.4 專項(xiàng)治理養(yǎng)護(hù)方案比選和建議

表3 沿江高速公路瀝青路面專項(xiàng)治理養(yǎng)護(hù)方案比選

三種方案各有優(yōu)缺點(diǎn)(見表3)，考慮到目前研究路段路面破損主要以車轍、橫向裂縫為主，車轍主要集中在[5,20]mm范圍內(nèi)，因此不建議采用造價(jià)過高的方案三。由于沿江高速公路于2012年進(jìn)行了約4 km的就地?zé)嵩偕幹危鶕?jù)對已實(shí)施就地?zé)嵩偕幹温范?太寧方向第二車道K1219+850～K1224+900)的性能分析可知，經(jīng)過一個(gè)夏天后，就地?zé)嵩偕幹温范维F(xiàn)階段路面各項(xiàng)性能狀況分別為：車轍均值5.0 mm，IRI均值0.86 m/km，SFC均值為51，橫縫條數(shù)達(dá)20條，橫縫總長為75 m?？梢姡瑹嵩偕幹温范螌β繁砉δ苄阅苡休^好的處治作用，但對橫縫處治效果較差，養(yǎng)護(hù)一年后即出現(xiàn)了20條貫穿車道的橫縫，因此在進(jìn)行熱再生處治時(shí)必須對原路面裂縫進(jìn)行徹底處治。由于實(shí)施時(shí)間尚短，就地?zé)嵩偕鷮ρ亟咚俟仿访孳囖H處治的適用性仍不好判斷。目前就地?zé)嵩偕B(yǎng)護(hù)技術(shù)仍處于研究階段，其設(shè)計(jì)方法和試驗(yàn)方法都不成熟，且實(shí)施后的使用效果(耐久性能等)仍需要更多實(shí)際數(shù)據(jù)的驗(yàn)證，不建議大規(guī)模使用，而應(yīng)對已實(shí)施就地?zé)嵩偕范芜M(jìn)行跟蹤觀測，以進(jìn)一步驗(yàn)證其對車轍的處治效果。

而方案一精銑刨薄層重鋪技術(shù)已在寧杭高速公路、連徐高速公路、鹽靖高速公路、蘇嘉杭高速公路等應(yīng)用，大量的工程實(shí)踐表明其對車轍的處治效果明顯。考慮到沿江高速公路車轍深度超過10 mm的路段較高(G15段達(dá)15.1%，S38段達(dá)4.6%)，且局部路段車轍深度超過20 mm，部分路段橫向裂縫嚴(yán)重，貨車比例較高，因此采用易密實(shí)高強(qiáng)瀝青混合料車轍填補(bǔ)方案進(jìn)行處治更為合適。

借鑒已有高速公路路面養(yǎng)護(hù)工程經(jīng)驗(yàn)，針對路面損壞特征，從經(jīng)濟(jì)性、可靠性、施工便利及可行性方面綜合考慮，優(yōu)先推薦方案一(車轍精銑刨薄層重鋪技術(shù))，對部分病害嚴(yán)重路段建議采用銑刨重鋪面層的方案。

綜上所述，本文提出的養(yǎng)護(hù)技術(shù)方案建議如下：

1)采用車轍精銑刨薄層重鋪技術(shù)，具體處治方案為：銑刨原路面2.5 cm后，采用易密實(shí)高強(qiáng)瀝青混合料ECA-10(摻加2.5‰聚酯纖維)進(jìn)行薄層重鋪。銑刨標(biāo)準(zhǔn)為：對車道中心3.9 m范圍內(nèi)進(jìn)行銑刨，銑刨深度為2.5 cm，銑刨深度以邊緣無車轍處為標(biāo)準(zhǔn)。粘層采用高粘度改性乳化瀝青(注：銑刨后若存在反射裂縫，則應(yīng)先采用裂縫處挖補(bǔ)后再進(jìn)行填補(bǔ))。

2)若橫、縱縫密集，病害嚴(yán)重路段則選用方案三，選擇方案三的原則如下：

a.單公里內(nèi)橫、縱縫總長達(dá)到500 m；b.單公里內(nèi)橫縫總長達(dá)到200 m；c.單公里內(nèi)PCI小于85；d.單公里內(nèi)車轍深度超過15 mm且面層整體結(jié)構(gòu)抗高溫變形能力較差路段。

滿足上述四個(gè)條件之一則采取銑刨重鋪維修病害。具體方案為：采用銑刨上中面層，裂縫處貼自粘式聚酯玻纖布，后再重鋪6 cm改性瀝青混合料AC-20C(PG76-22，摻加3‰抗車轍劑)+4 cm改性瀝青混合料SMA-13的方案。

5 結(jié)語

本文依托沿江高速公路，對高速公路路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)方案的制定進(jìn)行了研究，主要得到了以下結(jié)論：

1)通過對沿江高速路面技術(shù)狀況的深入分析，提出了路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)方案的制定原則；針對路面車轍和裂縫病害，針對性地制定了路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)方案。

2)依托沿江高速，本文提供了一套瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)方案制定的流程，可為其他高速公路路面養(yǎng)護(hù)方案的設(shè)計(jì)提供參考。

[1] 陳其學(xué).高速公路路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)決策[J].公路交通技術(shù),2007(1):64-66.

[2] JTG D50,公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[3] JTG H20—2007,公路技術(shù)狀況評定標(biāo)準(zhǔn)[S].

Study on highway pavement maintenance technology scheme

Han Bing

(AnhuiVocationSchoolofHighwayEngineering,Hefei230051,China)

Through analyzing factors influencing riverside highway pavement design and maintenance measures, the paper puts forward some corresponding maintenance technology scheme from aspects of tracking filling, in-situ geothermal generation, milling paving layer, cracks processing and deck treatment, with a view to improve the pavement serving performance.

highway, pavement, maintenance technology scheme, tracking

1009-6825(2017)09-0135-03

2017-01-11

韓 冰(1968- )，女，一級實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師

U418

A