超薄罩面使用性能研究

(甘肅省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院股份有限公司 甘肅 蘭州 730000)

為了對預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施——超薄罩面的使用性能進(jìn)行評價，特選取不同年份、不同氣候分區(qū)，交通量較大的3個典型超薄罩面實施路段進(jìn)行跟蹤調(diào)查，選取的典型路段為ZM-1：機場高速SK1688+100～SK1693+300段；ZM-2：G30寶天高速麥積山隧道XK1296+100～XK1298+100段；ZM-3：G30連霍高速臨清段K2216+900～K2331+000段。

一、長期性能評價

(一)I區(qū)ZM-1路段超薄罩面長期性能評價。通過對整個路段進(jìn)行詳細(xì)觀測，發(fā)現(xiàn)自2013年該段Novachip罩面施工完畢以來，經(jīng)過4年的運行，該路段路面磨光較為明顯[1]，部分路段出現(xiàn)橫向裂縫，無反射裂縫或其他裂縫病害，無推移病害，坑槽，車轍發(fā)生。

對該路段路面性能的各項指標(biāo)隨時間的變化情況統(tǒng)計得出該路段ZM-1在2013年經(jīng)過Novachip罩面養(yǎng)護(hù)處理后，路面狀況得到改善，路面行駛質(zhì)量得到提高。隨著時間的延長，經(jīng)過4年的運行，路面出現(xiàn)橫向裂縫和磨光現(xiàn)象。PQI，PCI，RQI，RDI，SRI指標(biāo)在2014～2017的4年內(nèi)衰減率分別達(dá)到5.44%，5.09%，7.06%，1.75%，13.47%。

(二)II區(qū)ZM-2路段超薄罩面使用性能評價。通過對整個路段進(jìn)行詳細(xì)觀測，發(fā)現(xiàn)自2014年該段Novachip罩面施工完畢以來，經(jīng)過3年的運行，該路段無反射裂縫或其他裂縫病害，無推移病害，坑槽發(fā)生；但是路面磨光較為嚴(yán)重，其中在行車道中間輪跡部分特別嚴(yán)重，造成道路抗滑能力下降。此外，隧道混凝土蓋板破壞嚴(yán)重，混凝土發(fā)生粉化現(xiàn)象。

對該路段路面性能的各項指標(biāo)隨時間的變化情況統(tǒng)計得出該路段在2014年經(jīng)過Novachip罩面養(yǎng)護(hù)處理后，路面狀況得到改善。隨著時間的延長，經(jīng)過3年的運行，路面磨光現(xiàn)象嚴(yán)重，成為最主要病害。PQI，PCI，RQI，RDI，SRI指標(biāo)在2014～2017的3年內(nèi)衰減率分別達(dá)到5.09%，1.4%，7.32%，2.15%，14.58%。

(三)III區(qū)ZM-3路段超薄罩面使用性能評價。該路段ZM-3自2017年Novachip罩面施工完畢以來，經(jīng)過近兩年的運行，部分路段出現(xiàn)橫向裂縫，無反射裂縫或其他裂縫病害，局部路段路面出現(xiàn)磨光現(xiàn)象，無其他嚴(yán)重病害。

對該路段路面性能的各項指標(biāo)隨時間的變化情況統(tǒng)計得出該路段ZM-3在2017年經(jīng)過Novachip罩面養(yǎng)護(hù)處理后，路面行駛質(zhì)量得到提高。隨著時間的延長，經(jīng)過近兩年的運行，路面的主要病害是橫向裂縫和磨光。PQI，PCI，RQI，RDI，SRI指標(biāo)在2017～2019的2年內(nèi)衰減率分別達(dá)到3.81%，3.77%，3.95%，3.11%，8.60%。

二、ZM-1、ZM-2和ZM-3養(yǎng)護(hù)后性能差異對比分析

從上文可知，ZM-1、ZM-2和ZM-3路段均為進(jìn)行Novachip罩面養(yǎng)護(hù)處理的路段，且3個路段在經(jīng)過Novachip罩面養(yǎng)護(hù)處理后，路面狀況均得到改善。隨著服務(wù)時間的延長，對比發(fā)現(xiàn)，雖然ZM-1和ZM-2路段的PCI衰減率均較小，但是ZM-1路段PCI衰減率為5.09%遠(yuǎn)大于ZM-2路段的PCI衰減率1.4%，且ZM-1和ZM-3路段出現(xiàn)橫向裂縫而ZM-2路段沒有，針對這些差異性從如下幾個方面如：路面原始結(jié)構(gòu)，氣候環(huán)境，交通量等方面對ZM-1、ZM-2和ZM-3的Novachip罩面養(yǎng)護(hù)后性能的差異進(jìn)行對比分析。

(一)路面原始結(jié)構(gòu)。ZM-1路段機場高速原始路面結(jié)構(gòu)為4cm中粒式瀝青混凝土上面層，5cm中粒式瀝青混凝土中面層，6cm粗粒式瀝青混凝土下面層。該機場高速路段在2009～2010年對全線進(jìn)行了路面養(yǎng)護(hù)維修，在對原路基路面病害處理后銑刨0.5～1cm，罩面采用同步碎石封層+3.5cm改性瀝青混凝土AC-13，路面整體抬高約3cm。

ZM-2路段麥積山隧道的路面原始結(jié)構(gòu)為26cm的水泥混凝土路面，在加鋪磨耗層前先對路面進(jìn)行了拋丸處理并灌縫，然后加鋪了2.5cm厚的Novachip超薄罩面。

ZM-3路段為瀝青混凝土路面，主線結(jié)構(gòu)形式為：上面層為4cm中粒式瀝青混凝土AC-16，中面層為5cm中粒式瀝青混凝土AC-20，下面層為6cm粗粒式瀝青混凝土AC-25，基層均采用半剛性基層。基層為34cm水泥穩(wěn)定砂礫，底基層20cm水泥穩(wěn)定砂礫。

從原始路面結(jié)構(gòu)上看，ZM-2路段采用剛性路面結(jié)構(gòu)，超薄罩面作為防滑層處治，其下承層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，不易發(fā)生開裂等病害；而ZM-1和ZM-3路段采用半剛性路面結(jié)構(gòu)，裂縫極易反射至路面，而超薄罩面厚度只有2cm左右，不足以抵抗開裂，因此，原始路面結(jié)構(gòu)決定了三個路段病害的差異。

(二)氣候環(huán)境。通過對氣象站所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理可以得到路段全年最高氣溫，最低氣溫等，另外也對試驗路段的降雨情況進(jìn)行了統(tǒng)計。與此同時，由于ZM-2路段位于麥積山隧道內(nèi)部，所以ZM-2路段的實際氣溫并不能完全采用其相對應(yīng)的氣象站的數(shù)據(jù)，該路段實際溫度冬暖夏涼，路面溫差小，另外該路段不會受到雨水的作用，因此該路段在經(jīng)過Novachip罩面養(yǎng)護(hù)處理后服務(wù)4年無反射裂縫或其他裂縫病害，無推移病害，坑槽發(fā)生，只是路面磨光較為嚴(yán)重。而ZM-1路段位于機場高速上，其實際溫差大于ZM-2路段，且受到雨水的作用，因此在其主要路面病害中其比ZM-2路段多了橫向裂縫。ZM-3路段的溫差小于ZM-1路段，且該路段的降雨量遠(yuǎn)小于ZM-1和ZM-2路段，因此該路段在養(yǎng)護(hù)實施2年內(nèi)，除局部路段出現(xiàn)橫向裂縫和磨光外[2]，路面性能任然較好。

綜上所述，實際路段的氣候環(huán)境即溫差和降雨量是影響ZM-1、ZM-2和ZM-3路段Novachip罩面養(yǎng)護(hù)后性能差異的關(guān)鍵因素。

(三)交通量。依據(jù)從各收費站收集到的近年來的交通量等相關(guān)資料與數(shù)據(jù)，將ZM-1、ZM-2和ZM-3路段的2017年日交通量和貨車，特大貨車所占的比例數(shù)據(jù)對比發(fā)現(xiàn)，ZM-2路段的日交通量與ZM-1路段大致相當(dāng)，但是ZM-2路段的貨車比例及特大貨車比例都略高于ZM-1路段，因此ZM-2路段所承載著的交通壓力大于ZM-1路段。ZM-3路段日交通量較小，但是貨車比例均略高于其他兩路段。

三路段均為重交通路段，其中ZM-1和ZM-2路段路面磨光都比較嚴(yán)重，ZM-3路段運行時間較短，也存在磨光現(xiàn)象。ZM-1和ZM-3路段在承受重交通對原路基、路面及安全設(shè)施形成較大沖擊的同時，加之在雨水作用下，導(dǎo)致出現(xiàn)橫向裂縫等病害，ZM-2路段所承載著的交通壓力大于ZM-1路段卻未出現(xiàn)橫向裂縫病害，推測與其原始路面結(jié)構(gòu)為水泥混凝土路面，其不受雨水作用有關(guān)。因此判定交通量不是影響ZM-1、ZM-2和ZM-3路段Novachip超薄罩面養(yǎng)護(hù)后使用性能差異的關(guān)鍵因素。

三、結(jié)論

(1)超薄罩面養(yǎng)護(hù)路段路面使用性能的差異的主要影響因素是原始路面結(jié)構(gòu)和氣候環(huán)境(即氣溫溫差和降雨量)。

(2)超薄罩面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)處理后所面臨的主要問題是表面磨光和橫向裂縫。