超薄罩面使用性能研究

(甘肅省交通規劃勘察設計院股份有限公司 甘肅 蘭州 730000)

為了對預防性養護措施——超薄罩面的使用性能進行評價，特選取不同年份、不同氣候分區，交通量較大的3個典型超薄罩面實施路段進行跟蹤調查，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ZM-1路段超薄罩面長期性能評價。通過對整個路段進行詳細觀測，發現自2013年該段Novachip罩面施工完畢以來，經過4年的運行，該路段路面磨光較為明顯[1]，部分路段出現橫向裂縫，無反射裂縫或其他裂縫病害，無推移病害，坑槽，車轍發生。

對該路段路面性能的各項指標隨時間的變化情況統計得出該路段ZM-1在2013年經過Novachip罩面養護處理后，路面狀況得到改善，路面行駛質量得到提高。隨著時間的延長，經過4年的運行，路面出現橫向裂縫和磨光現象。PQI，PCI，RQI，RDI，SRI指標在2014～2017的4年內衰減率分別達到5.44%，5.09%，7.06%，1.75%，13.47%。

(二)II區ZM-2路段超薄罩面使用性能評價。通過對整個路段進行詳細觀測，發現自2014年該段Novachip罩面施工完畢以來，經過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，坑槽發生；但是路面磨光較為嚴重，其中在行車道中間輪跡部分特別嚴重，造成道路抗滑能力下降。此外，隧道混凝土蓋板破壞嚴重，混凝土發生粉化現象。

對該路段路面性能的各項指標隨時間的變化情況統計得出該路段在2014年經過Novachip罩面養護處理后，路面狀況得到改善。隨著時間的延長，經過3年的運行，路面磨光現象嚴重，成為最主要病害。PQI，PCI，RQI，RDI，SRI指標在2014～2017的3年內衰減率分別達到5.09%，1.4%，7.32%，2.15%，14.58%。

(三)III區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，經過近兩年的運行，部分路段出現橫向裂縫，無反射裂縫或其他裂縫病害，局部路段路面出現磨光現象，無其他嚴重病害。

對該路段路面性能的各項指標隨時間的變化情況統計得出該路段ZM-3在2017年經過Novachip罩面養護處理后，路面行駛質量得到提高。隨著時間的延長，經過近兩年的運行，路面的主要病害是橫向裂縫和磨光。PQI，PCI，RQI，RDI，SRI指標在2017～2019的2年內衰減率分別達到3.81%，3.77%，3.95%，3.11%，8.60%。

二、ZM-1、ZM-2和ZM-3養護后性能差異對比分析

從上文可知，ZM-1、ZM-2和ZM-3路段均為進行Novachip罩面養護處理的路段，且3個路段在經過Novachip罩面養護處理后，路面狀況均得到改善。隨著服務時間的延長，對比發現，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%遠大于ZM-2路段的PCI衰減率1.4%，且ZM-1和ZM-3路段出現橫向裂縫而ZM-2路段沒有，針對這些差異性從如下幾個方面如：路面原始結構，氣候環境，交通量等方面對ZM-1、ZM-2和ZM-3的Novachip罩面養護后性能的差異進行對比分析。

(一)路面原始結構。ZM-1路段機場高速原始路面結構為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年對全線進行了路面養護維修，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構為26cm的水泥混凝土路面，在加鋪磨耗層前先對路面進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，主線結構形式為：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水泥穩定砂礫，底基層20cm水泥穩定砂礫。

從原始路面結構上看，ZM-2路段采用剛性路面結構，超薄罩面作為防滑層處治，其下承層結構穩定，不易發生開裂等病害；而ZM-1和ZM-3路段采用半剛性路面結構，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，原始路面結構決定了三個路段病害的差異。

(二)氣候環境。通過對氣象站所采集的數據進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行了統計。與此同時，由于ZM-2路段位于麥積山隧道內部，所以ZM-2路段的實際氣溫并不能完全采用其相對應的氣象站的數據，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，因此該路段在經過Novachip罩面養護處理后服務4年無反射裂縫或其他裂縫病害，無推移病害，坑槽發生，只是路面磨光較為嚴重。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小于ZM-1和ZM-2路段，因此該路段在養護實施2年內，除局部路段出現橫向裂縫和磨光外[2]，路面性能任然較好。

綜上所述，實際路段的氣候環境即溫差和降雨量是影響ZM-1、ZM-2和ZM-3路段Novachip罩面養護后性能差異的關鍵因素。

(三)交通量。依據從各收費站收集到的近年來的交通量等相關資料與數據，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據對比發現，ZM-2路段的日交通量與ZM-1路段大致相當，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重，ZM-3路段運行時間較短，也存在磨光現象。ZM-1和ZM-3路段在承受重交通對原路基、路面及安全設施形成較大沖擊的同時，加之在雨水作用下，導致出現橫向裂縫等病害，ZM-2路段所承載著的交通壓力大于ZM-1路段卻未出現橫向裂縫病害，推測與其原始路面結構為水泥混凝土路面，其不受雨水作用有關。因此判定交通量不是影響ZM-1、ZM-2和ZM-3路段Novachip超薄罩面養護后使用性能差異的關鍵因素。

三、結論

(1)超薄罩面養護路段路面使用性能的差異的主要影響因素是原始路面結構和氣候環境(即氣溫溫差和降雨量)。

(2)超薄罩面預防性養護處理后所面臨的主要問題是表面磨光和橫向裂縫。