低噪音玄武巖纖維微表處在養(yǎng)護(hù)維修工程中的應(yīng)用

邵建鴻 高宏剛 顏魯春 宋尚霖＊

（1甘肅省公路發(fā)展集團(tuán)有限公司，甘肅 蘭州 730070；2甘肅恒路交通勘察設(shè)計(jì)院有限公司，甘肅 蘭州 730030）

0 引言

微表處是薄層罩面技術(shù)的一種，由專門機(jī)械設(shè)備鋪筑完成，作為公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，其具有良好的抗滑性能和耐久性能，得到了大規(guī)模應(yīng)用[1-2]。然而，傳統(tǒng)瀝青路面微表處產(chǎn)生的噪聲較大，給行車舒適性帶來(lái)了影響，在一定程度上制約了傳統(tǒng)微表處的應(yīng)用[3-4]。

近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外對(duì)低噪音微表處進(jìn)行了大量研究，但效果并不顯著。本文結(jié)合G30養(yǎng)護(hù)維修工程，合理調(diào)整微表處集料級(jí)配，在級(jí)配允許范圍內(nèi)控制關(guān)鍵篩孔通過(guò)率，達(dá)到混合料降噪及更密實(shí)的效果。玄武巖纖維耐高溫性能和化學(xué)穩(wěn)定性好，加入瀝青路面微表處與瀝青有很好的親和性，可有效增強(qiáng)微表處對(duì)道路的修復(fù)效果[5]。纖維的加入也有效削弱了汽車輪胎對(duì)路面的沖擊，振動(dòng)減小，車內(nèi)平均噪聲更低。

1 工程概況

1.1 養(yǎng)護(hù)方案

G30連霍國(guó)道主干線永昌至山丹段位于河西走廊，是甘肅東西方向的交通要道。本次設(shè)計(jì)采用舊路面銑刨+低噪音玄武巖纖維微表處的設(shè)計(jì)方案，原路面銑刨1cm后攤鋪1cm低噪音玄武巖纖維微表處，試驗(yàn)路段樁號(hào)為K2042+800-K2043+800，共計(jì)1000米。

1.2 病害分析及處治

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，路面病害主要有縱向裂縫及大面積橫向裂縫、橋頭輪跡帶輕微車轍、路基沉陷等。病害處理方案如下：

1）縱、橫向裂縫：原路面或銑刨面清掃后采用貼縫帶進(jìn)行封閉處理。

2）橋頭輪跡帶輕微車轍：采用微表處混合料找平處理。

3）路基沉陷：將原路面銑刨4cm后采用瀝青混合料找平處理。

4）伸縮縫混凝土破損：破損的伸縮縫混凝土表面鑿毛，清掃后采用聚合物混凝土進(jìn)行修補(bǔ)處理。

2 配合比設(shè)計(jì)

2.1 原材料的選擇

本次維修路段中瀝青采用聚合物改性乳化瀝青，膠乳和乳化劑由美國(guó)美德維實(shí)偉克公司生產(chǎn)。集料選擇將4.75～9.5mm粒徑碎石調(diào)整為4.75～8mm粒徑碎石。水泥采用普通硅酸鹽水泥；纖維采用玄武巖纖維，摻加量2‰，長(zhǎng)度為6mm。

2.2 混合料級(jí)配設(shè)計(jì)

本文結(jié)合高速公路開(kāi)展研究，配合比設(shè)計(jì)級(jí)配采用MS-3型微表處混合料的礦料級(jí)配范圍[5]。由于關(guān)鍵篩孔的選擇在一定程度上影響路面降噪效果，本文將集料的最大粒徑由9.5mm降至8mm，并增加了玄武巖纖維。石料配比為0～3mm：3～5mm：5～8mm=55:25:20。低噪音玄武巖纖維微表處混合料級(jí)配見(jiàn)表1，混合料不同配合比設(shè)計(jì)見(jiàn)表2。

表1 低噪音玄武巖纖維微表處混合料級(jí)配

表2 低噪音玄武巖纖維微表處混合料配合比

2.3 性能對(duì)比

試驗(yàn)選取普通微表處和3種不同配合比低噪音玄武巖纖維微表處進(jìn)行性能對(duì)比試驗(yàn)，結(jié)果見(jiàn)表3。

表3 不同配合比微表處混合料性能試驗(yàn)

根據(jù)結(jié)果可知，傳統(tǒng)微表處性能低于摻加玄武巖纖維微表處。當(dāng)石料配比為0～3mm：3～5mm：5～8mm=55:25:20，配合比設(shè)計(jì)采用03 時(shí)，即乳化瀝青用料為石料總重的10.5%，水泥用料為石料總重的1%，用水量為石料總重的6%，玄武巖纖維用量為石料重量的0.2%時(shí)，其各項(xiàng)性能指標(biāo)較高，微表處的早期強(qiáng)度提高較快，耐磨性、抗車轍能力和抗水損害能力也更高。

3 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)及試驗(yàn)評(píng)價(jià)

3.1 現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)收檢測(cè)

對(duì)試驗(yàn)路段進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，檢測(cè)指標(biāo)均滿足質(zhì)量要求，結(jié)果表明，其可以有效改善路面質(zhì)量。檢測(cè)指標(biāo)見(jiàn)表4。

表4 擺值、構(gòu)造深度和滲水系數(shù)檢測(cè)結(jié)果對(duì)比

3.2 降噪效果檢測(cè)

為了測(cè)試低噪音玄武巖纖維微表處的降噪效果，試驗(yàn)選擇家用普通轎車以60Km/h，80Km/h，100Km/h的行駛速度進(jìn)行檢測(cè)。原路面、普通微表處、低噪音玄武巖纖維微表處的車內(nèi)平均噪音對(duì)比見(jiàn)圖1。

圖1 車內(nèi)平均噪音對(duì)比

由結(jié)果可知，玄武巖纖維微表處相比原路面的噪聲增加并不明顯，相比普通微表處其降低噪聲效果明顯。當(dāng)行車速度為100Km/h時(shí)，玄武巖纖維微表處路面車內(nèi)平均噪聲低于70dB，能保證行車舒適性，而普通微表處路面車內(nèi)平均噪聲在70dB以上，在行車速度達(dá)到100Km/h時(shí)噪聲達(dá)到了74.2dB。

4 結(jié)論

1）在傳統(tǒng)微表處級(jí)配曲線要求范圍內(nèi)，合理調(diào)整集料的級(jí)配曲線，把4.75-9.5mm粒徑碎石調(diào)整為4.75-8mm粒徑碎石，混合料的顆粒組成更均勻、更密實(shí)，降噪效果明顯。

2）玄武巖纖維的耐高溫和化學(xué)穩(wěn)定性好，抗氧化、防水腐蝕性能突出，與瀝青拌合物有很好的親和力，可大幅提高微表處對(duì)道路的養(yǎng)護(hù)維修效果，增強(qiáng)耐久性。

3）玄武巖纖維的加入可有效減弱車輛輪胎對(duì)路面的沖擊，輪胎與路面接觸后振動(dòng)更低，使得傳遞到車內(nèi)的平均噪音更低。

4）與原路面相比，低噪音玄武巖纖維微表處的抗滑性能、滲水系數(shù)有較大提高，遠(yuǎn)高于規(guī)范要求，在降低噪音的同時(shí)能提高路面的抗水損性能。