冷拌碎石磨耗層在高速公路抗滑性能提升中的應用研究

陳廣輝 張蘇龍

摘要：良好的高速公路抗滑性能對保證雨天行車安全起到重要作用，為恢復高速公路長期使用后的路面抗滑性能，研究采用以環氧基改性乳化瀝青作為粘結劑、5mm玄武巖碎石組成的冷拌碎石磨耗層對高速公路原路面進行處治，并對其構造深度、摩擦系數及噪聲狀況等指標進行了檢測。結果表明，本技術能夠有效提升運營期高速公路抗滑性能，具有較好的應用價值。

關鍵詞：運營期??高速公路??超薄磨耗層??抗滑性能

中圖分類號：TU27???文獻標識碼：A

Research?on?the?Application?of?the?Cold-Mixed?Macadam?Wearing?Layer?in?the?Improvement?of?Anti-Sliding?Performance?of?the?Expressway

CHEN??Guanghui???ZHANG??Sulong

（Jiangsu?Easttrans?Intelligent?Control?Technology?Group?Co.，?Ltd.，?Nanjing，?Jiangsu?Province，?210049?China）

Abstract：?Good?anti-sliding?performance?of?the?expressway?plays?an?important?role?in?ensuring?driving?safety?in?rainy?days.?In?order?to?restore?the?anti-sliding?performance?of?the?expressway?pavement?after?long-term?use，?the?cold-mixed?gravel?wearing?layer?composed?of?epoxy-modified?emulsified?asphalt?as?binder?and?5mm?basalt?macadam?is?used?to?treat?the?original?pavement?of?the?expressway，?and?the?indicators?such?as?its?structure?depth，?friction?coefficient?and?noise?condition?are?tested.?The?results?show?that?this?technology?can?effectively?improve?the?anti-sliding?performance?of?the?expressway?in?operation?period?and?has?good?application?value.

Key?Words：?Operation?period;?Expressway;?Ultra-thin?wearing?layer;?Skid?resistance

隨著高速公路運營時間的增加，瀝青路面的抗滑性能在行車的磨耗和壓密作用下將逐漸降低，導致潮濕多雨季節極容易造成交通事故。因此，為提升瀝青路面抗滑性能，保證行車安全，國內外學者對抗滑性能的影響因素[1-2]、衰減規律[3-4]及相關對策[5-6]進行了深入研究，以期能促進了高速公路抗滑提升技術的發展。

1?路面抗滑性能提升處治技術比選

為了能夠制訂有針對性的抗滑性能提升方案，筆者對比分析了常見的路面抗滑性能提升技術，結果如表1所示。

綜合對比可知，相比其他3種抗滑性能提升技術，冷拌碎石磨耗層具有較好的施工經濟性，同時無需專用的施工設備，施工靈活度高。

2?冷拌碎石磨耗層材料組成及工藝

2.1?原材料

2.1.1?集料指標

冷拌碎石磨耗層集料采用5mm粒徑的玄武巖，其技術指標檢測結果如表2所示，滿足《公路瀝青路面施工技術規范》（JTG?F40-2004）的要求。

2.1.2?環氧基改性乳化瀝青技術指標

路面粘結劑的質量是保證抗滑耐久性的關鍵，采用專用的環氧基改性乳化瀝青固化后具有較高的粘結力，可將磨耗層碎石固定在路面上，同時具有較好的延展性，不出現“脆化”現象，可有效防止裂縫的產生。此外，在采用高劑量情況下，環氧基抗滑磨耗層不出現泛油病害。環氧基改性乳化瀝青檢測結果如表3所示，滿足對應的技術要求。

2.2?施工工藝

2.2.1?預拌碎石

采用工程中常用的3～5?mm、5～10?mm玄武巖碎石通過拌和樓過4?mm篩網，篩上部分即為磨耗層碎石，并起到初次除塵作用。然后采用拌和樓進行預拌，在碎石表面裹覆薄層瀝青，便于撒布和提高粘結力。采用MARINI3000拌和樓進行預拌，裹覆瀝青采用普通基質瀝青，瀝青用量以0.5%控制。

2.2.2?原路面環氧基改性乳化瀝青撒布

在進行同步碎石車封層撒布前，需在原路面表面撒布一層環氧基改性乳化瀝青，灑布量為0.5?kg/m2，同時需待乳化瀝青完全破乳方可進行下一步工序（破乳時間需根據現場天氣條件確定）。

2.2.3?同步碎石封層車施工

為保證粘結劑與碎石封層的有效粘結，應采用同步碎石封層車施工。將預拌的玄武巖碎石及環氧基改性乳化瀝青同步鋪灑在路面上，使玄武巖碎石顆粒與剛噴灑的環氧基改性乳化瀝青充分接觸，增加兩者的裹覆面積，再通過膠輪壓路機碾壓（壓路機碾壓質量為30?t，現場以3遍碾壓控制），從而形成冷拌碎石磨耗層。施工后采用路面清掃車將路表多余的碎石清理干凈，以保證冷拌碎石磨耗層表面的潔凈程度。在本次施工中，玄武巖碎石灑布量為8?kg/m2，環氧基改性乳化瀝青為1.3?kg/m2。

2.2.4?上部環氧基改性乳化瀝青灑布

待同步碎石封層車撒布完成后，等待環氧基改性乳化瀝青完全破乳后，再次進行環氧基改性乳化瀝青的二次噴灑，上部灑布量為0.5?kg/m2。

3?冷拌碎石磨耗層施工質量檢測

為評價碎石冷拌碎石磨耗層的使用效果，對已完工路段進行路面抗滑、噪聲狀況的檢測，具體內容如下。

3.1?路面抗滑性能檢測

分別采用擺式摩擦儀和手動鋪砂法對未處理路面和冷拌碎石磨耗層路面的摩擦系數和構造深度進行檢測，結果如圖1、圖2所示。

由圖1和圖2可知，采用冷拌碎石磨耗層對原路面進行處治后，路面的摩擦系數和構造深度值分別提高了65%和55%，有效恢復了路面的抗滑性能。

為進一步分析冷拌碎石磨耗層抗滑性能的變化情況，分別在通車運營4周和8周后對其進行摩擦系數和構造深度檢測，結果如圖3所示。

由圖3可知，冷拌碎石磨耗層摩擦系數和構造深度值隨通車時間的增加出現一定程度地下降，但整體抗滑性能仍處于較好的水平。

3.2?路面噪聲狀況分析

采用噪聲檢測儀法分別針對冷拌碎石磨耗層路面、拉毛處理路面以及原路面進行噪聲狀況檢測，檢測車型為哈弗H5，車內保持安靜，將噪聲檢測儀置于司機耳邊，以80km/h的速度盡量勻速地通過檢測路段，記錄車內的噪聲數據，檢測結果如圖4所示。

由圖4可知，在車速為80km/h行駛時，相鄰未拉毛路面車內噪聲約65dB，拉毛處治后路面的車內噪聲均高于原路面4dB左右，拉毛后路面車內噪聲感覺明顯提高；另外，采用冷拌碎石磨耗層對拉毛路面進行處治后，路面車內噪聲降低約2個分貝，但仍高于相鄰未拉毛路面，原因可能是采用冷拌碎石磨耗層處治后路面平整度提高，降低了輪胎與路面接觸時的振動噪聲。

4?結語

文章對由環氧基改性乳化瀝青作為黏結劑、5mm玄武巖碎石組成的冷拌碎石磨耗層的應用進行了總結，主要結論如下：（1）冷拌碎石磨耗層具有較好的施工經濟性，同時無需專用的施工設備，施工靈活度高；（2）冷拌碎石磨耗層原材料由5mm粒徑玄武巖和環氧基改性乳化瀝青組成，施工工藝包括預拌碎石、原路面環氧基改性乳化瀝青撒布、同步碎石封層車施工、頂部環氧基改性乳化瀝青灑布等步驟；（3）采用冷拌碎石磨耗層可以有效提高原路面的抗滑性能，同時車內噪聲較小，能夠提高路面行駛的安全舒適性。

參考文獻[1] 何俊輝，陳海濤，趙艷娜，等.基于灰關聯法的瀝青路面抗滑性能影響因素研究[J].中外公路，2020，40（6）：47-52.

[2] 樊浩.公路瀝青路面抗滑性能影響關鍵因素與改善措施研究[J].工程質量，2020，38（9）：80-85，97.