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摘要:本文通过对精表处在云南省某高速公路上的应用,根据主要检测指标及现场观测情况,分析其在预防性养护中的养护效果,并探讨其作为预防性养护新技术在云南省的适用性及发展前景。
关键词:精表处,云南省,高速公路预防性养护,效果
0.前言
近年来,云南省高速公路发展飞速,截止2020年,高速公路建成通车里程达9000公里。“十四五”规划中,到2025年高速公路通车里程将达1.5万公里。可以预见,云南省今后的高速公路养护工作将迅猛发展。目前,路面养护新技术、新材料在云南省各高速公路养护管理处辖下的高速公路中得到了应用,并取得了一定成效,但与国内外先进技术相比还有较大的提升空间。总体上来讲,云南省高速公路养护技术仍然较为传统、养护材料单一,全省沥青路面预防性养护技术主要采用微表处、含砂雾封层、复合封层等。随着近几年新建高速公路里程越来越长,呈现跨越式发展。如何科学、经济、环保、有效地进行养护工作,对省属各高速公路管理处提出了新的要求。
本文论述的精表处,是一种在云南省近期推广的较为新型的高速公路沥青路面预防性养护措施,较现在常用的微表处等传统预防性养护措施从材料、运用技术等方面都有较大的差别。本文将通过精表处在实际应用中的材料特性、实施情况、实施效果等进行介绍,分析其能否作为新的高速公路预防性养护措施在养护工作中应用。
1.精表处简介
重庆市地方标准《沥青路面精表处技术规范》(DB 50/T 1047-2020)[1] 对精表处做了定义:精表处是一种采用施工设备将高性能胶结料和集料以层铺方式铺洒(撒)到沥青路面上,通过适当碾压快速成型的一种沥青路面养护技术。其使用材料组成为高性能胶结材料和细集料。
高性能胶结材料是高聚物改性沥青材料的总称,具有高黏结性、高稳定性等特点。按材料类型分为Ⅰ型高性能胶结料和Ⅱ型高性能胶结料。Ⅰ型高性能胶结料由环氧复合改性剂、改性沥青、固化剂、功能助剂等组成;Ⅱ型高性能胶结料由沥青、SBS高聚物复合改性剂、水、功能助剂等组成。
细集料需要选择具有较高硬度、耐磨的干燥洁净石料。主要分为JS1、JS2、JS3、JS4四种,其规格技术要求见下表:
表1.1集料规格技术要求
2.某高速公路项目基本情况
2.1某高速公路基本情况
某高速公路于2005年6月建成通车,沿线自然区属于V4区,气候属于夏热冬温湿润区,年平均降雨量为800~950mm。一般年平均气温12℃~22℃,阴天天数较多。原路面结构为沥青路面结构。精表处预防性养护项目位于某高速公路右侧行车道2,K24+500~K26+500段,共长2km。其中下坡段最大纵坡-3.78%,长400m,上坡段最大纵坡4.4%,长650m。该段除了路面日常维修养护外,未进行大规模的翻修。
2.2某高速公路原路面检测指标检测评定
2018年8月,对行车道2路面进行了路面技术状况检测,依据《公路技术状况评定标准》JTG 5210-2018[2],对路面技术状况主要指标评价如下:
表2.1原路面技术状况主要指标评定结果
表2.2原路面人工检测指标评定结果
2.3某高速公路原路面路表情况
通过目测法对原路面调查,该段路面主要病害有:轻微路面裂缝,局部粒料脱落,路面泛白,轻微车辙。属路面早期病害。
轻微车辙及横向裂缝 路面泛白细集料脱落
3某高速公路项目精表处实施情况
2018年10月,在某高速公路K24+500~K26+500段右侧行车道2进行了精表处施工,共计5天(施工前病害处理两天,精表处施工3天),施工面积约7500平米。本次实施选用JS1型+JS2型的组合进行铺筑,厚0.5cm。
3.1施工过程
主要施工工艺:原路面处治
设备调试
第一层油砂喷洒
第二层油砂喷洒
第三层封面油喷洒
施工预留清理
施工结束开放交通。
从设备调试开始到施工结束耗时约8小时。精表处施工,主要采用专用施工设备进行多组份油性环氧改性沥青(多组份环氧聚氨酯改性沥青)胶结料和细集料(砂)的同步喷洒及碾压。
通过上述精表处施工处治,实现了原路面路面再生、粘结和修复,达到对路面表层路用性能的改善和提升。施工效果如下图:
精表处施工碾压 精表处处治后效果
精表处施工后,与未处治的行车道1及超车道进行对比,可以看出,行车道2黑化效果好,路面与标线对比明显;路面微裂缝、纵向裂缝得到全部覆盖。
3.2主要指标检测评定
在精表处施工后,对K24+500~K26+500(行车道2)进行了路面技术状况检测,主要指标评价如下:
表3.1精表处路面技术状况主要指标评定结果
表3.2精表处路面人工检测指标评定结果
3.3新旧路面检测评定分析
新旧路面检测前后对比如下表:
表3.3 路面技术状况指标对比
精表处处治段前后路面指标对比可以看出:路面损坏状况指数(PCI),行驶质量指数(RQI)、车辙深度指数(RDI)等指标变化不大;路面抗滑性能指数(SRI)增大,说明精表处施工后路面抗滑性能有较大提升改善。
表3.4精表处路面人工检测指标对比
经数据分析认为,表面处理后沥青铺装层路面构造深度、摩擦系数、渗水系数三项指标均满足设计及规范要求,抗滑性、抗渗能力优良。于原沥青铺装层相比,表面处理沥青铺装层构造深度大部分高于原沥青铺装层,摩擦系数远高于原沥青铺装层,渗水系数趋近于零,处理效果明显,路面使用性能得到了显著的提高。
3.4精表处通车后回访情况
施工后于2020年9月进行了回访,现场观测如下:精表处没有脱落、松散现象,与原路面粘接牢固,黑化效果有所下降,总体情况良好。
粘接良好、无明显变形 粘接良好、无粒料脱落
精表处主要路面技术状况指标评定结果如下:
表3.5回访精表处路面技术状况主要指标评定结果
表3.6精表处前后路面技术状况指标对比
从铺筑与回访时的前后主要指标对比可以看出:路面损坏状况指数(PCI),行驶质量指数(RQI)、车辙深度指数(RDI)等指标变化不大;路面抗滑性能指数(SRI)有所衰减,说明精表处经过2年通车后,抗滑性能有所下降,但指标总体较好。
4 结论
本文结合现场情况及路面规范,对某高速公路项目精表处预防性养护情况进行了较全面的分析得出以下结论:
精表处实施后,原有的路面损坏状况指数(PCI),行驶质量指数(RQI)、车辙深度指数(RDI)等指标变化不大,但路面抗滑性能指数(SRI)及渗水系数提升很大。同时,精表处固结了路表面松散集料、改善路表外观。通过分析,精表处预防性养护段落经过2年多的运营后,其路面技术状况主要指标变化总体较小,衰减缓慢。而且,因其超薄的特性,对桥梁及隧道路面影响有限。精表处在实际使用的情况表明,精表处是一种较好的沥青路面预防性养护技术。
因此,建议精表处作为一种预防性养护的新技术进行储备,并在昆明周边气候条件基本相似的地区应用推广。但由于云南省气候条件复杂,区域气温差异和垂直温度变化十分明显,在其它地区应用应首先在较小范围内试验,观察总结各项指标的变化情况、检测其各项指标的衰减程度后再做决定。
参考文献:
[1]《沥青路面精表处技术规范》(DB 50/T 1047-2020)[S]
[2]《公路技术状况评定标准》(JTG5210-2018)[S]
[3]《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)[S]
[4]《公路沥青路面养护技术规范》(JTG 5142-2019)[S]