全玄武岩微表处预防性养护关键技术研究与应用

发表时间:2021/7/8   来源:《基层建设》2021年第9期   作者:臧习倩 刘飞 朱四营
[导读] 摘 要:近年来,路面预防性养护技术因其技术经济优势而越来越受到业界的重视,相关的技术开发或对国外技术的引进吸收工作相继开展。
        北京城建华晟交通建设有限公司  北京  102444
        摘 要:近年来,路面预防性养护技术因其技术经济优势而越来越受到业界的重视,相关的技术开发或对国外技术的引进吸收工作相继开展。在国外,微表处技术于20世纪80年代,便广泛应用于高速公路养护,在国内,部分省市于21世纪初逐步开始使用微表处施工技术,其优势在于养护成本低,施工速度快,但技术方面仍存在不足;如摩擦系数、构造深度偏小,影响行驶安全性能;如构造深度偏大、摩擦系数满足要求,前期运营期间易出现较多飞石,影响行车舒适性的噪音过大;传统工艺微表处耐久性较差,大多使用寿命一般在两年,其抗滑性能衰减较快;微表处集料采用石灰岩,造成在运营后短期出现表面泛白的外观缺陷等;通过从原材料的指标控制、稀浆混合料配合比的级配范围调整等技术措施,使全玄武岩微表处预防性养护关键技术在降低行车噪音方面取得了良好的效果。
        关键词:道路工程;预防性养护;全玄武岩微表处;耐磨;行车噪音技术
        引言
        东五环路为城市副中心保障路段,为给副中心提供优良的交通出行条件,提升道路使用品质和服务水平,根据设计勘察检测结果PCI大于90,主路路面技术状况满足实施预防性养护工程的基本条件,在2019年4月,依托北京市五环路专项工程中应用了全玄武岩微表处预防性养护关键技术的研究,通过原材的指标控制及配合比设计的优化,通过认真分析产生行车噪音的关键所在,科学合理的采取各项应对措施,最终在全玄武岩微表处耐磨耗性能与行车噪音技术方面取得了良好的成效。在2018年五环路专项工程中得到了全线的推广与应用!
        一、原材料技术性能控制
        1.1集料的技术指标
        在传统微表处施工工艺中,大多数使用粗集料为石灰岩或玄武岩,而细集料多为石灰岩。石灰岩材质较软,加工过程中产生针片状颗粒较多,在运营后不久会出现表面泛白及微黄等外观缺陷等。本技术将混合料中的石灰岩集料全部更换为玄武岩集料与更换前做对比分析。通过原材质量的控制,在碎石加工厂增设整形设备,定制生产专用集料,将集料针片状含量控制在10%以内(实测值为5.2,微表处和稀浆封层技术指南给定值为不大于15%);其磨光值结果在50以上(微表处和稀浆封层技术指南给定值为不小于42),矿料按0-3mm、3-5mm、5-8mm三档粒径配制MS-3型混合料,合成矿料中的4.75mm以下砂当量为68%,符合JTG F40-2004《公路沥青路面施工技术规范》不低于65%的要求。
        表1  石灰岩与玄武岩集料技术性能指标
        1.2改性乳化沥青性能
        全玄武岩微表处使用BCR改性乳化沥青,其蒸发残留物软化点结果为57以上(微表处和稀浆封层技术指南给定值为不小于53),将蒸发残留物含量提高到62%以上,使稀浆混合料的和易性得到了有效的保证,改善了混合料在摊铺过程中易出现离析的现象。
        表2  SBR改性乳化沥青检测指标

        2.2全玄武岩微表处技术性能
        根据级配范围调整前与调整后分别设计合理级配曲线,拌制稀浆混合料,通过对混合料技术性能检测,各项指标均满足(微表处和稀浆封层技术指南)要求。选取与施工条件相同路段,针对调整前与调整后不同的级配混合料分别铺筑试验段,进行微表处关键技术性能检测。
        表5  级配调整后技术性能指标检测

        通过以上试验数据显示,调整后负荷车轮砂粘附试验结果为288.6、湿轮磨耗(g/㎡)1h结果为224.5两项指标与调整前结果差别较大;构造深度与摩擦系数调整后比调整前偏低,但结果相对均匀稳定;外观黑色均匀、无轻微集料飞散现象;通过试验结果表明,其耐久性指标也得到了较好的提高。
        三、调整前与调整后行车噪音对比检测
        采用便携式噪音检测仪在车内检测行车噪音。检测条件统一采用17款大众迈腾汽车(行驶速度为80km/h),分别对级配调整前与调整后进行检测,进行数据统计分析。
        表6  级配调整前行车噪音指标检测
        根据检测结果显示,普通微表处经过一年的运营使用其抗滑性能指标下降幅度较大,衰减率约达到20%;全玄武岩微表处经过一年的运营使用其抗滑性能指标下降较小,衰减率在4.5%左右,由此说明全玄武岩微表处有着较好的抗耐磨性能。
        结  论
        综上所述,根据行车噪音检测结果表明,采取如下措施对降低全玄武岩微表处的行车噪音及耐久性有着良好的提高:1、集料针片状颗粒含量控制在10%以下,减少针片状颗粒与轮胎间产生的胎噪问题;2、最大粒径9.5mm调整为8.0mm(非标准)、同时增加4.75-8.0mm的集料用量,使混合料中的粗骨料形成一个稳定而均匀的构造,降低最大粒径与轮胎产生胎噪的机率;3、为控制集料级配的稳定性,在4.75mm-8.0mm之间增加一道6.3mm(非标准)控制性筛孔,减少稀浆混合料产生离析的机率。通过全玄武岩微表处预防性养护关键技术的研究与应用,使全玄武岩微表处各项技术性能指标均优于普通微表处。
        参考文献:
        [1]张坤,张新天,高金岐.城市道路降噪微表处配合比试验研究[J].北京建筑大学,2012,28(4):.
        [2]黄颂昌,徐剑等.微表处和稀浆封层技术指南[J].交通部,2006(3)
        [3]钟建超,何志勇等.低噪微表处混合料矿料级配优化设计[J].广西五洲交通股份有限公司,2014(4)
 
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