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(1.廣東華路交通科技有限公司，廣東 廣州 510420； 2.廣州大學 土木工程學院,廣東 廣州 510006)

0 引言

廣東省高速公路隧道路面多為水泥混凝土路面結構型式，而水泥混凝土路面宏觀構造和微觀紋理在通車不久后逐漸被磨損，路面抗滑問題便凸顯出來。針對隧道水泥混凝土路面抗滑問題，較常用的養(yǎng)護方法為橫向刻槽法，但其施工環(huán)境差且使用時間較短。隨著省內高速公路事業(yè)的飛躍發(fā)展，養(yǎng)護管理任務日趨繁重，Thus極薄磨耗層作為一種新型、高效的抗滑養(yǎng)護手段應運而生[1-3]。

Thus極薄磨耗層以改性瀝青為粘結料、采用2.36～4.75 mm處斷開的級配設計方法以形成穩(wěn)定的骨架結構，可快速開放交通，可顯著提高原路面的抗滑性能[4,5]。

目前，超薄樹脂抗滑層的養(yǎng)護工程在湖北省襄荊高速有試驗路應用，關于其在隧道路面的應用還未見報道[6]。

針對廣東省GL高速公路某隧道水泥混凝土路面抗滑問題，養(yǎng)護部門選用Thus極薄磨耗層對其進行了抗滑養(yǎng)護。依托實體工程，對試驗路段進行了跟蹤觀測，應用多種檢測方法和測試手段研究了其抗滑性能及抗滑衰減規(guī)律，結果表明其可快速恢復水泥混凝土路面的抗滑性能，且具有抗滑穩(wěn)定性。

1 原材料

1.1 粗集料

粗集料是指粒徑大于4.75 mm 的集料，選用的粗集料為玄武巖碎石，具體性能指標與測試結果見表1。

表1 粗集料性能指標與測試結果類別表觀相對密度表干相對密度毛體積相對密度洛杉磯磨耗損失/%含泥量/%集料間隙率/%吸水率/%技術要求實測實測實測≤28 ≤1 實測≤2 測試結果3．0012．9732．859 15．6 0．61843．1 1．58(T0304-2005)(T0304-2005)(T0304-2005)(T0317-2005)(T0310-2005)(T0309-2005)(T0307-2005) 注：括號內為測試方法。

1.2 細集料

細集料是指粒徑小于4.75 mm 的集料，選用的細集料為機制砂，具體性能指標與測試結果如表2所示。

表2 細集料性能指標與測試結果類別表觀相對密度表干相對密度技術要求≥2．50 實測測試結果 2．8412．764(T0330-2005)(T0330-2005)毛體積相對密度吸水率/%砂當量/%實測≤2 ≥602．712 1．68 86(T0330-2005)(T0330-2005)(T0334-2005) 注：括號內為測試方法。

1.3 礦粉

礦粉性能指標與測試結果如表3所示。

1.4 改性瀝青

選用SBS(Ⅰ—D)改性瀝青，具體性能指標與測試結果見表4。

1.5 添加劑

在SBS改性瀝青的基礎上，復配添加劑，以保證瀝青達到所需的黏度、軟化點。添加劑摻加量為1.5%，摻加添加劑后瀝青關鍵技術指標的測試結果見表5。

表3 礦粉性能指標與測試結果類別表觀密度0．6mm篩孔通過率/%技術要求實測100測試結果2．780100(T0352-2000)(T0351-2000)0．075mm篩孔通過率/%加熱安定性>75實測記錄 96顏色無明顯變化(T0351-2000)(T0355-2000) 注：括號內為測試方法。

表4 瀝青技術要求及試驗值類別135℃旋轉黏度/(Pa·s)針入度(25℃，100g，5s)/(10-1mm)軟化點(環(huán)球法)/℃薄膜烘箱加熱試驗殘留物質量變化/%針入度比(25℃)/%延度(5℃)/cm技術要求≤3≥20≥60-1．0～1．0≥65≥15試驗值1．75390-0．0259026

表5 瀝青關鍵技術指標試驗值135℃旋轉黏度/(Pa·s)針入度(25℃，100g，5s)/(10-1mm)軟化點(環(huán)球法)/℃薄膜烘箱加熱試驗殘留物質量變化/%針入度比(25℃)/%延度(5℃)/cm2．14994-0．0288324(T0625-2011)(T0604-2011)(T0606-2011)(T0609(1)-2011)(T0609(2)-2011)(T0605-2011) 注：括號內為測試方法。

2 Thus配合比設計

Thus極薄磨耗層配合比設計方法不同于傳統(tǒng)的熱拌瀝青混合料的設計方法，確定Thus極薄磨耗層的最佳瀝青用量依賴于系統(tǒng)體積特性的建議要求和油膜厚度指標，為確保極薄磨耗層穩(wěn)定的抗滑性能，根據干涉理論和工程經驗，采用2.36～4.75 mm處斷開的級配設計方法并增加了6.3 mm 的級配控制點以形成穩(wěn)定的骨架結構和較大的空隙率。合成級配如表6所示。

表6 極薄磨耗層合成級配類別通過篩孔(方孔篩/mm)質量百分率/%9 56 34 752 361 180 60 30 0150 075上限1001003030201612108下限100801816128653設計值1009228231611986

采用油膜厚度確定瀝青的用量范圍，在此基礎上，分別采用油石比3.5%、4.0%、4.5%、5.0%和5.5%進行試驗，根據體積指標計算Thus的各物理指標，最終確定最佳油石比為4.6%。

3 室內性能試驗研究

廣東省氣候條件高溫多雨，本文重點研究極薄磨耗層的高溫穩(wěn)定性和水穩(wěn)定性能。

3.1 水穩(wěn)定性

成型標準馬歇爾試件，雙面擊實50次，每組4個試件，進行肯塔堡浸水飛散試驗和凍融劈裂試驗，試驗結果如表7所示，表中試驗數(shù)據為4個試件的試驗結果的平均值。

表7 肯塔堡浸水飛散試驗結果%試驗項目浸水飛散損失凍融劈裂試驗強度比肯塔堡浸水飛散試驗8．6凍融劈裂試驗89

由表7可得，浸水飛散損失為8.6%，凍融劈裂試驗強度比為89%，均滿足Thus極薄磨耗層設計要求。表明Thus極薄磨耗層具有優(yōu)良的水穩(wěn)定性能。

3.2 高溫穩(wěn)定性

采用車轍試驗評價Thus極薄磨耗層的高溫性能。成型3塊車轍板，試驗溫度為60 ℃，試驗結果如表8所示。

表8 車轍試驗結果車轍深度/mm45min60min動穩(wěn)定度/(次·mm-1)1 7121 8054231

由表8可得，Thus極薄磨耗層的動穩(wěn)定度為4231次/mm，滿足設計要求。表明Thus極薄磨耗層具有優(yōu)良的高溫穩(wěn)定性能。

4 施工特點

Thus極薄磨耗層采用熱拌熱鋪同步攤鋪工藝，攤鋪速度為12～30 m/min，施工完成后30 min便可開放交通，對交通影響小。

5 路用性能檢驗

廣東省GL高速公路某隧道雙向六車道，路面結構為隧道基巖上鋪筑15 cm半剛性基層，面層為24 cm的水泥混凝土。

通車約2.5 a后，車流量日趨增大，在特重交通的作用下，水泥混凝土路面宏觀構造和微觀紋理磨損較為嚴重，慢車道和主車道的抗滑問題較為突出。

針對抗滑問題，養(yǎng)護部門在2014年抗滑預防性養(yǎng)護專項工程中，采用Thus極薄磨耗層對其進行養(yǎng)護，于隧道中部的慢車道和主車道分別選取約785 m路段進行試驗路鋪筑，鋪筑厚度12 mm。

為檢驗Thus極薄磨耗層的使用效果，筆者對785 m試驗路段進行了跟蹤觀測，并應用橫向力系數(shù)檢測車、擺式摩擦系數(shù)測定儀及手工鋪砂法從多個角度評價其使用效果。

5.1 擺式摩擦系數(shù)BPN

采用擺式摩擦系數(shù)測定儀對Thus極薄磨耗層路段工后的干燥和潮濕狀態(tài)下的路面抗滑值(BPN)進行了檢測，通過0.5、1.0、1.5 mm這3種水膜厚度來模擬3種不同的潮濕狀態(tài)，并與刻槽的原水泥混凝土路面進行對比，檢測結果見表9所示。

表9 干濕狀態(tài)下的BPN檢測值水膜厚度/mmBPN值隧道刻槽水泥混凝土路面極薄磨耗層0 56920 545731 042641 54059

由表9可得，原刻槽水泥混凝土路面干燥、潮濕狀態(tài)下的BPN值分別為56、45、42、40，潮濕狀態(tài)下的BPN值已臨近或不滿足規(guī)范不小于45的要求。

經處治后，其BPN值顯著大于未經處置的隧道刻槽水泥混凝土路面，干燥狀態(tài)下、0.5 mm水膜厚度、1.0 mm水膜厚度、1.5 mm水膜厚度的Thus極薄磨耗層BPN值較隧道刻槽水泥混凝土路面分別增加了64%、62%、52%、48%。隨著水膜厚度的增加，BPN增加的幅度逐漸減小。

對極薄磨耗層進行了跟蹤觀測，觀測過程中檢測干燥和潮濕(0.5 mm水膜厚度)2種狀態(tài)下的BPN值，結果如表10所示。

表10 BPN檢測值跟蹤觀測結果通車時長/月BPN值干燥潮濕092721866868365128265

如表10可得，采用極薄磨耗層處治后，原路面的抗滑性能得到大幅度提升。通車1 a后，雖有下降，但仍舊維持在較高水平。干燥狀態(tài)下BPN保持在82左右，潮濕(0.5 mm水膜厚度)狀態(tài)下BPN保持在65左右。

5.2 構造深度TD

采用人工鋪砂法對785 m試驗路段的構造深度進行了跟蹤觀測，每次檢測共測試10個斷面，每個斷面測試3個點位。檢測結果如表11所示。

表11 試驗段構造深度TD試驗結果時長/月平均值/mm標準差變異系數(shù)/%斷面數(shù)/個01．610．052．111．550．163．81061．460．154．4121．450．154．9

由表11所示，極薄磨耗層的構造深度隨著通車時間的增加呈現(xiàn)先減小后趨于穩(wěn)定的趨勢。工后構造深度為1.61 mm，工后1個月構造深度為1.55 mm，通車1個月內下降幅度較小；通車6個月和12個月的構造深度分別為1.46 mm和1.45 mm，構造深度變化幅度小，趨于穩(wěn)定。表明采用2.36～4.75 mm處斷開的級配設計方法能有效避免極薄磨耗層抗滑性能的迅速衰減。

5.3 橫向力系數(shù)SFC

采用橫向力系數(shù)測試車對極薄磨耗層路段工前1個月、工后1個月、工后1 a的超車道及主車道橫向力系數(shù)(SFC)進行了檢測，如表12所示。

原水泥路面主車道和超車道SFC已經低于或臨近《公路技術狀況評定標準》(JTG H20—2007)規(guī)定的臨界值40，養(yǎng)護處治后1個月，SFC均提高了30，抗滑性能顯著提升；運行1 a后，SFC仍維持在較高水平。

表12 極薄磨耗層路段車道抗滑性能類別SFC工前1個月工后1個月工后1a主車道386865超車道407067

綜合擺式摩擦系數(shù)BPN、構造深度TD及橫向力系數(shù)SFC的跟蹤觀測結果可得，超薄樹脂抗滑層可以顯著提高原路面的抗滑性能，并能在一定時間內維持在較高水平。

5.4 平整度IRI

采用多功能檢測車對極薄磨耗層路段工前1個月、工后1個月主車道平整度(IRI)進行了檢測，檢測結果如表13所示。

表13 極薄磨耗層路段主車道平整度 (m·km-1)樁號IRI工前工后1個月K1+4753 351 37K1+6002 641 21K1+7003 171 42K1+8002 551 49K1+9002 931 41K2+0003 191 35K2+1003 291 80K2+2003 262 06平均值3 051 51

由表13可得，實施極薄磨耗層處治后，平整度IRI由工前3.05下降為1.51，平整度有較大幅度的提升。

6 結語

本文開展了極薄磨耗層在隧道水泥混凝土路面抗滑養(yǎng)護中的應用研究，依托GL高速公路某隧道水泥混凝土路面專項養(yǎng)護工程項目，進行了室內材料檢測及高溫、水穩(wěn)定性能試驗，并對實體工程進行跟蹤觀測，通過擺式摩擦系數(shù)BPN、構造深度TD及橫向力系數(shù)SFC的綜合檢測評價及平整度IRI評價，結果表明極薄磨耗層可顯著提高原路面抗滑性能，并在一定時間內維持較高水平，具有良好的應用前景。

[1] 董海燕.Thus-12極薄磨耗層的功能與應用[J].市政設施管理，2013(4)：12-25.

[2] 高偉，石紅星，陸三峰，等.SMA與極薄磨耗層抗滑性能比較[J].市政技術，2016(3).

[3] 黃云涌，邵臘庚，劉朝輝.瀝青路面抗滑試驗研究[J].公路交通科技，2002(3)：5-8.

[4] 鄺宏柱，廖志高，柳本民.高速公路隧道路面抗滑性能評價標準研究[J].公路，2007(9)：85-88.

[5] 章瑩.超薄磨耗層施工技術在高速公路養(yǎng)護中的應用[J].安徽建筑，2009，16(5)：99-100.

[6] 何春木，蘇衛(wèi)國.Novachip 技術試驗路工程實踐[J].公路，2007(11)：85-90.