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        精細(xì)抗滑保護(hù)層路用性能評(píng)價(jià)

        2019-10-08 06:44:48尚兵龔睿
        中國公路 2019年17期
        關(guān)鍵詞:改性施工

        尚兵,龔睿

        (1.中國葛洲壩集團(tuán)公路運(yùn)營有限公司,四川 遂寧 629000;2.河南省高遠(yuǎn)公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)有限公司,河南 新鄉(xiāng) 453000)

        隨著我國高速公路通車?yán)锍讨鹉晏岣撸访嫘阅芎头?wù)能力越來越受到道路養(yǎng)護(hù)行業(yè)的重視,除傳統(tǒng)的霧封層、微表處等預(yù)防性養(yǎng)護(hù)手段外,近年來精細(xì)抗滑保護(hù)層在安徽、湖北、廣東等多個(gè)省市得到了大規(guī)模應(yīng)用,整體使用效果較好。

        精細(xì)抗滑保護(hù)層采用雙層施工,底層采用同步碎石車灑布高黏改性乳化瀝青及撒布3mm~5mm(或4mm~6mm)單粒徑碎石,上層采用改性乳化瀝青進(jìn)一步穩(wěn)定碎石,使碎石封層初期穩(wěn)定,最終形成一個(gè)包含集料顆粒的“富油”的膠結(jié)板體。該結(jié)構(gòu)能封閉裂縫,防止水進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部,同時(shí)為路表提供一個(gè)均勻、粗糙的耐磨表面。試驗(yàn)證明,該結(jié)構(gòu)抗滑性能良好。

        一、試驗(yàn)原材料

        (一)高黏改性乳化瀝青

        精細(xì)抗滑保護(hù)層施工初期集料顆粒之間的嵌鎖作用尚未完全形成,其性能受結(jié)合料的性能影響很大,要求黏結(jié)料具有很高的黏性,所以要求使用高黏改性乳化瀝青。工程中常用的改性劑主要為SBR和SBS,本文采用復(fù)配的方式添加,綜合考慮施工中對(duì)成型速度的要求及材料生產(chǎn)、運(yùn)輸過程中的穩(wěn)定性要求,乳化劑采用中裂乳化劑。所制得的高黏改性乳化瀝青技術(shù)指標(biāo)見表1。

        表1 高黏改性乳化瀝青技術(shù)指標(biāo)

        (二)集料

        集料的性質(zhì)是影響精細(xì)抗滑保護(hù)層路用性能的另一個(gè)重要因素,精細(xì)抗滑保護(hù)層成型后,呈單層分布的石料直接承受車輪荷載的作用,因此精細(xì)抗滑保護(hù)層的集料宜采用輝綠巖、玄武巖等硬質(zhì)石料,以保證足夠的抗壓碎能力和抗磨耗能力。此外,為保證石料的嵌鎖作用,避免后期出現(xiàn)“掉料”的情況,集料應(yīng)具有良好的幾何特性,針片狀含量不宜過大。本文采用的集料為內(nèi)鄉(xiāng)玄武巖,其技術(shù)指標(biāo)如表2所示。

        (三)穩(wěn)固劑

        穩(wěn)固劑的主要作用是進(jìn)一步增強(qiáng)黏結(jié),主要成分為改性乳化瀝青,技術(shù)指標(biāo)如表3所示。

        二、試驗(yàn)方法

        (一)濕輪磨耗試驗(yàn)

        參照《稀漿混合料濕輪磨耗試驗(yàn)》(T0752-2011)中的試件尺寸,模擬現(xiàn)場施工方式制備兩組試件,每組5個(gè)。采用濕輪磨耗儀對(duì)兩組試件分別采用干磨和濕磨方式進(jìn)行試驗(yàn),以試件磨耗前后質(zhì)量損失率對(duì)精細(xì)抗滑保護(hù)層水穩(wěn)定性和耐磨耗性能分析、評(píng)價(jià)。

        (二)車轍變形試驗(yàn)

        參照《稀漿混合料車轍變形試驗(yàn)》(T0756-2011)中的試件尺寸,模擬現(xiàn)場施工方式制備試件。采用負(fù)荷車輪試驗(yàn)儀對(duì)其進(jìn)行碾壓,以碾壓后試件寬度的變形率對(duì)精細(xì)抗滑保護(hù)層碎石嵌擠能力分析、評(píng)價(jià)。

        表2 集料技術(shù)指標(biāo)

        表3 穩(wěn)固劑技術(shù)指標(biāo)

        (三)落球試驗(yàn)

        參照國外碎石封層的落球試驗(yàn)方法并模擬現(xiàn)場施工方式成型試件,分別在-5℃和25℃兩種試驗(yàn)條件下進(jìn)行試驗(yàn),10s內(nèi)落下3個(gè)質(zhì)量為425g的鋼球,以擊落集料質(zhì)量與原集料質(zhì)量的比值作為評(píng)價(jià)精細(xì)抗滑保護(hù)層碎石與黏結(jié)材料的黏結(jié)性能的指標(biāo)。

        三、試驗(yàn)結(jié)果及分析

        試驗(yàn)結(jié)果如表4所示:對(duì)比正常情況下微表處的磨耗值(250g/m2~500g/m2),精細(xì)抗滑保護(hù)層的磨耗值較低,表面精細(xì)抗滑保護(hù)層有較好的抗水損壞能力、耐磨耗性;而對(duì)比一般情況下車轍變形試驗(yàn)寬度變形率為2%~5%,說明精細(xì)抗滑保護(hù)層集料之間的石料嵌鎖較好;相對(duì)于碎石封層落球試驗(yàn)質(zhì)量損失率為3%~20%,落球試驗(yàn)的結(jié)果表明,石料與黏結(jié)料之間的黏結(jié)較好,精細(xì)抗滑保護(hù)層的抗剝落能力較好。

        表4 試驗(yàn)結(jié)果

        四、工程應(yīng)用及跟蹤評(píng)價(jià)

        (一)施工工藝

        精細(xì)抗滑保護(hù)層適用于無大面積結(jié)構(gòu)性病害的各等級(jí)瀝青路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù),施工工藝如下:

        1.首先要對(duì)原路面病害進(jìn)行處置,保證原路面具有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和穩(wěn)定性,然后采用專用清掃設(shè)備去除表面塵土和雜物;

        2.采用同步碎石封層車將“高黏改性乳化瀝青”和“單粒徑碎石”同步灑(撒)布,進(jìn)行下層施工,施工過程中保證材料均勻,一般情況下碎石覆蓋率為100%~110%;

        3.下層施工后進(jìn)行短暫養(yǎng)生,養(yǎng)生時(shí)間視天氣條件而定,隨后采用膠輪壓路機(jī)進(jìn)行碾壓,碎石穩(wěn)定后采用專用清掃設(shè)備將未黏結(jié)碎石清掃并回收;

        4.待下層養(yǎng)生成型后,進(jìn)行穩(wěn)固劑施工;

        5.穩(wěn)固劑成型后即可開放交通。

        (二)實(shí)體工程跟蹤評(píng)價(jià)

        精細(xì)抗滑保護(hù)層先后在全國部分省市的數(shù)十個(gè)項(xiàng)目得到了應(yīng)用,其耐久性、抗滑性能和防水能力均較為突出。本文分析了其中的界阜蚌高速公路、珠江黃埔大橋公路、許平南高速公路、襄荊高速公路、蘭尉高速公路等跟蹤檢測數(shù)據(jù),檢測結(jié)果如表5所示。

        隨著通車時(shí)間的增加,構(gòu)造深度和摩擦系數(shù)均有一定程度的降低,通車3年后趨于穩(wěn)定,施工初期構(gòu)造深度可達(dá)1.2mm,穩(wěn)定后仍可達(dá)到0.65mm。

        除個(gè)別項(xiàng)目因施工期間天氣原因?qū)е戮植枯嗃E帶處有少量集料脫落外,其余各項(xiàng)目整體效果較好,充分反映出精細(xì)抗滑保護(hù)層具有抗滑能力強(qiáng)、防水能力好、行駛舒適性強(qiáng)、噪聲小、外表美觀和耐久性好的特點(diǎn)。其中珠江黃埔大橋等部分早期實(shí)施過精細(xì)抗滑保護(hù)層的大橋已通車使用近八年,目前仍然保持較好的狀況。

        表5 各項(xiàng)目跟蹤檢測結(jié)果平均值備注:平均日自然交通量約2.5萬輛。

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