王學(xué)文 徐志祥

(江西省高速集團(tuán)路網(wǎng)運(yùn)營(yíng)管理公司養(yǎng)護(hù)技術(shù)中心，南昌 330038)

目前，江西省已建成通車高速公路6144 km，在建高速里程542 km，高速公路已經(jīng)逐步從“新建為主”向“養(yǎng)護(hù)為主”的方向轉(zhuǎn)變。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是一種在路面沒(méi)有結(jié)構(gòu)性損壞、 僅存在功能性缺陷情況下， 為延緩性能過(guò)快衰減、延長(zhǎng)使用壽命而對(duì)現(xiàn)有道路進(jìn)行有計(jì)劃、基于費(fèi)用-效益的主動(dòng)養(yǎng)護(hù)策略。 就地?zé)嵩偕夹g(shù)作為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的一種，具有一體化程度高，環(huán)境污染程度低，養(yǎng)護(hù)施工成本低等優(yōu)勢(shì)， 已在江西省高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)施工中得到廣泛應(yīng)用。

江西省高速公路成規(guī)模應(yīng)用就地?zé)嵩偕夹g(shù)始于2015 年， 先后在WJ 高速、TJ 高速、JWH 高速等路段實(shí)施。 截至2019 年底，就地?zé)嵩偕夹g(shù)在江西省高速公路的實(shí)施規(guī)模達(dá)到236 萬(wàn)m2，折合單車道630 km，歷年實(shí)施規(guī)模見(jiàn)表1。

實(shí)踐表明，高速公路瀝青路面在實(shí)施就地?zé)嵩偕?，隨著使用年限的增長(zhǎng)，路面抗滑性能指標(biāo)(SRI)衰減明顯，而瀝青路面抗滑性能是保證車輛行駛安全的重要指標(biāo)之一[1]。 基于此，本文對(duì)就地?zé)嵩偕夹g(shù)實(shí)施路面的抗滑性能衰減規(guī)律及原因進(jìn)行研究分析， 對(duì)其后續(xù)推廣實(shí)施有一定的借鑒和參考意義。

表1 江西省高速公路就地?zé)嵩偕鷼v年實(shí)施規(guī)模

1 就地?zé)嵩偕鸀r青路面抗滑性能衰減規(guī)律

為研究瀝青路面在實(shí)施就地?zé)嵩偕昂罂够阅艿淖兓?guī)律，本文選取江西省內(nèi)3 條高速公路(WJ 高速、TJ高速和JWH 高速)作為研究對(duì)象，對(duì)其分別在2015 年、2016 年和2017 年實(shí)施就地?zé)嵩偕范蔚穆访婵够阅苤笖?shù)(SRI)進(jìn)行了跟蹤檢測(cè)，詳細(xì)檢測(cè)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。

圖1 就地?zé)嵩偕访婵够阅苤笖?shù)(SRI)衰變圖

表2 就地?zé)嵩偕访婵够阅苤笖?shù)(SRI)跟蹤檢測(cè)數(shù)據(jù)

從圖1 可以看出，3 個(gè)路段在實(shí)施就地?zé)嵩偕蟮?年，路面抗滑性能指數(shù)(SRI)均得到顯著提升，但隨著使用年限的增長(zhǎng)，在未采取日常養(yǎng)護(hù)措施的前提下，路面抗滑性能指標(biāo)(SRI)下降明顯，一般在使用2～4 年后接近甚至低于實(shí)施前水平。

2 瀝青路面抗滑性能影響因素分析

瀝青路面抗滑性能是車輛橡膠輪胎與路面表面接觸后對(duì)車輪摩擦能力大小的表征， 目前的規(guī)范中高速公路瀝青路面主要用構(gòu)造深度或橫向力系數(shù)作為表征指數(shù)。結(jié)合國(guó)內(nèi)相關(guān)研究文獻(xiàn)， 本文將瀝青路面抗滑性能影響因素歸納為2 方面：宏觀構(gòu)造深度和微觀構(gòu)造深度。

2.1 宏觀構(gòu)造深度

瀝青路面的宏觀構(gòu)造深度指表面石料間的孔隙，用紋理深度表示。 瀝青路面的宏觀構(gòu)造深度取決于面層混合料級(jí)配和瀝青用量(油石比)。

(1)混合料級(jí)配。 合理的礦料級(jí)配可以保證集料顆粒間的咬合力和內(nèi)摩阻力， 在保證瀝青路面具有一定強(qiáng)度的同時(shí)， 使瀝青路面在車輛荷載作用下可以保持原有的空隙率。 瀝青路面宏觀構(gòu)造深度與空隙率呈良好的正相關(guān)關(guān)系， 恰當(dāng)?shù)募?jí)配可以保證瀝青混合料具有適當(dāng)且穩(wěn)定的空隙率，從而提供較好而且穩(wěn)定的宏觀構(gòu)造深度[2]。

(2)瀝青用量(油石比)。 瀝青用量對(duì)瀝青路面的宏觀構(gòu)造深度影響很大。瀝青在瀝青混凝土中起粘合作用，如果瀝青用量過(guò)大， 瀝青除在混凝土中形成結(jié)構(gòu)瀝青外還將有自由瀝青存在， 自由瀝青在夏季高溫狀態(tài)下較不穩(wěn)定，會(huì)溢出路面表面，形成路面瀝青膜，瀝青路面就會(huì)形成光面，紋理深度減小，抗滑性能降低。 如果瀝青用量過(guò)少，集料外露過(guò)多，雖然紋理深度較大，但瀝青路面的耐久性差，集料容易過(guò)早脫落，造成路面損壞，危及行車安全。

2.2 微觀構(gòu)造深度

瀝青路面的微觀構(gòu)造深度取決于集料的磨光值(PSV)，而集料的磨光值與集料性質(zhì)息息相關(guān)。

(1)瀝青混凝土中集料的形狀和表面粗糙度對(duì)瀝青混凝土路面的抗滑性能有較明顯的影響。 具有較明顯的面和棱角、 近似正方體且有明顯突出的粗糙表面的礦質(zhì)集料，經(jīng)碾壓后能相互嵌擠鎖結(jié)，形成較粗糙的混凝土路面[3]。

(2)集料的硬度、耐磨性對(duì)瀝青混凝土路面抗滑性能的影響更為顯著。硬度較低、耐磨性較差的集料雖然在路面施工初期也可形成較粗糙的表面， 但經(jīng)行車碾壓和磨耗作用，原來(lái)粗糙的表面很快就會(huì)被磨光，路面的抗滑性能急劇下降。

3 就地?zé)嵩偕鸀r青路面抗滑性能衰減原因分析

3.1 檢測(cè)方案

結(jié)合上一節(jié)的分析結(jié)果， 為找出就地?zé)嵩偕鸀r青路面抗滑性能衰減的原因， 本文分別對(duì)2015 年、2016 年、2017 年實(shí)施的就地?zé)嵩偕范芜M(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和相關(guān)指標(biāo)檢測(cè)，各路段具體實(shí)施樁號(hào)范圍如表3 所示。檢測(cè)指標(biāo)包括：路面構(gòu)造深度、混合料級(jí)配及油石比。

表3 就地?zé)嵩偕鷮?shí)施路段樁號(hào)范圍

3.2 檢測(cè)結(jié)果

(1)路面構(gòu)造深度

對(duì)實(shí)施的就地?zé)嵩偕范尾捎娩伾胺ㄟM(jìn)行構(gòu)造深度檢測(cè)，每個(gè)路段上下行各選取3 個(gè)斷面，每個(gè)斷面檢測(cè)3個(gè)點(diǎn)， 取平均值作為代表構(gòu)造深度， 現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)如圖2 所示，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表4。

圖2 鋪砂法現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)圖

表4 就地?zé)嵩偕范螛?gòu)造深度

(2)級(jí)配和油石比

對(duì)實(shí)施的就地?zé)嵩偕范芜M(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)取芯，每個(gè)路段隨機(jī)抽取3 個(gè)芯樣， 并對(duì)芯樣進(jìn)行加熱、 分散、燃燒或抽提、水洗、篩分處理，確定芯樣混合料級(jí)配和油石比，現(xiàn)場(chǎng)取芯和室內(nèi)試驗(yàn)如圖3 所示，檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表5。

圖3 現(xiàn)場(chǎng)取芯和室內(nèi)試驗(yàn)

表5 就地?zé)嵩偕范稳⌒緳z測(cè)級(jí)配和油石比

3.3 結(jié)果分析

為進(jìn)一步分析就地?zé)嵩偕鸀r青路面抗滑性能衰減原因， 將3 個(gè)再生路段的檢測(cè)級(jí)配與原路面設(shè)計(jì)級(jí)配曲線進(jìn)行對(duì)比，如圖4～6 所示。

圖4 WJ 高速就地?zé)嵩偕鷮?shí)施路段級(jí)配檢測(cè)結(jié)果對(duì)比圖

圖5 TJ 高速就地?zé)嵩偕鷮?shí)施路段級(jí)配檢測(cè)結(jié)果對(duì)比圖

圖6 JWH 高速就地?zé)嵩偕鷮?shí)施路段級(jí)配檢測(cè)結(jié)果對(duì)比圖

根據(jù)檢測(cè)結(jié)果， 結(jié)合就地?zé)嵩偕募夹g(shù)原理以及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況， 本文將就地?zé)嵩偕鸀r青路面抗滑性能指標(biāo)衰減原因歸納如下：

(1)按照《公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D50-2017)的規(guī)定， 瀝青路面的構(gòu)造深度TD 不小于0.55 mm。 本次檢測(cè)的3 個(gè)就地?zé)嵩偕范螛?gòu)造深度TD 雖均大于0.55 mm，但與交工時(shí)期的構(gòu)造深度(0.7～0.8 mm)對(duì)比均下降明顯， 進(jìn)一步驗(yàn)證了就地?zé)嵩偕鸀r青路面抗滑性能檢測(cè)指標(biāo)(SRI)衰減現(xiàn)象。

(2)從圖4～6 可以看出，3 個(gè)就地?zé)嵩偕鷮?shí)施路段的級(jí)配曲線均在原設(shè)計(jì)級(jí)配曲線的中值線以上， 說(shuō)明現(xiàn)狀級(jí)配均比原設(shè)計(jì)級(jí)配要細(xì)，但油石比均屬于正常范圍。按照《公路瀝青路面再生技術(shù)規(guī)范》(JTG/T 5521-2019)的規(guī)定， 就地?zé)嵩偕旌狭蠎?yīng)以瀝青混合料回收料中的回收礦料與新礦料的合成級(jí)配作為級(jí)配設(shè)計(jì)依據(jù)， 由于新集料添加數(shù)量有限，在再生過(guò)程將級(jí)配調(diào)整至最佳狀態(tài)，此外，RAP 料在長(zhǎng)期服役過(guò)程中級(jí)配進(jìn)一步細(xì)化[4]，導(dǎo)致再生路面抗滑性能指標(biāo)的衰減。

(3)就地?zé)嵩偕鷮?shí)施路段的瀝青混合料中80%以上為RAP 料，原集料在再生之前的長(zhǎng)期服役過(guò)程中，集料的硬度、耐磨性能以及表面粗糙程度均受到一定程度影響，隨著再生路面使用年限的增長(zhǎng)，在輪載作用下，表面集料磨光值下降迅速，導(dǎo)致再生路面抗滑性能指標(biāo)的衰減。

4 結(jié)語(yǔ)

(1)就地?zé)嵩偕鸀r青路面在未采取任何養(yǎng)護(hù)措施的前提下，抗滑性能指標(biāo)(SRI)下降明顯，一般在使用2～4 年后接近甚至低于實(shí)施前水平。

(2)就地?zé)嵩偕访姹旧砑?jí)配的不佳和服役過(guò)程中級(jí)配進(jìn)一步細(xì)化是就地?zé)嵩偕鸀r青路面抗滑性能衰減的主要原因。

(3)RAP 料在再生之前的長(zhǎng)期服役過(guò)程導(dǎo)致其性能下降，在輪載作用下，表面集料磨光值下降迅速，加劇了再生路面抗滑性能指標(biāo)的衰減。