喬 杰
(山西省公路局 晉中分局,山西 晉中 030600)
高速公路運營初期,瀝青路面會出現(xiàn)輕微的開裂、磨光等病害,如不及時處理很容易進一步發(fā)展。精表處對瀝青路面輕微病害的維修效果好,可有效控制病害的進一步發(fā)展,且可以有效防止新病害的產生[1]。某高速公路在運營通車一段時間后,相繼出現(xiàn)了輕微裂縫、磨光、車轍等病害,路面使用狀況產生了一定幅度的下降,擬采用精表處對路面病害進行處治。綜合考慮氣候、材料來源和交通荷載等因素的影響[2],進行原材料選配和配合比設計,并在養(yǎng)護后對路面的抗滑性能和抗?jié)B性能進行檢測,以評價養(yǎng)護效果。
某高速公路設計全長83.904 km,路基設計寬度為26 m,設計最大車速為120 km/h,于2006年建成通車,2018年對路面結構進行了一次大修。在2020年路面調查過程中,發(fā)現(xiàn)局部路段產生了輕微裂縫、磨光病害,并有進一步發(fā)展的趨勢。該高速公路位于山嶺重丘區(qū),自運營通車以來交通量增長幅度較大,且重型運煤貨車較多。
高速公路路面使用狀況調查方法主要采用人工徒步調查,對路面病害類型、所處樁號位置、數(shù)量長度等進行記錄,并進行病害描述。根據調查結果,瀝青路面整體使用狀況良好,只有局部路段出現(xiàn)了輕微裂縫和磨光,主要集中在長下坡和急轉彎路段。分析原因,裂縫是由于車輛荷載、溫度變化等因素造成的,磨光是由于長下坡路段車輛頻繁制動造成,應及時進行養(yǎng)護維修提高路面抗滑性能,保證行車安全。以1 km長度作為一個調查段,對路面使用狀況開展評價,其中K215+000—K239+000段部分路段病害較集中,根據調查結果對各路段路面使用狀況開展評價,評價結果如表1所示。
表1 K215+000—K239+000段部分路段路面使用狀況評價結果
根據上述路段路面使用狀況評價結果,可以看出所有路段PQI值均在90以上,評定等級均為優(yōu),K223+000—K224+000和K238+000—K239+000段PCI值小于90,評定等級為良[3]。
結合路面使用狀況調查和評價結果,K215+000—K239+000段只有部分路段出現(xiàn)了輕微裂縫和磨光現(xiàn)象,對路面結構基本不產生影響,擬采用精表處進行預防性養(yǎng)護,封閉裂縫、提高路面抗滑性能,還可以起到防止路面病害產生的效果。
施工前徹底清潔瀝青路面,對寬度較大的裂縫進行處理,然后加鋪精表處結構層。精表處結構層總厚度為5 mm,采用“三油兩砂”施工,分為底層、中間層和面層3層[4]。底層施工同步灑布Ⅰ型高性能膠結料和細集料,膠結料可滲入路面結構內部,封閉路表孔隙,提高防水性能。中間層施工同步灑布Ⅱ型高性能膠結料和細集料,與底層材料相互嵌擠,形成密實穩(wěn)定的結構層,提高路面行車舒適性。面層施工時灑布Ⅱ型高性能膠結料,對中間層松動、不牢固的材料進一步黏結加固,防止材料脫落,起到固定和保護作用。
高性能膠結料選用油溶性液體環(huán)氧瀝青類材料,高性能膠結料I型和Ⅱ型主要技術要求如表2和表3所示。
表2 高性能膠結料Ⅰ型主要技術要求
表3 高性能膠結料Ⅱ型主要技術要求
集料選擇干凈、清潔、多棱角的碎石,主要技術指標及技術要求如表4所示。
表4 精表處集料主要技術指標及技術要求
精表處集料的級配如表5所示。
表5 精表處集料的級配
按照設計要求,每1~3 km為一個評價路段,對精表處養(yǎng)護后路面滲水系數(shù)進行檢測。按照設計要求,檢測頻率為3點/km,檢測值不得大于10 mL/min。為了對比分析養(yǎng)護效果,在施工前后選取試驗段進行滲水系數(shù)檢測,檢測位置為路面輪跡位置。每個測點采用滲水試驗進行兩次檢測,前后檢測點布置在不同的車道。取K225+000—K226+000段滲水試驗檢測結果作為研究對象,檢測結果如表6所示,養(yǎng)護前后滲水系數(shù)對比分析如圖1所示。
表6 K225+000—K226+000段養(yǎng)護前后滲水試驗檢測結果
圖1 K225+000—K226+000段養(yǎng)護前后各測點滲水系數(shù)對比圖
分析表6和圖1可以得出,瀝青路面養(yǎng)護后瀝青路面滲水系數(shù)明顯下降,降幅90%左右,且滲水系數(shù)均小于10 mL/min,達到了設計要求。養(yǎng)護前瀝青路面滲水系數(shù)均高于10 mL/min,在運營通車一段時間后瀝青路面表面的瀝青膜脫落,滲水系數(shù)增加,路面抗?jié)B性能下降,亟需進行維修。養(yǎng)護后瀝青路面滲水系數(shù)下降了90%左右,各測點滲水系數(shù)均滿足設計要求,路面抗?jié)B性能明顯提高。
路面抗滑性能檢測主要對擺值和構造深度進行檢測,評定路段長度、檢測頻率與滲水系數(shù)相同。選取K238+000—K239+000段作為評定路段,擺值檢測采用擺式儀,構造深度檢測采用鋪砂法,檢測結果如表7和表8所示。
表7 精表處養(yǎng)護前后路面擺值檢測結果
表8 精表處養(yǎng)護前后路面構造深度檢測結果
分析表7數(shù)據,養(yǎng)護前路面擺值最小值為37 BPN,不滿足《公路瀝青路面設計規(guī)范》(JTG D50—2017)中擺值不得低于45 BPN的要求,養(yǎng)護后路面擺值明顯提高,提高百分率最高達到47.14%,其中檢測結果最小值為61 BPN,滿足設計要求的不低于45 BPN的要求。
分析表8數(shù)據,養(yǎng)護后路面構造深度得到了一定幅度的提高,最大提高百分率達到42.11%,檢測結果最小值為72 mm。雖然養(yǎng)護前路面構造深度也滿足設計要求,但養(yǎng)護后構造深度得到了大幅提高。
總之,通過對比分析試驗數(shù)據,養(yǎng)護后瀝青路面的擺值和構造深度均得到了大幅提高,說明路面抗滑性能明顯提高。
結合某高速公路路面病害調查和使用狀況評價結果,制定方案采用精表處進行養(yǎng)護維修,并進行預防性養(yǎng)護,提高路面使用性能,養(yǎng)護前后檢測路面滲水系數(shù)和抗滑性能,分析試驗結果得出以下結論:
a)養(yǎng)護后瀝青路面滲水系數(shù)下降90%左右,滿足不大于10 mL/min的設計要求,路面抗?jié)B性能明顯提高。
b)養(yǎng)護后瀝青路面的擺值和構造深度進一步提升,其中擺值提高明顯,滿足不低于45 BPN的設計要求,路面抗滑性能明顯提高,達到了預期的養(yǎng)護效果。