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        高韌超薄瀝青磨耗層在市政道路工程中的應(yīng)用

        2022-09-15 07:07:56
        城市道橋與防洪 2022年8期
        關(guān)鍵詞:嘉善縣大道面層

        姚 坤

        [上海市政工程設(shè)計研究總院(集團)有限公司,上海市 200092]

        0 引 言

        我國大部分城市主干道都采用瀝青路面,瀝青路面具有高溫穩(wěn)定性、耐疲勞性、低溫抗裂性等優(yōu)點[1],然而由于車輛的行走時間、氣候等客觀因素的影響,瀝青路面會出現(xiàn)明顯的損壞。通常磨耗層的壽命小于10 a,因此需要定期對磨耗層進行更新。常見的瀝青磨耗層有:熱拌瀝青混合料面層,適用于各種等級道路的面層;冷板瀝青混合料面層,適用于支路及以下道路的面層、支路的表面層;溫拌瀝青混合料面層,拌和溫度120~130℃。但常規(guī)的瀝青表面磨耗層存在施工能耗高、抗滑耐久問題、應(yīng)用的局限性等。

        1 工程概況

        嘉善縣城區(qū)智能交通綜合提升改造工程(一期)道路工程是為加快推進長三角一體化示范區(qū)建設(shè),提升先行啟動區(qū)嘉善片區(qū)顯示度,打造的標志性道路,該項目被列為嘉善縣2021年度重大項目和嘉善城區(qū)品質(zhì)提升攻堅戰(zhàn)的標志性項目。該項目主要對世紀大道、城西大道進行綜合提升改造,其中世紀大道西起洪三公路,東至平黎公路,全長約7.4 km;城西大道南起嘉善縣界,北至世紀大道,全長約3.28 km。結(jié)合道路整治,響應(yīng)“新基建”的發(fā)展要求,依托“車路協(xié)同”技術(shù),實現(xiàn)“車、路、人、機”的信息共享,提升車輛駕駛安全,改善駕駛體驗。

        世紀大道和城西大道自建成通車以來,一直為嘉善縣的主要城市道路,近年來由于交通量的增加以及施工年限的增加,導(dǎo)致原有瀝青路面產(chǎn)生裂縫、坑洼等病害。為滿足司乘人員舒適性的要求,同時提高公路的服務(wù)質(zhì)量,需對路基段水泥混凝土路面進行病害修復(fù)和瀝青罩面品質(zhì)化的提升改造。本次高韌超薄磨耗層加鋪工作共計實施面積約為34萬m2。

        2 高韌超薄磨耗層技術(shù)的施工控制

        2.1 原路面處治與工作面清理

        為保證高韌超薄磨耗層的正常施工,需要在正式施工前對原路面進行一定的處理。

        (1)病害處理

        由于高韌超薄磨耗層的施工,需要要求原路面結(jié)構(gòu)強度強。本項目世紀大道原路面存在裂縫、坑槽、沉陷、網(wǎng)裂等病害,對于本路段各種病害,本項目按照以下原則進行處治:

        a.裂縫

        對于寬度小于0.5 mm的裂縫可不予處治,待加鋪高韌超薄瀝青磨耗層時,由乳化瀝青滲透破乳后將裂縫進行密封;對于寬度在0.5~3 mm的裂縫,可采用高粘彈瀝青進行灌縫處理。

        對于邊緣出現(xiàn)碎裂、縫寬在3 mm以上的貫穿式裂縫,可采取帶狀挖補方法,修補材料采用SMA-13改性瀝青混合料。

        b.坑槽、沉陷及網(wǎng)裂

        本次項目針對坑槽及網(wǎng)裂病害,采用的是熱料熱補的方式,修補材料采用SMA-13改性瀝青混合料,有以下修復(fù)措施。

        一是為保證道路修補的整體性,修補原則為圓洞方補、斜洞正補。

        二是在工作面干燥后,底部及側(cè)面噴灑改性乳化瀝青黏層。

        三是修補后新填補部分應(yīng)略高于舊瀝青路面。

        四是對修補接縫處進行封縫處理。

        (2)提升窨井蓋

        路面中存在窨井蓋、煤氣管道蓋、通信光纜蓋等蓋子,在采用高韌超薄磨耗層進行加罩時,為便于一次性完成道路鋪裝,在實施高韌超薄磨耗層前,必須先進行井蓋整體提升。在施工前相應(yīng)設(shè)施蓋子標高預(yù)先提高2 cm,如圖1和2所示,并在其上表面涂上油或采用薄膜覆蓋,經(jīng)同步攤鋪完成后迅速清理蓋子表面殘留瀝青混合料,完成整體路面的鋪裝。

        圖1 確定井蓋抬升高度

        圖2 回填井蓋邊槽

        (3)精銑刨處理

        在保證不影響人行道路石下水口標高前提下,從道路施工前對于路緣石處,距離路緣石1~1.5 m的位置開始往路緣石銑刨出一個倒三角臺階(接近路緣石處的銑刨深度為2.0~3.0 cm),攤鋪時可自然接順原路緣石。

        2.2 瀝青混合料的生產(chǎn)與施工溫度控制

        高韌超薄瀝青磨耗層采用PG94型高粘高彈聚合物改性瀝青作為膠結(jié)材料,對拌和工藝具有更高的技術(shù)要求,為確?;旌狭系某善焚|(zhì)量,需要嚴格控制每一盤混合料的生產(chǎn),具體技術(shù)要求如表1。

        表1 熱拌高韌超薄磨耗層技術(shù)溫度控制 單位:℃

        2.3 瀝青混合料的同步攤鋪技術(shù)

        同步攤鋪技術(shù)將原有的瀝青路面施工的兩種步驟結(jié)合為一個步驟,即噴灑粘油層和攤鋪超薄瀝青同步進行,如圖3所示。圖4為同步攤鋪機現(xiàn)場實施場景。

        圖3 同步噴灑攤鋪技術(shù)示意

        圖4 同步攤鋪機現(xiàn)場實施圖

        圖5為同步攤鋪完成后外觀效果圖。從外觀上看,整體攤鋪路面均勻黝黑,顯著提高了路面的視覺效果。

        圖5 同步攤鋪外觀實施效果

        2.4 高韌超薄瀝青混合料的壓實

        (1)采用攤鋪機熨平板已經(jīng)可以將瀝青的密實度增加到常規(guī)瀝青路面的90%,再采用雙鋼輪壓路機多次碾壓,最終進行靜壓收光整平。

        (2)碾壓過程中壓路機保持均勻速度碾壓。并應(yīng)對超薄瀝青的鋪設(shè)厚度、碾壓速率、溫度、遍數(shù)進行嚴格檢查。

        2.5 養(yǎng)護與開放交通

        在使用超薄瀝青混合料完成碾壓30 min后,經(jīng)檢測溫度低于50℃,滿足道路交通開放要求[2],較常規(guī)瀝青需3 h才能開放交通,大大減少了對交通及社會環(huán)境的影響。

        3 高韌超薄瀝青混合料質(zhì)量評價及應(yīng)用效果評估

        為保證所實施的超薄瀝青路面質(zhì)量條件,采用室內(nèi)試驗和現(xiàn)場試驗相結(jié)合的方式,評價實施后的路面性能[3-4]。

        根據(jù)表2可知:本次嘉善縣城區(qū)智能交通綜合提升改造工程(一期)道路工程中所應(yīng)用的高韌超薄磨耗層瀝青混合料所有檢測指標均滿足技術(shù)指標要求;浸水馬歇爾殘留穩(wěn)定度及凍融劈裂殘留強度比遠好于技術(shù)要求,表明混合料的水穩(wěn)定性能良好;車轍動穩(wěn)定度表明高韌瀝青混合料具有良好的高溫抗車轍能力;肯塔堡飛散損失表明高韌超薄磨耗層的抗剝落性能良好,高韌瀝青混合料內(nèi)部瀝青與石料間具有良好的粘結(jié)效果;四點彎曲疲勞試驗結(jié)果表明高韌超薄磨耗層瀝青混合料具有良好的抗疲勞性能,能夠保證此磨耗層在車輛重復(fù)荷載作用下?lián)碛休^長的疲勞壽命。

        表2 髙韌瀝青混合料后評估測試項目及評價結(jié)果

        由表3可知:本次高韌超薄磨耗層實施效果良好,路面平整度整體提高了4 mm,且罩面后車內(nèi)行車噪音降低3~5 dB,車外行車噪音降低5~6 dB,顯著地提高了路面行車舒適性;世紀大道罩面后的構(gòu)造深度和摩擦系數(shù),由罩面前的0.61 mm和48.6 BPN改進為1.15 mm和69 BPN,路面抗滑性能顯著提升,為車輛行駛提供了安全保障;滲水系數(shù)為26 mL/min,小于標準值30 mL/min,表明此磨耗層壓實度和密實性良好;層間拉拔強度檢測結(jié)果為0.86 MPa,高于標準值0.6 MPa,表明高韌超薄磨耗層層間粘結(jié)性能良好。

        表3 應(yīng)用效果后評估測試項目及評價結(jié)果

        4 結(jié)論

        針對嘉善縣道路系統(tǒng)的改造,提出應(yīng)用0.8~2 cm級別的熱拌高韌超薄磨耗層技術(shù),并總結(jié)了其施工控制技術(shù),快速的提高了世紀大道及城西大道的路面提升改造工作。

        高韌超薄磨耗層技術(shù)的實施提高了道路功能性能、行車安全性能、力學(xué)性能等各項性能,實現(xiàn)了原路面綜合品質(zhì)的提升,改善了行車環(huán)境和舒適性,得到了政府以及城市居民的高度認可,符合當前綠色與高性能材料的發(fā)展趨勢,可為同類型瀝青路面磨耗層施工提供一定的工程參考。

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