曾堯明

（湖南省高速公路集團(tuán)有限公司邵陽分公司洞口管理所，湖南長(zhǎng)沙 410000）

0 引言

近年來，隨著交通量、載重量的不斷增加，我國(guó)部分早期建設(shè)的高速公路水泥路面產(chǎn)生了錯(cuò)臺(tái)、刻槽損壞等一系列質(zhì)量缺陷，顯著降低路面平整度和抗滑能力，影響行車穩(wěn)定性、舒適性、安全性，亟須進(jìn)行修復(fù)處理。目前，一般采用刻槽、銑刨等工藝手段對(duì)道路表面質(zhì)量缺陷進(jìn)行處理，有效提升水泥路面路用性能。結(jié)合某高速公路實(shí)際工程案例，對(duì)高速公路水泥路面養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目銑刨及刻槽工藝的適用性進(jìn)行分析，通過實(shí)際施工中對(duì)兩種工藝施工情況的跟蹤監(jiān)測(cè)，總結(jié)出具體適用范圍。

1 工程概況

某高速公路項(xiàng)目總里程137.18km，路面形式為水泥混凝土結(jié)構(gòu)，采用雙向四車道布置，設(shè)計(jì)車速100km/h。結(jié)合長(zhǎng)期質(zhì)量監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，該高速公路K271+770—K281+000 區(qū)段內(nèi)路面平整度、抗滑能力顯著不足。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地勘察發(fā)現(xiàn)，該區(qū)段內(nèi)已通過刻槽手段進(jìn)行優(yōu)化處理，由于道路服役時(shí)間過長(zhǎng)，刻槽大面積被磨平，為充分保證道路路面使用性能，道路管養(yǎng)部門結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)具體狀況對(duì)各路段實(shí)施銑刨、刻槽處理[1-2]。

2 刻槽及銑刨對(duì)道路技術(shù)狀況的影響

2.1 路段處置及檢測(cè)情況

道路管養(yǎng)部門對(duì)上行K271+770—K281+000 路段及下行K274+000—K275+000 路段依次實(shí)施銑刨機(jī)刻槽處理。具體處置措施及檢測(cè)內(nèi)容如表1、表2 所示。

表1 公路路面處置情況一覽表

表2 路面檢測(cè)指標(biāo)一覽表

2.2 處置前后檢測(cè)結(jié)果對(duì)比

2.2.1 對(duì)平整度的影響

利用多功能道路檢測(cè)車對(duì)路面實(shí)施平整度檢測(cè)，通過國(guó)際平整度指標(biāo)IRI（m/km）對(duì)平整度實(shí)施評(píng)價(jià)，IRI 數(shù)值越大，表征道路平整度越差，反之越好。處置前后各路段平整度對(duì)比如圖1-圖4 所示[3]。

圖1 銑刨前后平整度對(duì)比曲線圖（上行1 車道）

圖4 刻槽前后平整度對(duì)比曲線圖（下行2 車道）

對(duì)各組檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)，公路路面平整度在銑刨后1 個(gè)月大幅度增加，2 年后開始出現(xiàn)下降。銑刨前、銑刨后1 個(gè)月及2 年的IRI 均值分別為2.77m/km、1.78m/km 和2.20m/km[4]。

刻槽前、刻槽后1 個(gè)月及2 年的IRI 值變化相對(duì)較小，其IRI（國(guó)際平整度指數(shù)）均值依次為2.75m/km、2.72m/km、2.80m/km。根據(jù)《公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（JTG 5210—2018）將IRI轉(zhuǎn)換成RQI（行駛質(zhì)量指數(shù)）。具體公式如下：

式（1）中：RQI表示行駛質(zhì)量指數(shù)；IRI表示平整度指數(shù)。按照RQI值結(jié)果可將平整度劃分成5 個(gè)級(jí)別，當(dāng)RQI≥88 為優(yōu)；當(dāng)80 ≤RQI＜88 時(shí)為良；當(dāng)70 ≤RQI＜80時(shí)為中；當(dāng)60 ≤RQI＜70 時(shí)為次；當(dāng)RQI＜60 時(shí)為差[5]。

銑刨處理后1 個(gè)月道路平整度評(píng)價(jià)為“優(yōu)”比重顯著增大，而銑刨處理2 年后，其平整度評(píng)價(jià)為“優(yōu)”比重呈現(xiàn)下降趨勢(shì)；刻槽前、刻槽后1 個(gè)月及2 年道路路面平整度等級(jí)評(píng)價(jià)變化相對(duì)較小[6]。

2.2.2 對(duì)抗滑性能的影響

該高速公路利用自動(dòng)摩擦系數(shù)測(cè)試設(shè)備完成路面抗滑性能實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，通過摩擦系數(shù)（SFC）對(duì)公路路面抗滑能力實(shí)施綜合評(píng)價(jià)，SFC 值越大，表征路面抗滑能力越強(qiáng)[7]。

對(duì)各組檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比發(fā)現(xiàn)：第一，公路路面銑刨處理1 個(gè)月后，其抗滑能力出現(xiàn)大幅度增大；2 年后其抗滑能力又降至處置前的狀態(tài)。其銑刨前、銑刨后1 個(gè)月及2 年的SFC 均值分別為40.7、52.2 和39.6。第二，路面經(jīng)刻槽處理后，抗滑性能在1 個(gè)月時(shí)略有增加，且2 年后變化幅度較小。路面刻槽前、刻槽后1個(gè)月及2 年SFC 均值依次為41.7、45.9 和46.l[8]。

根據(jù)最新公路工程技術(shù)指標(biāo)評(píng)價(jià)規(guī)程，將SFC 轉(zhuǎn)換成SRI。按照SRI 值結(jié)果可將平整度劃分成5 個(gè)級(jí)別，當(dāng)SRI≥90 時(shí) 為 優(yōu)；當(dāng)80≤SRI＜90 時(shí) 為 良；當(dāng)70≤SRI＜80 時(shí) 為 中；當(dāng)60≤SRI＜70 時(shí) 為 次；當(dāng)SRI＜60時(shí)為差。處理前后道路路面SRI 級(jí)別評(píng)價(jià)分布情況如圖5、圖6 所示[9]。

圖5 銑刨前后抗滑性能等級(jí)評(píng)價(jià)分布圖

圖6 刻槽前后抗滑性能等級(jí)評(píng)價(jià)分布圖

通過圖5、圖6 能夠看出：銑刨處理后1 個(gè)月道路抗滑能力均評(píng)定為“優(yōu)”，而銑刨處理后2 年時(shí)，其抗滑能力評(píng)定為“優(yōu)”的比重呈現(xiàn)下降趨勢(shì)；路面刻槽處理后1個(gè)月抗滑能力稍有增加，2 年時(shí)抗滑性能變化不大[10]。

3 不同處置措施對(duì)平整度及抗滑性能的影響分析

3.1 對(duì)平整度的影響分析

高速公路投入使用后，水泥混凝土路面因長(zhǎng)期遭受車輛荷載作用，出現(xiàn)開裂、錯(cuò)臺(tái)、沉降等質(zhì)量缺陷。根據(jù)破損程度的不同，可將錯(cuò)臺(tái)分為輕度錯(cuò)臺(tái)和重度錯(cuò)臺(tái)兩種形式。當(dāng)路面相鄰兩板高差不超過10mm 為輕度錯(cuò)臺(tái)；當(dāng)兩板高差超過10mm 時(shí)，則為重度錯(cuò)臺(tái)。路面錯(cuò)臺(tái)是影響平整度的關(guān)鍵指標(biāo)[11]。水泥混凝土路面銑刨處置時(shí)，其深度一般大于10mm。通過銑刨處理，可消除原路面存在的輕度錯(cuò)臺(tái)，減輕重度錯(cuò)臺(tái)，短期內(nèi)效果顯著。由于銑刨處理深度較淺，僅作用于道路面層，未對(duì)道路基層和路基進(jìn)行加固處理，一段時(shí)間后，路面錯(cuò)臺(tái)質(zhì)量缺陷會(huì)再次出現(xiàn)。因此，水泥混凝土路面銑刨處理后1 個(gè)月，其平整度得以大幅度增加，而2 年后則逐漸恢復(fù)至初期狀態(tài)[12]。

3.2 對(duì)抗滑性能的影響分析

水泥混凝土路面刻槽損壞后，車輪與路面間經(jīng)摩擦作用形成致密水膜，導(dǎo)致路面抗滑性能顯著下降。目前，高速公路水泥混凝土路面刻槽通常采用寬度5mm、深度4mm、間距20mm 進(jìn)行施工。經(jīng)刻槽處理后，公路表面粗糙度顯著增大，其抗滑性能有所改善。由于刻槽粗糙度可保持相當(dāng)長(zhǎng)一段時(shí)間，因而刻槽處理后2 年內(nèi)公路路面抗滑性能變化較小[13]。

水泥混凝土路面經(jīng)銑刨處理后，路面平整度得到明顯提高，并將原始路面結(jié)構(gòu)中的粗集料暴露出來，減小輪胎與路面間的接觸面積，有效降低水膜形成速率。由于銑刨深度較淺，其作用效果持續(xù)時(shí)間較短。一般情況下，銑刨處理后1.5～2 年，路面摩擦系數(shù)會(huì)顯著下降[14]。

4 結(jié)論

綜上所述，結(jié)合某高速公路實(shí)際工程案例，對(duì)高速公路水泥路面養(yǎng)護(hù)項(xiàng)目銑刨及刻槽工藝的適用性進(jìn)行分析，得出以下結(jié)論：第一，刻槽處理后路面紋理清晰，排水能力顯著增強(qiáng)，抗滑性能稍有改善，且短時(shí)間內(nèi)效果較好，對(duì)路面平整度基本無影響。該工藝針對(duì)路面平整度良好、刻槽磨損路段較為適用。第二，采用銑刨工藝可有效提升路面使用性能，短期效果較好，1.5～2 年后效果恢復(fù)至初期階段。因此，銑刨工藝主要用于刻槽清晰及路面路用性能較差的路段。