超薄磨耗层沥青混凝土在公路养护中的应用研究

2019-06-19 版权声明 举报文章

摘要:超薄沥青磨耗层是一种断级配沥青混合料, 铺筑厚度通常约20 ~ 25 m m 。超薄磨耗层能明显改善路面性能, 而成本也比较经济。超薄磨耗层可以用于高等级道路作为预养护和维修材料。

关键词:沥青混凝土路面 预防性养护 超薄沥青磨耗层 质量控制

中图分类号:X734 文献标识码:A 文章编号:

前言

超薄沥青磨耗层是一种新型的路面养护材料。这种路面材料大多采用断级配, 采用改性沥青, 因而比传统的沥青罩面具有更好的路用性能, 它可以长期保持路面良好的平整度、抗滑性, 既可以用于沥青路面预养护, 也可以用于路面维修材料。目前人们对超薄磨耗层了解不多, 为此希望本文的介绍能有所帮助和促进。

一、公路养护中的技术

所谓预防性养护是指在道路还没有出现严重病害或将要出现严重病害之前就进行的养护维修, 区别于矫正性养护。预防性养护是一种事先的、主动的养护, 预防性养护不但可以始终保持公路良好的服务水平, 而且在道路的寿命周期内还可以节省资金, 具有良好的社会经济效益。Novachip 超薄磨耗层技术是一种新型的预防性养护技术, 主要适应于交通量大、路面性能要求高的高等级路面的预防性养护或轻微病害的矫正性养护, 也可以用于新建道路的表面磨耗层, 是一种超长耐久的表面层, 具有抗滑、抗车辙、抗磨耗、降噪等特点, 且施工简单、快捷、可靠。超薄磨耗层技术施工效率较高、施工速度快、在短时间内即可开放交通。这种方法适用的路面病害类型有:

1横向、纵向和块状裂缝( 裂缝深度较浅) ;

2路面较严重的破损( 摊铺前必须清理脱落下来的松散材料) ;

3路面摩擦力降低;

4路面贫油、泛油;

5 路面渗水。

二、 NovaChip 实验路实施

1 方案选择思路

NovaChip 与石屑封层、雾封层相比,有抗车辙、排水、强度高等优势; 与微表处等工艺相比,具有降噪、排水等优势; 与OGFC 或SMA 相比有厚度薄、造价低、施工快速等优势,综合性能突出。因此试验路选择采用NovaChip 断级配B 型进行薄层罩面,通过NovaChip超薄磨耗层施工技术在某高速公路养护罩面中的应用,综合评价该技术在沥青路面预防性养护的可行性,包括经济性、应用效果等,为下阶段的养护决策提供科学正确的理论和实践依据。

2 实验路选择与配比设计

试验路选择了仅有轻微车辙,表面矿料存在轻微风化、剥落现象,有少量裂缝存在的路段。经现场检测,行车道车辙平均深度9mm,路面平均构造深度为0. 35mm,衰减明显,摆式摩擦系数值46BPN,路面基本不渗水。同时,该路段属事故多发路段之一,其中雨天事故的比例高于其他路段。因此,该路段符合今后路面养护的试验需求,并且试验段之间有一定的间隔,便于今后的观测。在配合比设计中,采用Superpave 旋转压实成型方法成型试件,根据混合料体积性质、沥青膜厚度和性能测试确定最佳沥青用量为4. 9%。其混合料体积性质技术要求检测如表1。

3 施工工艺与质量控制

生产过程中,按目标配合比为基准调整冷料仓的上料比例,确保热料仓矿料级配的稳定,严格控制热料仓掺配比例。由于矿料除尘后填料减少,掺入了4%的矿粉,NovaChip 沥青混合料的拌和时间以混合料拌和均匀、所有矿料颗粒全部裹覆沥青结合料为度,通常有效拌和时间为30 ~ 45s。

在运输过程中,采用吨位不超过30t 的自卸车运输混合料。装料前,彻底清扫车厢,并涂刷适量的防薄膜剂。车厢必须用棉被或油布遮盖,防止温度降低过快。装料时汽车前后移动,分几堆装料,以减少粗细集料的离析现象。运输车用布进行覆盖以减少热量损失,防止混合料灰尘污染、遭受雨淋或污染环境。采用温度计逐车对混合料出场及现场温度进行检测,插入深度要大于150mm。确保出场温度在170 ~180℃,到场摊铺温度不低于160℃。

在摊铺过程中,混合料必须使用专用设备NovaPaver 进行摊铺,NovaPaver 能够将防水粘结层和断级配的沥青混合料同步施工,一次成型,开始摊铺前必须预热熨平板,受料斗、螺旋送料器必须涂防粘剂。摊铺前必须校正NovaBond 的喷洒量,NovaBond作为防水粘结层的主要材料,必须确保其用量准确,NovaBond 的喷洒量为0. 85L /m2。摊铺时混合料的松铺系数为1. 05,摊铺温度160 ~ 170℃。摊铺速度控制在12m/min,其输出量和混合料的运送量、成型能力相匹配,以保证混合料均匀、稳定、不间断地摊铺。混合料未压实前,禁止进入践踏。除机械不能达到的死角外,不得用人工摊铺沥青混合料,人工摊铺时必须按照规范要求进行。施工纵缝宜与行车方向平行,不得出现波浪形曲线,施工完成后立即用竹耙将施工缝推成90°的立面。

碾压过程中,NovaChip 沥青混合料的碾压不是保证混合料的压实度,仅是让混合料骨料之间嵌挤稳定,从而保证结构稳定。碾压需要两台双钢轮压路机,吨位10 ~ 13t,碾压过程中不需振动,静态碾压两遍,纵向施工缝碾压可以增加一回碾压遍数,严禁使用轮胎式压路机和振动压实方式。混合料在摊铺后有一定作业面即可开始碾压,压路机紧跟摊铺机向前推进的进行碾压,碾压段长度大体相同,每次压到摊铺机跟前后折返碾压,碾压速度不得超过5km/h。为防止压路机工作中粘轮应适当洒水保持轮子湿润,使压路机正常工作。一台压路机的折回处都不得发生在同一横断面上,在摊铺机连续摊铺的过程中,压路机不得随意停顿,急转向。在当天施工结束后,不准将压路机或其它车辆停放在已经施工的磨耗层上。压路机加水等需要短时间停放的,停放在终压完成的段落。纵向接缝采用垂直接缝处理,碾压时压路机位于已压实的面层上,先压新铺层15cm,逐渐斜向移位错过新铺层再与新铺的混合料一起碾压,再改为纵向碾压使之平顺紧密。

三、超薄磨耗层性能评价

1 降噪性能评价

2009 年10 月28 日晚,对Novachip 试验段进行了噪音检测,检测时全路段封闭交通,检测数据可靠。本次检测车外噪音的均值与最大值,并与原AC - 13 老路面的噪音进行了比较。各检测点噪声检测结果见表2。

Novachip 试验段和原AC - 13 老路面车外噪音平均值对比见表3

可以看出,在车外,无论是平均噪音还是最大噪音,Novachip 路面都比原AC - 13 老路面小很多,降噪效果明显。在车内检测时,受到汽车发动机声音的干扰很大,数据差异并不明显。

2 排水性能评价

特意选择了不同的降雨环境( 小雨、中雨、大雨) 期间进行观察,观察情况见表4。

通过观测对比,我们发现与普通路面对比Novachip 路面车后水雾未发现有明显减少,但路表排水非常迅速,大雨期间未见明显水膜和径流,施工后半年来,该路段在雨天未发生一起交通事故。车后水雾没有像其他资料介绍的那样有明显减少,我们认为主要是轮胎后沿的真空空腔形成的吸力变化不大,其次大雨表面水位虽然通过连通空隙降低了,但还是留在路面结构层内,理论上,空隙内的水不容易被纵向吸起,粗糙的表面纹理和空隙的腔体压力还是提供了水体快速聚集的通道,形成水雾的要素依然存在。

防水养护的关键就是: 一是及时采取防水措施;二是采用质量好的防水材料( 灌缝材料) ,并控制灌缝施工工艺。各养护部门要因地制宜,采用合适的灌缝材料处治水泥混凝土路面裂缝和接缝,不仅能够有效地延长路面的使用寿命,而且具备施工简单、效率高、不断绝交通等优点。

同时,施工中应把握以下原则: 灌缝时机越早越好; 选用好的灌缝设备和灌缝材料; 严格按照施工工艺要求进行作业。这样才能更好地起到预防性养护的作用,使该项技术在今后的公路养护中得到更广泛的应用。

结束语

所谓预防性养护是指在道路还没有出现严重病害或将要出现严重病害之前就进行的养护维修, 区别于矫正性养护。预防性养护是一种事先的、主动的养护, 预防性养护不但可以始终保持公路良好的服务水平, 而且在道路的寿命周期内还可以节省资金, 具有良好的社会经济效益。预防性养护是科学性养护的具体体现, 对保护公路起到事半功倍的作用。

参考文献

[1] 罗艳玲. 高速公路沥青路面超薄磨耗层养护技术的应用[J]. 广东公路交通. 2011(01)

[2] 曾梦澜,彭良清,吴超凡,谭邦耀. 超薄磨耗层沥青混合料使用性能试验研究[J]. 武汉理工大学学报. 2012(04)

[3] 南雪峰. 超薄磨耗层矿料级配试验研究[J]. 公路. 2009(04)

[4] 李浩,张旭晨,曾艳. 超薄磨耗层沥青混凝土力学特性与疲劳性能研究[J]. 中外公路. 2009(04)

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