高速公路養(yǎng)護工程中不同罩面方案的使用效果分析

孫霞

（江蘇省交通技師學院，江蘇 鎮(zhèn)江　212006）

高速公路養(yǎng)護工程中不同罩面方案的使用效果分析

孫霞

（江蘇省交通技師學院，江蘇 鎮(zhèn)江212006）

瀝青路面的罩面可解決路面的裂縫、車轍、沉陷、擁包等病害，徹底改善路面的使用狀況。本文以京滬高速（沂淮江段）的路面大修工程為依托，對三種路面罩面的性能和使用效果進行評定，指出摻加聚酯纖維的改性瀝青混凝土罩面在車轍狀況、行駛質(zhì)量、裂縫狀況、修補狀況及養(yǎng)護狀況等方面具有較大的優(yōu)勢，值得在后續(xù)的高速公路路面養(yǎng)護中推廣。

路面養(yǎng)護；罩面；養(yǎng)護效果；分析

1　工程概況

京滬高速（沂淮江段）是京滬高速中位于江蘇省境內(nèi)的一段，是我省重要的沿海大動脈，也是江蘇省“五縱九橫五聯(lián)”高速公路網(wǎng)的中軸線。通車以來，在交通荷載和環(huán)境等因素作用下，路面結構和功能相繼出現(xiàn)破壞，相繼出現(xiàn)坑槽、橫向裂縫、車轍、修補密集問題，有些路段甚至出現(xiàn)嚴重損壞。2009年前江蘇京滬高速公路有限公司每年都對路面性能相對較差的路段采用微表處、熱再生、罩面、銑刨重鋪等措施進行養(yǎng)護處治，使路面整體服務質(zhì)量保持在一個相對較好的水平。但由于交通流量快速增長、重載、超載、高溫雨季等因素作用，路面每年仍會出現(xiàn)不同程度的裂縫、車轍、沉陷、擁包等病害，路面病害在一定周期內(nèi)不斷發(fā)生。

為了徹底改善路面狀況，京滬高速公路在2010年至2011年期間進行了全線瀝青路面集中專項治理工程，采用改性瀝青混凝土、摻聚酯纖維的改性瀝青混凝土和橡膠瀝青混凝土的全幅罩面養(yǎng)護方案，提升道路服務性能。自2011年改造結束至今，罩面路段已通車運營了3～4年，現(xiàn)階段罩面后路面各項性能狀況整體較優(yōu)，但罩面后路面繼續(xù)承受繁重的交通荷載作用，少數(shù)路段出現(xiàn)了車轍、坑塘等破損。因此，需要對瀝青路面不同罩面的使用情況進行對比，評價不同罩面的使用效果，為后續(xù)的養(yǎng)護施工提供指導。

2　養(yǎng)護施工的罩面方案及特點

京滬高速公路自2008年便開始采用單層罩面方案對路況較差路段進行養(yǎng)護處治，大修罩面工程主要在2010年和2011年兩年內(nèi)進行，2008年和2009年僅有很少部分路段進行了罩面（試驗段）。罩面方案共采用了四種材料，其中約47％的路段使用改性瀝青混凝土AC-13S（PG76-22），約有32％的路段使用改性瀝青混凝土AC-13S（PG76-22，摻加2.5‰聚酯纖維），約有12％的路段采用了橡膠瀝青混凝土AR-AC13，其余采用了AC-13型改性瀝青混合料。為了能準確評估不同罩面方案的養(yǎng)護效果，需要區(qū)分養(yǎng)護時間和養(yǎng)護材料進行分析。由PMS京滬高速公路系統(tǒng)中采集的關于大修方案設計資料可知，罩面前針對路面狀況較差路段采用了銑刨重鋪或就地熱再生方案進行了病害預處理。

京滬高速路面罩面工程中所使用的三種材料具有各自性能特點以及優(yōu)勢。相比普通瀝青混合料和AC-13型改性瀝青混合料，符合PG76-22要求的改性瀝青混凝土AC-13S的高溫性能得到提升。摻加聚酯纖維的改性瀝青由于聚酯纖維本身具有發(fā)揮高粘度的特點，可以使纖維與瀝青，集料緊密結合，從而提升材料防治水損害的能力。在瀝青材料中摻加橡膠粉能夠有效改善瀝青的高低溫性能，提高混合料抗反射裂縫的能力，從而減少瀝青路面的龜裂，車轍，減緩瀝青路面的老化，在一定程度上能夠提升瀝青路面的行駛安全性同時延長路面的使用壽命。

3　不同罩面方案的養(yǎng)護效果評估

針對三種不同材料養(yǎng)護的罩面，分別選取單位長度為1000米左右的代表性路段，以破損面積（m2）和車轍深度（m）等作為評價指標進行比較分析。為減少樣本基礎之間的差異性，選取路段自2010年10月攤鋪至今均未進行過其他中修養(yǎng)護處理。

3.1三種罩面樣本路段車轍分析

從PMS系統(tǒng)中分別統(tǒng)計三種材料的瀝青路面在養(yǎng)護后開始的3個月、7個月、1年、2年、3年時的車轍數(shù)據(jù)。對于部分缺省數(shù)據(jù)，采用線性插值方法估測大致的車轍性能數(shù)據(jù)。京滬方向三種罩面方案車轍深度變化，如圖1所示。

圖1　京滬方向三種罩面方案車轍深度變化圖

在京滬方向路面罩面養(yǎng)護的初始階段，三種類型罩面的車轍深度均處快速增長階段，其中摻加聚酯纖維的改性瀝青混凝土的增長速度相對較快。使用三年之后，摻加聚酯纖維的改性瀝青混凝土的車轍深度較高，達6.87mm。但是在采集到的樣本數(shù)據(jù)中，有一組數(shù)據(jù)的車轍深度較高，所以在樣本量較小的情況下對最終的均值產(chǎn)生了較大的影響。滬京方向則是摻加聚酯纖維的改性瀝青混凝土的車轍發(fā)展速度相對較慢，而普通改性瀝青混凝土材料的路面車轍深度在同時期內(nèi)始終處于最高水平。

3.2三種罩面樣本路段路面破損情況分析

根據(jù)從京滬高速PMS系統(tǒng)中提取的有關道路破損類病害數(shù)據(jù)，整理三種罩面樣本路段面積類破損和線型類破損數(shù)據(jù)。面積類破損為所選取的每種罩面1000米的路段內(nèi)的破損總量，線型類破損為裂縫總長度。

三種類型罩面的面積類年破損總量都較為規(guī)律地隨使用時間的增長而增長，其中性能表現(xiàn)最差的屬橡膠瀝青混凝土罩面。三種類型罩面的每年年內(nèi)線型類破損總量大體呈上升趨勢，根據(jù)路面損壞產(chǎn)生的時間可知，三種罩面材料路面破損均在養(yǎng)護一年后才逐漸產(chǎn)生，且路面損壞量很少，2010年罩面方案對京滬高速公路路面車轍和破損狀況均起到了良好的修復作用，養(yǎng)護效果明顯。此外，根據(jù)樣本路段的破損情況可以大致判定，在橡膠瀝青混凝土罩面、普通改性瀝青罩面以及摻加纖維的改性瀝青罩面這三種類型的罩面中，摻加聚酯纖維改性瀝青罩面的養(yǎng)護效果最優(yōu)。

4　不同罩面養(yǎng)護效果的對比

為綜合評定不同罩面養(yǎng)護方式的工程應用效果，有必要對不同材料類型罩面所有路段的路面性能指標進行對比分析，3種罩面養(yǎng)護路段的性能見表1。

表1　京滬高速不同材料類型罩面路段性能現(xiàn)狀對比

由表1的統(tǒng)計數(shù)據(jù)可知：改性瀝青混凝土的車轍均值最大，橡膠瀝青混凝土的車轍均值最小，而車轍深度超過15mm的改性瀝青混凝土最大，改性瀝青混凝土（摻加聚酯纖維）最小，改性瀝青混凝土（摻加聚酯纖維）罩面路段路面整體車轍病害最輕，不摻假聚酯纖維的改性瀝青混凝土罩面路段抗車轍性能略差。此外，橡膠瀝青混凝土罩面路段平均每公里裂縫數(shù)量是摻加聚酯纖維的改性瀝青混凝土罩面路段的2.1倍，未摻加聚酯纖維的改性瀝青混凝土罩面路段平均每公里裂縫數(shù)量是摻加聚酯纖維的改性瀝青混凝土罩面路段的1.1倍，表明橡膠瀝青混凝土控制裂縫數(shù)量的性能最差，而摻加聚酯纖維的改性瀝青混凝土控制裂縫數(shù)量的性能最優(yōu)。三種材料罩面路段路面行駛質(zhì)量和抗滑性能相當，橡膠瀝青混凝土罩面路段路面行駛質(zhì)量和抗滑性能略差于其他兩種材料罩面路段。

從歷史修補狀況來看，橡膠瀝青混凝土罩面路段歷史修補狀況最為嚴重，而摻加聚酯纖維的改性瀝青混凝土罩面路段歷史修補最少。橡膠瀝青混凝土罩面路段銑刨重鋪的比例是摻加聚酯纖維的改性瀝青混凝土路段的2.56倍，未摻加聚酯纖維的改性瀝青混凝土罩面路段銑刨重鋪的比例是摻加聚酯纖維的改性瀝青混凝土路段的3.08倍。因此，摻加聚酯纖維的改性瀝青混凝土罩面養(yǎng)護后銑刨重鋪比例最小，未摻加聚酯纖維的改性瀝青混凝土罩面養(yǎng)護后銑刨重鋪比例最大，摻加聚酯纖維可以提高路面各項性能，增強路面使用的耐久性。

為方便衡量三種罩面材料的路面性能，選擇三種材料間差異較為明顯的路面性能指標，如車轍狀況、行駛質(zhì)量、裂縫狀況、修補狀況及養(yǎng)護狀況，并分別賦予相同的權重，五種衡量指標中從最優(yōu)到最差分別賦予3～1分，三種罩面材料的路面性能指標得分排序見表2。

表2　三種罩面材料的路面性能指標得分排序

由表2可知，改性瀝青混凝土（摻加聚酯纖維）的路面性能得分最高，表明改性瀝青混凝土（摻加聚酯纖維）罩面路段的整體養(yǎng)護效果最佳，值得在后續(xù)的高速公路路面養(yǎng)護中推廣。

5　結語

通過對三種罩面方案的的使用效果進行評估，得出以下結論：

5.1現(xiàn)階段京滬高速公路各罩面路段路面性能狀況整體較好，局部路段路面出現(xiàn)車轍嚴重、修補較為密集或平整度較差的現(xiàn)象。

5.2相比改性瀝青混凝土和橡膠瀝青混凝土，摻加聚酯纖維的改性瀝青混凝土的抗車轍性能最優(yōu)，而且可以有效延緩路面病害的發(fā)生。

5.3相比其它路面罩面方案，摻加聚酯纖維的改性瀝青混凝土罩面路段的整體養(yǎng)護效果最佳，其在車轍狀況、行駛質(zhì)量、裂縫狀況、修補狀況及養(yǎng)護狀況等方面均有較大的優(yōu)勢，可以顯著提升路面的各項性能，增強路面使用的耐久性。

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孫霞（1989.03-）女，本科，研究方向：交通工程的教學及行政管理。

U416.2

文章編號：1003-5168（2015）-12-0105-2