高性能薄层铺装技术在路面预防性养护中的应用研究
2021-11-06范益翔
范益翔
摘 要:大量道路运营2~3年后出现早期轻微病害,若不及时处理,病害随着时间推移会迅速发展,最终影响道路的使用功能。本文采用特种添加剂改善沥青混合料性能,研发高性能薄层铺装技术,结构层厚度2.5 cm,应用于沥青路面预防性养护工程。结果表明混合料高温抗车辙性能大幅提高,路面各项技术指标良好,具有良好的耐久性能,对路面出现的早期病害有着良好的修复作用。
关键词:高性能薄层铺装技术;特种添加剂;抗车辙性能;预防性养护
中图分类号:U418.6 文献标识码:A
0 引言
近年来,我国交通工程领域建设力度持续不减,截至2020年[1],我国公路里程数达519.81万公里,累计养护里程514.40万公里,占公路总里程99.0%。很多新建道路运营2~3年后便出现裂缝、集料剥落、抗滑不足、渗水等轻微病害,此类病害如不早期处置,随着时间的推移,病害发展速度加快,最终对整个路面结构层造成破坏,严重增加后期养护成本[2]。沥青路面预防性养护技术是针对路面早期病害进行处理,恢复路面功能,延长路面使用寿命,极大地节省了路面后期养护成本。
沥青路面预防性养护技术主要有碎石封层、微表处、雾封层、精表处、薄层罩面等[3-4]。与其它几种预防性养护技术相比,薄层铺装技术具有行车舒适性好、处理病害能力强、使用寿命长等优点。为进一步提高薄层铺装技术,研发了高性能沥青胶结料,配合特种粘层材料,实现薄层铺装技术的新突破。
本文通过室内试验,并结合工程应用实例,研究高性能薄层铺装技术在沥青路面预养护中的应用效果。
1 原材料
1.1 特种添加剂
本技术所用特种添加剂是采用高分子复合树脂、弹性体橡胶材料及相关添加剂制备而成,能够大幅度提高沥青混合料的抗车辙性能,同时能够降低混合料拌和温度,节能环保。添加剂采用干拌方式投入混合料中。添加剂具体技术指标见表1。
1.2 沥青
本技术采用SBS改性沥青作为沥青胶结料,改性沥青的相关指标见表2。
1.3 矿料
混合料粗集料采用玄武岩,细集料采用石灰岩,填料为石灰岩矿粉,所有矿料的各项技术指标均满足《公路沥青路面施工技术规范》的要求。具体性能指标见表3。
2 沥青混合料试验研究
在混合料中掺入高性能添加剂,进行沥青混合料配合比设计并对其路用性能进行试验研究。
2.1 混合料配合比设计
混合料级配选取规范推荐AC-10设计级配,采用马歇尔配合比设计方法确定混合料最佳油石比。混合料级配设计结果见表4。
2.2 沥青混合料性能试验
对混合料性能进行室内试验,试验结果见表5。
由表5可知,掺加0.6%的添加剂后,沥青混合料的各项性能指标均符合技术要求。混合料动稳定度提升较大,添加剂对混合料的高温稳定性能有着明显的改善效果,同时低温抗裂性能依旧满足要求。
3 高性能薄层铺装技术的工程应用
本技术在连云港市东海县236省道部分路段已成功应用。施工前对需处理路段进行前期检测,当原沥青路面的车辙深度小于15 mm时,可不进行车辙处理;若车辙深度大于15 mm时,必须进行车辙填充。采用常规施工方法,撒布的不粘轮特种粘層油洒布量为0.4 kg/m2~0.6 kg/m2。混合料拌和温度及现场摊铺碾压温度要求见表6。
因混合料摊铺厚度仅为2.5 cm,在摊铺时,热料温度散失较快,导致碾压时温度不足,常规混合料难以压实,本技术所用添加剂有着良好的温拌效果,能够保证在低于常规混合料碾压温度15℃~20℃时,碾压效果不受影响。碾压方案为初压采用钢轮压路机(前静后振)碾压1遍,复压采用胶轮压路机碾压2~4遍,终压采用钢轮压路机静压2遍。施工完成后路面质量检测结果见表7。
由表7可知,混合料压实效果良好,沥青路面各项指标均良好,提高了路面抗滑性能,解决了路面渗水问题,且通车半年后,路面指标仅有轻微下降。因此,本技术对旧沥青路面出现的轻微车辙、抗滑性能不足、表面开裂渗水等问题,有着良好的修复作用,且施工简单快捷,耐久性好。
本技术只需在原沥青路面上加铺2.5 cm沥青混合料,避免了传统养护铣刨后重铺的复杂工艺,节约成本,缩短养护工期,对交通影响较小,因此在沥青路面预防性养护中有着广阔应用前景。
4 结论
(1)掺入特种添加剂后,沥青混合料的动稳定度明显提高,高温抗车辙性能得到大幅提升。
(2)特种添加剂在改善混合料高温性能的同时,混合料的水稳定性良好,低温抗裂性能依旧满足要求。
(3)高性能薄层铺装技术能够有效修复沥青路面出现的轻微车辙、抗滑性能不足、表面开裂渗水等病害,施工简单快捷,耐久性好。
参考文献:
[1]交通运输部.2020年交通运输行业发展统计公报[N].中国交通报,2021-05-19(002).
[2]李智.沥青路面预防性养护技术在公路养护中的应用[J].交通世界,2020(32):60-61.
[3]盛开.超黏磨耗层在沥青路面预养护中的应用[J].交通世界,2020(29):57-58.
[4]胡鑫,吴祥燕,谌香玲,等.沥青路面精表处预防性养护材料分析[J].低碳世界,2020(9):143-144.