低噪抗滑極薄磨耗封層在舊水泥路面的加鋪應(yīng)用

■游 鎧

（福州市羅源公路事業(yè)發(fā)展中心，福州 350600）

隨著我國經(jīng)濟(jì)和交通事業(yè)的發(fā)展，汽車保有量急劇上升，路面的荷載也逐漸增大。 水泥路面作為我國早期主要的路面形式在我國現(xiàn)有公路中占據(jù)較大比例，但是水泥路面已漸漸不能滿足人民群眾出行的需求。 一方面，隨著生活水平的提升，人們對(duì)行車時(shí)舒適性的要求越來越高，水泥路面行車時(shí)的顛簸和噪音是影響行車舒適性的重要因素。 另一方面，大部分水泥路面均已服役較長年限，路面狀況惡化，抗滑能力大大降低，嚴(yán)重影響到行車安全[1-2]。針對(duì)這一現(xiàn)象，在原有水泥路面上加鋪瀝青混凝土面層可達(dá)到“白加黑”的效果并解決上述問題[3]，但傳統(tǒng)的加鋪方案造價(jià)較高，經(jīng)濟(jì)性不佳，而且容易出現(xiàn)反射裂縫。 為了解決該矛盾，尋求一種經(jīng)濟(jì)適用、性價(jià)比高的水泥混凝土路面快速“白加黑”技術(shù)方案成為當(dāng)下的熱門。

極薄磨耗封層是一種高強(qiáng)度、極薄、低噪抗滑的以高黏高彈乳化瀝青為核心材料的新式封層技術(shù)。以福建省羅源縣G104 線為試驗(yàn)段，開展低噪抗滑極薄磨耗封層在舊水泥路面“白加黑”的應(yīng)用研究，并對(duì)其效果進(jìn)行評(píng)價(jià)，可為該項(xiàng)技術(shù)在類似“白加黑”工程應(yīng)用提供技術(shù)指導(dǎo)與參考。

1 工程概況

本項(xiàng)目依托工程為G104 線K2258+295-385右側(cè)路段。 該路段為二級(jí)公路，設(shè)計(jì)速度60 km/h。2013 年12 月通車，路基寬度17 m，路面寬14.5 m。路面結(jié)構(gòu)為25 cm 水泥混凝土路面+15 cm 水泥穩(wěn)定碎石層+15 cm 填隙碎石層，水泥砼設(shè)計(jì)彎拉強(qiáng)度5.0 MPa,交通量9978 輛/晝夜。

由于該路段大型客車和中型貨車較多，路面抗滑性能衰減較快，行車噪音較大，嚴(yán)重影響了行車安全性和行車舒適性。

2 極薄磨耗封層

極薄磨耗封層是一種低噪抗滑、具有高粘結(jié)強(qiáng)度的新型封層技術(shù)，其工藝為采用同步封層車將層間界面劑、高黏高彈乳化瀝青、骨料、高黏高彈乳化瀝青、表面保護(hù)劑依次同步灑(撒)布到路面上，形成厚度為3～8 mm 的表面封層[4]。 極薄磨耗封層技術(shù)特點(diǎn)如下：（1）路面平坦、黑色美觀、噪音?。唬?）強(qiáng)度高，耐磨、抗滑性能好；（3）封層效果好，有效防止水下滲，保護(hù)下層結(jié)構(gòu)不會(huì)進(jìn)一步破壞；（4）具有裂紋修復(fù)、坑槽修補(bǔ)等多種功能，有效防止反射裂縫的產(chǎn)生；（5）使用壽命長，不同類型服役時(shí)間可達(dá)3～8 年；（6）與下面層粘結(jié)力強(qiáng)，不會(huì)產(chǎn)生脫皮等薄層常見病害；（7）開放交通速度快，從施工完畢到開放交通僅需5 h；（8）在瀝青混凝與和水泥混凝土兩種面層上都可鋪設(shè)；（9）鋪設(shè)成本和能耗遠(yuǎn)小于熱拌瀝青，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益，同時(shí)對(duì)環(huán)境友好。

極薄磨耗封層工藝簡(jiǎn)單，成本低，污染小，平坦美觀， 鋪設(shè)后能有效提升路面抗滑性能和耐磨性能，同時(shí)還具有降噪效果，有效提升了行車體驗(yàn)。 能夠提升路面使用年限，滿足重載及大交通量道路的使用需求。 對(duì)原路面出現(xiàn)的裂縫等病害能進(jìn)行修復(fù)，有效防止出現(xiàn)常見“白加黑”技術(shù)遇到的反射裂縫問題，同時(shí)適用范圍廣，是滿足本項(xiàng)目試驗(yàn)段路況需求的優(yōu)秀“白加黑”技術(shù)。

3 材料性能

本次實(shí)施的極薄磨耗封層所用高黏高彈乳化瀝青的性能試驗(yàn)結(jié)果見表1。 所用骨料應(yīng)潔凈耐磨、與瀝青粘結(jié)良好，物理性能的試驗(yàn)結(jié)果見表2。

表1 高黏高彈瀝青試驗(yàn)結(jié)果

表2 骨料性能試驗(yàn)結(jié)果

4 施工工藝及技術(shù)參數(shù)

4.1 施工前準(zhǔn)備

施工前準(zhǔn)備包括：（1）下承層路面應(yīng)干燥、潔凈；（2）選用乳化高黏瀝青作為結(jié)合料時(shí)，施工、養(yǎng)生期內(nèi)的氣溫宜高于15℃；（3）施工前，應(yīng)對(duì)原路面進(jìn)行檢查， 確認(rèn)原路面已按照規(guī)范和要求進(jìn)行了處置；（4）施工前應(yīng)準(zhǔn)備好相關(guān)施工機(jī)具，確認(rèn)工作狀態(tài)良好，并對(duì)極薄磨耗封層車進(jìn)行計(jì)量標(biāo)定。

4.2 施工工藝

（1）確認(rèn)待施工區(qū)域，做好交通安全維護(hù)；（2）對(duì)作業(yè)路面的局部病害及時(shí)進(jìn)行處置；（3）路面清掃；（4）對(duì)路緣石等交通附屬設(shè)施進(jìn)行保護(hù)；（5）對(duì)路面車道標(biāo)線進(jìn)行銑刨或保護(hù)；（6）施劃施工導(dǎo)線；有路緣石、車道線等作為參照物時(shí)，不必施劃；（7）采用極薄磨耗同步封層車將層間界面劑-復(fù)合改性高粘高彈乳化瀝青-耐磨抗滑集料-復(fù)合改性高粘高彈乳化瀝青-表面保護(hù)劑等按照順序同步施工至原路面；（8）手工或小型機(jī)具修復(fù)局部施工缺陷；（9）初期養(yǎng)生，養(yǎng)生期嚴(yán)禁車輛和行人通行；（10）使用膠輪壓路機(jī)碾壓；（11）開放交通。 極薄磨耗封層施工過程見圖1。

圖1 極薄磨耗封層施工過程

4.3 施工關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)

（1）根據(jù)路幅寬度，調(diào)整施工寬度，寬度宜控制在0.6～4 m；應(yīng)盡量減少縱向接縫數(shù)量，搭接寬度宜為10 cm。 縱向接縫不宜位于輪跡帶區(qū)域。 （2）極薄磨耗封層車噴灑系統(tǒng)應(yīng)實(shí)現(xiàn)灑布量可調(diào)，計(jì)量精度不應(yīng)低于1%。 極薄磨耗封層車集料撒布裝置應(yīng)實(shí)現(xiàn)撒布量可調(diào)，計(jì)量精度不應(yīng)低于2%。 （3）按設(shè)計(jì)的材料用量施工； 封層車行駛速度宜控制在100～300 m/min，保持車速和灑/撒布量均勻穩(wěn)定。 （4）使用3 t 以上膠輪壓路機(jī)碾壓，在確保不粘輪情況下，應(yīng)盡早實(shí)施碾壓4～6 遍。

5 應(yīng)用效果評(píng)價(jià)

本項(xiàng)目于2021 年8 月在G104 線K2258+295-385 右側(cè)路段進(jìn)行試驗(yàn)路鋪設(shè)， 對(duì)舊水泥路面和鋪設(shè)完成的極薄磨耗封層路面進(jìn)行外觀觀測(cè)和路用性能檢測(cè)，對(duì)極薄磨耗封層技術(shù)在“白加黑”工程中的應(yīng)用效果進(jìn)行評(píng)定。

5.1 表觀功能評(píng)定

施工前： 舊水泥路面刻紋具有較大程度磨損，部分水泥板塊產(chǎn)生微裂紋及小型坑洞。 施工后：極薄磨耗封層表面平整、均勻，大大提高了美觀性。 施工完成養(yǎng)護(hù)5 h 后即可開放交通，此時(shí)乳化瀝青破乳完全，與集料粘結(jié)完好形成完整的整體，未出現(xiàn)“飛石”現(xiàn)象；未出現(xiàn)集料粘輪和脫皮現(xiàn)象。

5.2 路面狀況評(píng)定

5.2.1 技術(shù)性能評(píng)價(jià)

為檢驗(yàn)低噪抗滑極薄磨耗封層在舊水泥路面上進(jìn)行“白加黑”工程的路況改善效果，對(duì)施工前后試驗(yàn)段的性能進(jìn)行評(píng)定。 在試驗(yàn)段鋪設(shè)前后分別對(duì)舊水泥路面和極薄磨耗封層的滲水系數(shù)、 構(gòu)造深度、擺值、粘結(jié)強(qiáng)度、平整度進(jìn)行性能檢測(cè)，檢測(cè)結(jié)果見表3。

表3 試驗(yàn)段施工前后路面性能檢測(cè)

由表3 可知低噪抗滑極薄磨耗封層構(gòu)造深度和擺值相較于舊水泥路面有明顯提升。 舊水泥路面經(jīng)過長時(shí)間的服役產(chǎn)生了表面磨光、 露骨等現(xiàn)象，使得舊水泥路面構(gòu)造深度降低， 抗滑性能衰減明顯，嚴(yán)重影響到行車安全。 鋪設(shè)低噪抗滑極薄磨耗封層后試驗(yàn)段的構(gòu)造深度由0.72 mm 提升到1.5 mm，擺值由60 提升到76，說明低噪抗滑極薄磨耗封層鋪設(shè)到舊水泥路面上能有效提升原路面的抗滑性能，大大提升行車的安全性，可以有效保護(hù)人民群眾人身財(cái)產(chǎn)安全。 一方面，極薄磨耗封層應(yīng)用于水泥路面“白加黑”工程中與原水泥路面粘結(jié)強(qiáng)度極強(qiáng)，達(dá)到了1.20 MPa，極薄磨耗封層與舊水泥路面緊密粘連， 雖然其厚度僅有6 mm 卻能有效抵御脫皮等病害。 另一方面，試驗(yàn)段3 m 平整度由6.23 mm 降低到4.08 mm， 說明極薄磨耗封層能有效改善水泥路面的平整度，提升行車體驗(yàn)。

5.2.2 降噪效果評(píng)價(jià)

在試驗(yàn)段鋪設(shè)前后分別對(duì)舊水泥路面和極薄磨耗封層進(jìn)行噪音檢測(cè)， 噪音檢測(cè)內(nèi)容包括車內(nèi)噪音與車外噪音， 檢測(cè)時(shí)車速分別為40 km/h 和60 km/h，詳見表4～5。

表4 試驗(yàn)段車速40 km/h 噪音檢測(cè)對(duì)比（單位：dB(A））

表5 試驗(yàn)段車速60 km/h 噪音檢測(cè)對(duì)比（單位：dB(A））

檢測(cè)結(jié)果表明極薄磨耗封層技術(shù)應(yīng)用于舊水泥路面“白加黑”工程中導(dǎo)致車內(nèi)噪音小幅增加，車外噪音大幅降低。具體表現(xiàn)為車速40 km/h 時(shí)舊水泥路面車內(nèi)噪音相較于極薄磨耗封層路面升高1.5 dB（A），車外噪音相較于極薄磨耗封層路面降低3.0 dB（A）；車速60 km/h 時(shí)舊水泥路面車內(nèi)噪音相較于極薄磨耗封層路面升高1.1 dB（A），車外噪音相較于極薄磨耗封層路面降低4.0 dB（A）。 結(jié)果表明極薄磨耗封層相較于舊水泥路面能大幅度降低車輛行駛產(chǎn)生的噪音，有效降低行車對(duì)道路周邊人民群眾產(chǎn)生的噪聲影響，但是行車過程中車內(nèi)噪音會(huì)小幅度上升， 略微影響車內(nèi)人員行車體驗(yàn)。隨著通車時(shí)間的延長，車輪對(duì)極薄磨耗封層的反復(fù)碾壓，車內(nèi)噪音將逐漸降低。

6 結(jié)論

本文通過對(duì)舊水泥混凝土路面試驗(yàn)段加鋪低噪抗滑極薄磨耗封層技術(shù)比較傳統(tǒng)的 “白加黑”展開研究，結(jié)果表明：

（1）極薄磨耗封層的性能優(yōu)異，鋪設(shè)后能顯著提高路面的構(gòu)造深度和摩擦系數(shù)， 抗滑性能良好，能夠有效提升行車安全，保證了人民群眾人身財(cái)產(chǎn)安全。

（2）極薄磨耗封層造價(jià)低、污染小、施工方便快捷、強(qiáng)度高，可對(duì)原路面病害進(jìn)行修補(bǔ)，使用年限長，是一種優(yōu)秀的舊水泥路面“白加黑”技術(shù)。

（3）極薄磨耗封層應(yīng)用于舊水泥路面“白加黑”工程能有效提升路面的平整度， 提升行車舒適性；雖然初期略微增加了行車時(shí)車內(nèi)噪音（隨著通車時(shí)間的延長車內(nèi)噪音逐漸降低）， 卻大大降低了行車時(shí)車外噪音對(duì)周圍環(huán)境的影響，改善了周邊群眾的感受。

本試驗(yàn)段的成功應(yīng)用為低噪抗滑極薄磨耗封層技術(shù)在水泥路面“白加黑”工程推廣和實(shí)施提供了一定的借鑒和參考。