沥青路面薄层罩面的结构功能特性研究论文_钱璞,杨勇

沥青路面薄层罩面的结构功能特性研究论文_钱璞,杨勇

榆林路桥勘察设计院 榆林公路管理局 陕西榆林 719000

摘要:现阶段我国公路已进入养护改造期,薄层罩面技术作为一种预防性养护措施,经较多工程验证其性能改善最为明显。本文总结了薄层罩面的功能特性,对薄层罩面的推广和应用起到一定作用。

关键词:沥青路面、养护、薄层罩面、结构功能

Abstract:At this stage the highway industry has entered the maintenance period in china.As a preventive maintenance measure,thin layer covering technology has been verified by many projects to improve its performance most obviously.This paper summarized the functional characteristics of thin-layer coatings,which plays a import role in the promotion and application of thin layer.

Key words:asphalt pavement,maintenance,thin layer,function

0.引言

改革开放以来,我国公路建设事业与社会经济发展齐头并进,已达到一个飞速发展的时期。随着越来越多的沥青路面建成投入使用,受环境因素、气候条件、结构设计、交通量、超载车辆等因素的影响,早期修筑的很多沥青路面其结构完整,但路用性能已经大大降低,主要表现为路面的破损(裂缝、坑槽、车辙等)、抗滑性、平整度和行车舒适性等的降低,因此,大量的路面养护亟需解决,而预防性养护正是解决该问题的良策[1-3]。最早提出预防性养护概念的美国已指出在众多的预防性养护措施中,薄层罩面性价比最高[4]。此外,在道路建设的可持续发展战略的背景下,通过减薄沥青混凝土层厚度即沥青混凝土面层薄层罩面技术已成为沥青路面养护的最优选择[5]。

1.薄层罩面的适用性

薄层沥青混凝土罩面是指在原路面加铺沥青功能层,其厚度通常为30~40mm[6]。沥青薄层罩面仅对路表功能进行修复,对路面结构承载力贡献不大。

《公路养护技术规范》[7]对沥青路面罩面、封层、抗滑层的适用范围分别进行规定,然而该规范中建议的适用范围比较宽泛,并不能很好的为薄层罩面的应用提供指导。张书华[8]对薄层罩面的适用条件和适用范围进行了详细描述。辽宁省地方标准《超薄磨耗层设计与施工技术规范》[9]使用公路技术状况评价指标来对薄层罩面的适用条件提出建议:当路面结构强度指数PSSI<0.8,路面破损率DR>2%,国际平整度指数IRI>3.5m/km,不建议采用超薄磨耗层罩面;当车辙深度RD>15mm或路面裂缝率>1%时,首先应对路面进行车辙填充或对裂缝进行修补处理,然后再进行超薄磨耗层罩面。这种采用量化指标的建议方法更加明确,更有指导意义。

2.薄层罩面结构功能特点

薄层罩面除了应该满足高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性和耐久性等沥青混凝土常规基本路用性能之外,其自身结构还应具有以下特点:

2.1抗滑性

为保证车辆的安全行驶,通常对路面抗滑性要求较高,然而,雨天路面积水是导致路面抗滑性能降低的一个重要不利因素。大量研究表明,加铺抗滑罩面是提高路面抗滑能力的一种有效的措施。而大空隙开级配排水式沥青磨耗层(OGFC)凭借较大的空隙率和粗糙的表面构造,在雨天排水方面表现出色并显著提高路面抗滑性能[10-12]。但是空隙率较大极易使沥青老化,矿料与结合料剥离,加之路面空隙被堵塞,从而影响路面的预期功能。邵立波[13]设计出一种主要用于恢复路表抗滑性能的小粒径混合料,粗集料采用9.5-4.75mm的单一粒径的颗粒,粗细集料的质量比例通过特殊设计的体积填充法来确定,室内基本性能试验表明其具有良好的使用功能,特殊设计的抗滑衰减试验表明,该混合料具有有效持久的抗滑能力。

2.2降噪性

交通噪声近年来受到广泛关注。一些欧洲国家采用薄层罩面来降低路面噪声,并取得很好效果[14]。研究表明,交通噪声中典型频率500HZ的吸声系数a与空隙率Vv的经验公式为[15]:a=1.655Vv-6.058,表明大空隙混合料有利于降低噪声。

Aybike Ongel等[16]通过对不同混合料类型进行降噪分析发现,开级配沥青混合料可显著降低噪声水平,降低的程度与空隙率和路面构造密切相关。由此可见,OGFC降噪效果比较好,但较大的空隙率导致其耐久性较差。王旭东[17]采用6种不同的路面结构分析影响路面噪声的主要影响因素,结果表明:影响路面噪声的主要因素是混合料的粒径和孔隙率。

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2.3密水性

当沥青路面的防渗能力较差时,不仅影响沥青路面本身的稳定性,而且还影响基层的稳定性。因此,沥青路面必须具有一定的抗渗能力,这在潮湿多雨的地区尤为重要。而薄层罩面由于结构特点,在原路面与罩面之间设置粘结防水层,这样可以显著提高其密水抗渗性。李小松[18]为解决路面的密水性、耐久性与表面构造深度之间的矛盾以提高路面的路用性能,选用AC-10作为罩面层,并通过增加7.1mm筛孔,采用正交试验对混合料设计中的重要参数:CA比、FAc比、油石比以及7.1mm筛孔通过率对抗滑性能均进行分析,结果表明,影响最大的是CA比;进而通过调整7.1mm通过率,合理控制CA比、拌合温度以及油石比就能得到了抗滑特性优、抗高温变形能力强同时耐久性能好的AC-10薄层罩面。

3.结论

薄层罩面至今已发展了四十多年,在各个国家都有了一定应用并取得了很好的效果,由于薄层罩面以节约路面材料和减少养护资金投入为目标,许多国家都致力于薄层罩面养护方式的研究。薄层罩面作为一项预防性养护技术,对于改善沥青路面表面功能如平整、抗滑、降噪、密水等以及节约资源和延长路面使用寿命起到重要作用,在道路养护中具有良好的推广、应用前景。

参考文献:

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[15]杨春,王泽民,张志文.OGFC空隙率的选取与对级配设计的影响[J].公路交通技术,2008.

[16]Aybike Ongel,Erwin Kohler.Comparison of Surface Characteristics and Pavement/Tire Noise of Various Thin Asphalt Overlays[J].Road Materials&Pavement Design,2008,9(2):333-344.

[17]王旭东.低噪声沥青路面结构设计研究,《公路交通科技》2003,20(1):33-37.

[18]李小松.用于薄层罩面的AC-10沥青混凝土级配组成及路用性能研究[D].长安大学,2009.

论文作者:钱璞,杨勇

论文发表刊物:《基层建设》2019年第17期

论文发表时间:2019/9/11

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