高速公路抗滑表層施工技術(shù)探討
時間:2022-07-23 09:23:17
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摘要:首先詳細闡述了瀝青路面抗滑原理及抗滑性能影響因素,主要包括路面特征、環(huán)境條件、行車速度和路面清潔度,然后依托實際工程,介紹了高速公路路面抗滑表層施工技術(shù),并總結(jié)了施工中的注意要點,旨在提升路面的路用性能,保證行車安全。
關(guān)鍵詞:高速公路;抗滑表層;瀝青路面;施工技術(shù)
隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,我國公路運輸出現(xiàn)車流量大、車輛負荷重等特點。為保證高速公路良好的舒適性和耐久性,要求其表面層不僅能夠抗車轍、抗水損害,同時還要具備一定的抗滑性能。我國現(xiàn)階段高速公路路面主要采用瀝青混凝土路面形式,在自然環(huán)境和外界荷載的長期作用下,路面逐漸出現(xiàn)坑槽、裂縫等病害。若瀝青混凝土路面具有較好的抗水損害性能時,其空隙率必然很小,整個結(jié)構(gòu)呈密實狀態(tài),而若要滿足較高的抗滑要求,又必然需要含大量的粗集料,且級配設(shè)計合理,方可保證其空隙率大、抗滑性能強[1]。本文主要針對高速公路瀝青路面的抗滑性能進行研究,闡釋了其抗滑原理及影響因素,并結(jié)合實際工程,對原材料選擇以及瀝青混合料的拌和、攤鋪、碾壓等施工工藝進行詳細分析,旨在提升我國高速公路瀝青路面的抗滑性能。
1瀝青路面抗滑原理及抗滑性能影響因素
1.1抗滑原理
高速公路瀝青路面的抗滑作用主要是其宏觀構(gòu)造和微觀構(gòu)造決定的,評價其抗滑系數(shù)的指標(biāo)以摩擦系數(shù)為主。瀝青路面摩擦系數(shù)越高,抗滑性能越強。隨著目前我國高速公路交通量的不斷增大,車輛輪胎與路面間的摩擦頻率也越來越高,路面抗滑系數(shù)快速降低。研究表明,瀝青路面粗糙程度主要與瀝青混凝土設(shè)計空隙率和集料磨光值有關(guān),集料表面越粗糙、設(shè)計空隙率越大,其抗滑性能越強。在路面存在積水的情況下,積水會通過路表空隙快速排出,避免了水膜產(chǎn)生,提高了路面抗滑性能。但瀝青混凝土的空隙率也決定了其抗水損害能力,當(dāng)環(huán)境溫度較低時,過多的水分積聚在瀝青混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi),結(jié)冰后將產(chǎn)生凍脹,導(dǎo)致路面的路用性能急劇下降。
1.2抗滑性能影響因素
研究發(fā)現(xiàn),影響瀝青路面抗滑性能的因素主要包括路面特征、環(huán)境條件、行車速度和路面清潔度[2],具體如下。(1)路面特征路面特征包含粗構(gòu)造和細構(gòu)造兩部分,而這兩部分都與瀝青混合料級配設(shè)計和集料本身性質(zhì)狀況有關(guān)。細構(gòu)造主要指瀝青混合料粗集料表面的粗糙程度。當(dāng)車輛行駛速度達到50km/h后,粗集料表面的紋理將會隨著車輛長期磨耗作用而逐漸消失,其抗滑性能隨之下降。目前國內(nèi)通常采用石料磨光值來表征其抗磨損能力。粗構(gòu)造主要用于骨料之間形成結(jié)構(gòu),道路防滑結(jié)構(gòu)對于車輛在道路上高速行駛至關(guān)重要。而當(dāng)雨天行車時,路表面的粗構(gòu)造可以將積水快速排出,不僅能有效阻止水膜的產(chǎn)生,而且起到了抗滑合作用,增大了路面摩擦系數(shù),進一步提高了行車安全性。(2)環(huán)境狀況瀝青路面的抗滑性能下降在潮濕環(huán)境下無法避免。這一方面是由于水分積聚在路表面,長時間行車后產(chǎn)生一層水膜,而水膜避免了輪胎與路面直接接觸,降低了摩擦系數(shù);另一方面是受環(huán)境溫度影響,摩擦系數(shù)也會降低。研究表明,溫度每上升1℃,路面摩擦系數(shù)將降低1%,溫度超過40℃后,溫度的變化對路面摩擦系數(shù)無顯著影響(在潮濕環(huán)境下,溫度超過50℃后,路表面摩擦系數(shù)幾乎不會隨溫度而變化)。(3)行車速度車輛行駛速度越快,車輪與路面的附著力就越小,路面的抗滑能力也越小。因此,為了有效發(fā)揮瀝青路面的抗滑性能,保證行車安全,需要對車輛行駛速度加以限制。(4)路面清潔程度瀝青路面表面有時會形成一層污垢層,其主要原因是雨天積水浸濕路面污垢。路面污垢的來源主要是車輛高速行車帶來的泥土、灰塵、油垢、粉末等,這些都將直接導(dǎo)致瀝青路表面抗滑性能嚴(yán)重下降,進而增大事故率。
2工程實踐
2.1工程概況
某高速公路為重要干線道路,全線按照高等級公路設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),路基寬23.4m。為保證路面建成后具有較高的強度,基層采用水泥穩(wěn)定碎石,面層采用瀝青混凝土(分別為AC-25型、AC-20型)。考慮到該地區(qū)全年降雨量大,為保證瀝青路面在雨天依然具有很高的抗滑能力,在最上層加鋪一層瀝青混凝土抗滑表層。
2.2原材料
(1)瀝青為保證抗滑表層具有較好的耐磨性及耐久性,選擇殼牌90#石油瀝青作為黏結(jié)材料,其技術(shù)指標(biāo)檢測結(jié)果見表1。(2)集料考慮到瀝青路面抗滑表層的耐磨耗性能,4.75mm以上的粗集料選擇玄武巖,其技術(shù)指標(biāo)檢測結(jié)果見表2。為提高抗滑表層瀝青混合料的黏附性能及水穩(wěn)性能,選擇石灰?guī)r石屑作為細集料(粒徑小于4.75mm),其技術(shù)指標(biāo)檢測結(jié)果見表3。(3)填料礦粉與瀝青包裹在一起,在集料表面形成瀝青膜,以進一步增強瀝青混合料的黏結(jié)性。本文選擇石灰?guī)r磨成的細粉作為填料,檢測結(jié)果見表4。
2.3施工過程
(1)準(zhǔn)備工作在瀝青混凝土路面防滑面層施工中,必須對原路面進行適當(dāng)沖洗,必要時可灑水,但必須保證路面施工前的干燥。路面清洗后,對其進行測量和取樣,同時準(zhǔn)備好施工所需的機械和設(shè)備,如鋪路機、壓路機,并檢查是機械設(shè)備是否運轉(zhuǎn)正常。(2)拌和抗滑表層瀝青的拌和質(zhì)量對后續(xù)施工影響很大。拌和階段要嚴(yán)格調(diào)控拌和時間及拌和溫度,以防止后續(xù)施工中出現(xiàn)路面不規(guī)則、不平整等重大質(zhì)量問題[3]。礦物需加熱到200℃以上,改性瀝青不能低于180℃。溫度也不能過高,否則會導(dǎo)致瀝青明顯老化,影響瀝青混合料的路用性能。(3)運輸及攤鋪使用自卸運輸車緩慢運輸,避免中途停車,到達施工現(xiàn)場后利用攤鋪機推動運輸車前進,完成對接[4]。(4)碾壓一般采用高頻低幅的方式碾壓。若材料推移存在問題,應(yīng)待溫度下降一定幅度再進行施工。碾壓過程中不可避免地存在橫向接縫,需要結(jié)合實際情況選擇合適的方式加以處理。初壓階段,為了避免瀝青混合料黏輪,需要在碾壓輪上噴灑油水混合物,碾壓一段時間后可再次噴灑。
3結(jié)語
高速公路經(jīng)長期使用后其抗滑性能將逐漸下降,致使行車安全性不足。為提高瀝青路面的抗滑性能,可在路面表面鋪設(shè)一層抗滑表層。本文結(jié)合實際工程,對高速公路路面抗滑表層施工技術(shù)進行研究,以期提升路面的路用性能,保證行車安全。
參考文獻:
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作者:張甲鋼 單位:張家口泰保工程監(jiān)理咨詢有限責(zé)任公司