超薄罩面使用性能研究

2020-02-25

福建质量管理 2020年3期

(甘肃省交通规划勘察设计院股份有限公司甘肃兰州 730000)

为了对预防性养护措施——超薄罩面的使用性能进行评价，特选取不同年份、不同气候分区，交通量较大的3个典型超薄罩面实施路段进行跟踪调查，选取的典型路段为ZM-1：机场高速SK1688+100～SK1693+300段；ZM-2：G30宝天高速麦积山隧道XK1296+100～XK1298+100段；ZM-3：G30连霍高速临清段K2216+900～K2331+000段。

一、长期性能评价

(一)I区ZM-1路段超薄罩面长期性能评价。通过对整个路段进行详细观测，发现自2013年该段Novachip罩面施工完毕以来，经过4年的运行，该路段路面磨光较为明显[1]，部分路段出现横向裂缝，无反射裂缝或其他裂缝病害，无推移病害，坑槽，车辙发生。

对该路段路面性能的各项指标随时间的变化情况统计得出该路段ZM-1在2013年经过Novachip罩面养护处理后，路面状况得到改善，路面行驶质量得到提高。随着时间的延长，经过4年的运行，路面出现横向裂缝和磨光现象。PQI，PCI，RQI，RDI，SRI指标在2014～2017的4年内衰减率分别达到5.44%，5.09%，7.06%，1.75%，13.47%。

(二)II区ZM-2路段超薄罩面使用性能评价。通过对整个路段进行详细观测，发现自2014年该段Novachip罩面施工完毕以来，经过3年的运行，该路段无反射裂缝或其他裂缝病害，无推移病害，坑槽发生；但是路面磨光较为严重，其中在行车道中间轮迹部分特别严重，造成道路抗滑能力下降。此外，隧道混凝土盖板破坏严重，混凝土发生粉化现象。

对该路段路面性能的各项指标随时间的变化情况统计得出该路段在2014年经过Novachip罩面养护处理后，路面状况得到改善。随着时间的延长，经过3年的运行，路面磨光现象严重，成为最主要病害。PQI，PCI，RQI，RDI，SRI指标在2014～2017的3年内衰减率分别达到5.09%，1.4%，7.32%，2.15%，14.58%。

(三)III区ZM-3路段超薄罩面使用性能评价。该路段ZM-3自2017年Novachip罩面施工完毕以来，经过近两年的运行，部分路段出现横向裂缝，无反射裂缝或其他裂缝病害，局部路段路面出现磨光现象，无其他严重病害。

对该路段路面性能的各项指标随时间的变化情况统计得出该路段ZM-3在2017年经过Novachip罩面养护处理后，路面行驶质量得到提高。随着时间的延长，经过近两年的运行，路面的主要病害是横向裂缝和磨光。PQI，PCI，RQI，RDI，SRI指标在2017～2019的2年内衰减率分别达到3.81%，3.77%，3.95%，3.11%，8.60%。

二、ZM-1、ZM-2和ZM-3养护后性能差异对比分析

从上文可知，ZM-1、ZM-2和ZM-3路段均为进行Novachip罩面养护处理的路段，且3个路段在经过Novachip罩面养护处理后，路面状况均得到改善。随着服务时间的延长，对比发现，虽然ZM-1和ZM-2路段的PCI衰减率均较小，但是ZM-1路段PCI衰减率为5.09%远大于ZM-2路段的PCI衰减率1.4%，且ZM-1和ZM-3路段出现横向裂缝而ZM-2路段没有，针对这些差异性从如下几个方面如：路面原始结构，气候环境，交通量等方面对ZM-1、ZM-2和ZM-3的Novachip罩面养护后性能的差异进行对比分析。

(一)路面原始结构。ZM-1路段机场高速原始路面结构为4cm中粒式沥青混凝土上面层，5cm中粒式沥青混凝土中面层，6cm粗粒式沥青混凝土下面层。该机场高速路段在2009～2010年对全线进行了路面养护维修，在对原路基路面病害处理后铣刨0.5～1cm，罩面采用同步碎石封层+3.5cm改性沥青混凝土AC-13，路面整体抬高约3cm。

ZM-2路段麦积山隧道的路面原始结构为26cm的水泥混凝土路面，在加铺磨耗层前先对路面进行了抛丸处理并灌缝，然后加铺了2.5cm厚的Novachip超薄罩面。

ZM-3路段为沥青混凝土路面，主线结构形式为：上面层为4cm中粒式沥青混凝土AC-16，中面层为5cm中粒式沥青混凝土AC-20，下面层为6cm粗粒式沥青混凝土AC-25，基层均采用半刚性基层。基层为34cm水泥稳定砂砾，底基层20cm水泥稳定砂砾。

从原始路面结构上看，ZM-2路段采用刚性路面结构，超薄罩面作为防滑层处治，其下承层结构稳定，不易发生开裂等病害；而ZM-1和ZM-3路段采用半刚性路面结构，裂缝极易反射至路面，而超薄罩面厚度只有2cm左右，不足以抵抗开裂，因此，原始路面结构决定了三个路段病害的差异。

(二)气候环境。通过对气象站所采集的数据进行整理可以得到路段全年最高气温，最低气温等，另外也对试验路段的降雨情况进行了统计。与此同时，由于ZM-2路段位于麦积山隧道内部，所以ZM-2路段的实际气温并不能完全采用其相对应的气象站的数据，该路段实际温度冬暖夏凉，路面温差小，另外该路段不会受到雨水的作用，因此该路段在经过Novachip罩面养护处理后服务4年无反射裂缝或其他裂缝病害，无推移病害，坑槽发生，只是路面磨光较为严重。而ZM-1路段位于机场高速上，其实际温差大于ZM-2路段，且受到雨水的作用，因此在其主要路面病害中其比ZM-2路段多了横向裂缝。ZM-3路段的温差小于ZM-1路段，且该路段的降雨量远小于ZM-1和ZM-2路段，因此该路段在养护实施2年内，除局部路段出现横向裂缝和磨光外[2]，路面性能任然较好。

综上所述，实际路段的气候环境即温差和降雨量是影响ZM-1、ZM-2和ZM-3路段Novachip罩面养护后性能差异的关键因素。

(三)交通量。依据从各收费站收集到的近年来的交通量等相关资料与数据，将ZM-1、ZM-2和ZM-3路段的2017年日交通量和货车，特大货车所占的比例数据对比发现，ZM-2路段的日交通量与ZM-1路段大致相当，但是ZM-2路段的货车比例及特大货车比例都略高于ZM-1路段，因此ZM-2路段所承载着的交通压力大于ZM-1路段。ZM-3路段日交通量较小，但是货车比例均略高于其他两路段。

三路段均为重交通路段，其中ZM-1和ZM-2路段路面磨光都比较严重，ZM-3路段运行时间较短，也存在磨光现象。ZM-1和ZM-3路段在承受重交通对原路基、路面及安全设施形成较大冲击的同时，加之在雨水作用下，导致出现横向裂缝等病害，ZM-2路段所承载着的交通压力大于ZM-1路段却未出现横向裂缝病害，推测与其原始路面结构为水泥混凝土路面，其不受雨水作用有关。因此判定交通量不是影响ZM-1、ZM-2和ZM-3路段Novachip超薄罩面养护后使用性能差异的关键因素。