下卧式标线技术在辽宁高速公路中的应用研究

2023-10-25王娜

北方交通 2023年10期

王娜

(辽宁省交通规划设计院有限责任公司沈阳市 110166)

0 引言

下卧式标线(也称嵌入式标线或开槽式标线)是预防冬季路面除雪时破坏标线的一种标线技术。在标线施划前,先在标线设计位置处进行精铣刨开槽,再将标线施划在沟槽内。我国北方地区冬季时间长,降雪量大,为保障人民群众行车安全,除雪工作一直是冬季公路养护工作的重点。目前除雪工作为了做到又好又快,辽宁地区高速公路、国道、省道的除雪工作,都是以机械作业为主。除雪车在铲除积雪的同时,一些施工较厚的标线(如常用的热熔标线厚度1.5～2.5mm,振荡标线2～5mm)很容易被除雪铲刮掉,这就造成标线大面积脱落以及表层玻璃珠脱落,标线的连续性及反光性变差。若进行下卧式标线施工,可有效减少标线因机械除雪产生的脱落情况。此项技术在国外及国内已有大量工程案例,根据相关实践资料证明,下卧式热熔标线使用寿命完全可以达到4～5年。同时,因下卧式热熔标线可以较大程度提高标线的耐久性,保障行车安全性,延长了标线的养护周期,减少了重复性工作,在经济方面也可节省大量养护费用。

1 实体工程施工情况

辽宁省地处东北地区,气温寒冷,冬季降雪量大,尤其阜新、铁岭、抚顺、桓仁等地市冬季最大降雪量经常会达到30～50mm。高速公路除雪工作是冬季养护工作的重点,处理不当或不及时,会造成局部交通瘫痪甚至大面积的交通事故。为了尽快清除积雪,及早开放交通,各级公路管理机构大多采用机械除雪为主的方式。而这种除雪方式对道路标线的破坏也是最大的。

为解决高速公路标线除雪过程中的损耗问题,探寻通过标线施工技术的改良与创新方向来解决。因此,在吸取国内外相关工程实例的情况下,在辽宁省西部、北部多雪地区的几条高速实施了下卧式热熔标线试验段,同时在同一路段施划普通热熔标线和下卧式热熔标线,对比分析下卧式热熔标线的应用前景。

1.1 试验段位置

桓永高速公路主线K0+950～K66+570段上下行所有路段(隧道除外)车道分界线和右侧实线均采用下卧式热熔标线施工(主线2.3号线);西开高速主线K0+202～K86+421上下行所有路段(隧道除外)车道分界线和右侧实线均采用下卧式热熔标线施工(主线2.3号线)。考虑标线涂料与沥青路面的黏结情况,设计标线刻槽深度为3.5mm±0.5mm,刻槽宽度与标线设计宽度一致,见图1和图2。由于中分带侧标线位置受车轮和除雪铲损害较少,因此采用原有热熔标线施划形式。标线材料及铺筑后的质量技术参数均按照现行规范《路面标线涂料》[1](JT/T 280—2022)、《道路交通标线质量要求和检测方法》[2](GB/T 16311—2009)和《公路工程质量检验评定标准》[3](JTG F80/1—2017)要求执行。

图1 路面表层嵌入式标线刻槽大样图(单位:mm)

图2 路面表层嵌入式标线刻槽后标线施划大样图(单位:mm)

试验段铺筑主要有以下几个目的:

(1)检验下卧式标线的施工方案。

(2)验证下卧式标线与普通标线相比的耐久性和使用寿命。

(3)验证下卧式标线是否能够减少除雪设备对标线损伤。

(4)检验下卧式标线在高速公路正常使用状态时对行车的影响。

(5)核算高速公路下卧式标线施工成本,并与普通热熔标线对比分析。

(6)下卧式标线全寿命周期的成本计算。

1.2 施工工艺

(1)施工基本流程

测放基准点→放线→路面铣刨→清扫路面→标线施划→修正→开放交通。

(2)测放基准点:根据设计图纸计算施放标准点尺寸,间隔10～20m打点。

(3)放线:在基准点测放确定后,放线人员根据基准点放出一条基准线。

(4)路面铣刨:严格按照基准线对路面进行铣刨开槽,确保开槽深度和线形的顺适性,路面开槽控制深度为2.5～3mm。

(5)清扫路面:开槽后用专业清扫机清除槽内碎石和沥青,并用吹风机彻底清除缝隙内杂物,保证标线涂料能真正附着于沥青路面。

(6)标线施划:用热熔标线划线机,在标线槽内进行施划,要求标线顶面标高略高于路面。

(7)修正:对标线毛边或质量未达优良标准的位置在涂料未凝固前及时进行修复。

(8)开放交通:待标线涂料完全凝固后,解除封闭,开放交通。

1.3 质量控制要点

(1)标线槽的铣刨工作应选择气温相对较低的时间段进行施工,这样更利于得到完整的切削面以及平整的标线槽底面。

(2)铣刨深度误差要控制在0.5mm以内。

(3)铣刨后的路槽内必须清扫干净,要使用清扫机进行清扫,尤其对于松散的石料、浮灰要清理干净,保证有一个干净、平整的路槽底面。

(4)为增加热熔标线涂料与沥青路面的粘结力,一定要涂刷底漆,而且要保证标线底漆的涂刷质量。

(5)控制好热熔涂料的温度,温度过高会导致面洒玻璃珠下沉影响反光效果。温度过低会影响涂料的流动性,导致标线施划时表面出现拉毛现象,影响标线的外观。同时施划速度不宜过快,要保证涂料充满标线槽,并略高于路面,建议不高于0.5mm。

2 现场检测数据

试验段施工完毕后,现场对标线与路面表层高度差、逆反射系数、铣刨深度、宽度进行了检测,检测结果如表1所示。

表1 下卧式标线现场检测结果

由表1可以看出,现场检测结果基本满足设计技术要求。施划后的标线略高于路表,考虑到标线表面存在部分上浮玻璃珠,以及通车后经过车辆的反复碾压,最终标线将会与路表基本相平。

经专业试验室检测,试验段使用的热熔标线涂料符合《路面标线涂料》(JT/T 280—2022)行业标准要求,施划后的标线能满足《道路交通标线质量要求和检测方法》(GB/T 16311—2009)中对标线的各种性能要求,线形顺直美观,且清晰完整没有脱落现象,夜间反光效果良好。

3 试验段效果评价

(1)铣刨工艺:下卧式标线施工技术的实施效果在很大程度上依赖于铣刨设备功能和施工控制。本项目所采用的精铣刨设备,整体上能够满足下卧式标线的施工需求,铣刨面的构造深度能够保证标线涂料与路面的良好粘结,但使用过程中仍存在个别路段铣刨精度偏差、外边缘线形不平顺等问题。

(2)标线施划:下卧式标线的施划工艺与普通热熔型标线的施划大致相同,施工人员经验丰富,技术熟练,现场施工质量情况较好。路面铣刨刻槽、清扫、喷涂底漆、槽内施划热熔标线,各道工艺衔接合理,组织有序,质量控制到位,施划后的标线逆反射系数、厚度等主要指标均满足设计要求。

总体来看,本次下卧式标线技术的实施是成功的,铣刨设备和铣刨工艺基本能够满足技术要求,但在现场质量控制方面,尤其是铣刨深度和边缘线形精度方面还有提升空间。

(3)经过一个冬季的通车运营后,组织检测单位再次对下卧式标线试验段进行了检测,并与同一路段的普通热熔标线数值进行了对比,检测数据对比如表2所示。

表2 下卧式标线与普通热熔标线厚度损耗检测值

从检测结果来看,下卧式标线厚度的损耗程度明显小于普通热熔标线。目前,两类标线的外观形态基本接近,均无脱落、褪色等病害发生,具有较好的使用状态。预计再经过几个冬季的除雪损耗,下卧式标线厚度损耗小的优势会更加突出。

4 造价成本及预期寿命分析

下卧式标线成本主要由两大部分构成:

(1)沥青路面铣刨开槽成本:按照试验段开槽深度2.5～3mm计算,铣刨开槽成本约30～40元/m2。

(2)热熔标线施划成本:根据下卧式标线的技术特点,需要足够厚度以保证与沥青路面的粘结力,因此施划厚度比普通热熔标线更厚一些,一般会厚0.5～1mm。这就导致单位面积标线涂料使用量会增大。根据计算,标线涂料用量会比普通热熔标线多20%～40%,施划成本约35～40元/m2。

(3)根据车流量的不同,普通热熔标线正常使用年限约1～2年,而经过一个冬季的机械除雪后,普通热熔标线厚度损失明显,尤其是面撒玻璃珠的大量损失造成夜间反光能力的严重降低,几乎1年就需重新施划。而下卧式标线的厚度损失就很小,按试验段厚度损失情况,预计正常使用寿命在4～5年之间,是普通热熔标线的2～3倍。

综合以上两项成本,下卧式标线单位面积施工成本根据沥青路面上面层级配的不同,预计会比普通热熔标线成本增加75%～100%。考虑相比普通热熔标线2～3倍寿命周期的增长,后期养护费用的节约,以及增加路面行车安全性等社会效益方面的影响,在使用成本方面还是有着一定的优势。尤其是随着沥青路面铣刨工艺水平的提高和铣刨设备的优化改进,下卧式标线的施工成本还有一定的降低空间,经济效益也将更加突出。