基于超粘精罩面技术的公路工程绿色预防性养护研究.pdf

89交通科技与管理工程技术0引言随着经济的快速发展和城市化进程的加速，公路交通在国民经济和人民生活中发挥着越来越重要的作用。车辆数量的增加和道路交通量的提升，对公路路面的养护和维护工作提出了更高的要求。在环保意识日益增强和资源紧缺的背景下，采用环保、高效、低成本的养护方法对于公路工程具有重要意义。1项目概况南海区“百里芳华”乡村振兴示范带公路主游览线路路面提升工程为公路养护工程项目，共包括 6 条路线，其中 Y168 中信线、Y259 金和线、X516 逢里路共计10.524 km 的路段采用超粘精罩面（NovaPave）新型路面养护技术。该技术是一种具备抗滑、抗车辙、抗磨耗、降水雾和降噪等优良性能的新型养护技术。2超粘精罩面（NovaPave）新型路面养护技术的优势超粘精罩面使用嵌段共聚物 纳米复合改性超黏韧沥青作为黏结剂，添加相变材料，使混合料具备“高温黏度低，低温黏度高”的显著特点，并以嵌段共聚物 纳米复合改性超黏乳化沥青作为黏结层，同步摊铺薄层沥青混合料，经压路机压实后一次成型，具有以下优势。2.1绿色环保，节能减排超粘精罩面（NovaPave）技术相对于传统罩面养护技术（如 GAC 罩面技术、SMA 罩面技术）能减小约65%的碳排放，节约原材料约 50%1。该项技术罩面厚度仅为 2 cm 左右，为传统罩面技术厚度的 1/2，节省了大量矿料资源；同时，同步摊铺施工方式极大地提高了施工效率，将混合料摊铺速度提高至 3 倍左右，且无需提高混合料拌和温度和摊铺温度。2.2抗滑性好原道路路面为密级配沥青混合料，其构造深度小，且已使用多年，抗滑性能下降明显，摩擦系数一般为5065 BPN。超粘精罩面（NovaPave）采用高规格集料作为矿料骨架结构，对原有级配进行了优化设计，采用半开级配替代原有密级配，使其级配空隙率达到了12%，因此可为薄层提供丰富的表面纹理和充足的构造深度，从而使路面具有优良的抗滑性能。加铺超粘精罩面（NovaPave）后，路面摩擦系数可以达到 7585 BPN，相较于原路面提升了 50%，优良的抗滑性能可以降低交通安全事故的发生率。2.3排水降雾效果显著原路面为密级配沥青混合料，使用多年后其渗水系数几乎为 0，雨天时路面极易积水，车辆在行驶过程中容易打滑，产生飞溅的水雾。超粘精罩面（NovaPave）由于空隙率较大，可充分吸收雨天时行车产生的水雾，减少路面积水。加铺超粘精罩面（NovaPave）后，路面渗水系数可达到 800 ml/min 以上，可使雨水充分下渗至内部连通孔道，通过构造形式排水，减少路表积水和行车水雾，从而提高行车安全性与舒适性2。2.4降噪效果显著超粘精罩面（NovaPave）表面构造丰富、纹理多，其内部的连通孔隙有利于排出气流，从而使轮胎接触面不易挤压路表构造内的空气而产生气爆音，同时还具备吸收声波的功能，可有效降低由空气泵吸而产生的噪音。此外，超粘精罩面（NovaPave）具备高黏高弹的沥青膜，有利于减少轮胎振动并降低行车噪声，相比原路面密级配混合料可使得噪音降低 35 dB，减少交通噪音对周边市民的影响。收稿日期：2023-09-05作者简介：冯常芳（1971）,女,本科,工程师,研究方向：工程技术、材料应用等。基于超粘精罩面技术的公路工程绿色预防性养护研究冯常芳（佛山市南海区公路管理站,广东 佛山 528000）摘要为了研究超粘精罩面技术在公路绿色预防性养护中的应用，文章以南海区“百里芳华”乡村振兴示范带公路主游览线路路面提升工程为例，介绍了超粘精罩面（NovaPave）技术的优势，分析了超粘精罩面（NovaPave）新型路面养护技术的应用，并提出了超粘精罩面（NovaPave）技术的工艺要点和质量控制措施。通过对应用效果分析，超粘精罩面（NovaPave）技术能够提高公路的抗滑性和行车舒适性，同时能够延长公路的使用寿命，具有较好的经济效益。关键词公路工程；绿色预防性养护；超粘精罩面技术中图分类号U418文献标识码A文章编号2096-8949（2023）22-0089-032023 年第 4 卷第 22 期90交通科技与管理工程技术2.5施工效率高，开放交通快超粘精罩面（NovaPave）技术采用同步摊铺机进行摊铺，施工效率高，且混合料空隙较大，层厚薄，降温快，摊铺结束后 30 min 即可开放交通，极大地缓解了由交通管制产生的交通拥堵压力。2.6使用寿命长超粘精罩面（NovaPave）是一种路面预防性养护技术，即在路面出现轻微病害时实施罩面，可延长路面寿命。从长寿命路面理论的角度分析，一般路面在使用 12 年左右将出现轻微病害，使用 5 年后将需进行中修或大修。由于超粘精罩面（NovaPave）的使用寿命可达 810 年，若在路面出现轻微病害时加铺超粘精罩面（NovaPave），可降低 5 年后进行中修或大修的风险，延长路面寿命3。3超粘精罩面技术的工艺要点南海区“百里芳华”乡村振兴示范带公路主游览线路路面提升工程项目采用超粘精罩面（NovaPave）技术，施工工艺要点如下：3.1下承层条件该项目在加铺之前先对原沥青路面出现的病害进行预处理，对于缝宽较小的裂缝类病害，采用超黏韧热沥青进行灌缝；对于缝宽较大的裂缝类病害，采用超黏乳化沥青进行灌缝；对于局部位置出现的坑槽、碎裂或车辙，采用挖补的传统方式进行修复；对于平整度不良的路段，采用精铣刨的方式处理原路面，铣刨深度为 810 mm，根据旧路情况适时调整铣刨深度，避免留白。处治下承层并验收合格后，彻底清扫路面并去除积水后再加铺超粘精罩面（NovaPave）。3.2混合料拌和生产按照项目最终确定的标准配合比进行生产控制。超粘精罩面（NovaPave）采用嵌段共聚物 纳米复合改性超黏韧沥青，由于该沥青已添加相变材料，具备“高温黏度低，低温黏度高”的特点，因此对于拌和温度没有特殊要求。施工时，可按照普通改性沥青混合料的施工温度要求进行温度控制，如出料温度应处于 175185 间，但湿拌嵌段共聚物 纳米复合改性超粘韧沥青时，拌和时间需增加 5 s，并据实观察花白料的残留情况，以便控制充盈率，保证沥青的使用性能达到施工要求。3.3摊铺工艺该项目采用高性能薄层专用设备福格勒 SUPER1800-3 SJ，设备包含受料斗、螺旋输送器、乳化沥青储罐、乳化沥青喷洒和计量系统、宽度可调节的振动熨平板等部分4。改性乳化沥青膜须在 6080 的温度下喷洒，并且超粘精罩面（NovaPave）喷洒量须控制在 0.81.2 l/m2之间。为此，施工时要做好用量计量、记录和监测，根据实际情况进行用量调整，精准密切控制喷洒量，以确保超粘精罩面（NovaPave）喷洒均匀，表面平整。沥青混合料拌和好后，摊铺前需要确保摊铺机械准备充分：调试良好，熨平板预热温度达到要求，沥青混合料处于 150170 之间，摊铺机料斗提前刷油水混合液（使用柴油）。然后用自卸车运料，送入料斗，启动摊铺机，按设计路线 810 m/min 的速度匀速前进，中途不可随意停机，以保证摊铺均匀、连续，确保摊铺进度和质量5。该项目采用 1 台 12 t 的双钢轮压路机碾压（静压）2 次，碾压速度 4 km/h，初压温度应不低于 120，终压温度应不低于 90。碾压前必须保证压路机性能良好，进行详细的检查和调试，做好碾压前的准备工作，使碾压工作顺利进行。碾压施工需与摊铺施工工序有序衔接，摊铺后及时进行碾压，避免长时间等待而导致路面温度过低，造成碾压效果不佳，碾压时间过长。同时，要避免压路机压坏沥青混合料，刚刚摊铺好后，可稍待温度降低，在路面温度降至 120 之前进行碾压即可。最后在摊铺和碾压作业中，要严格按照施工质量标准进行监管和验收，详细的质量检验项目和要求见表 1。待摊铺、碾压施工完成，并通过监理工程师验收，路面温度冷却到 50 后才可恢复交通，撤去围挡、警示牌等临时遮挡物。3.4混合料拌和过程中的质量检验频率与要求混合料拌和厂应有稳定的计量和质量控制系统，在拌和生产过程中质量检验频率与要求见表 2。4应用效果分析4.1路用性能评价该项目施工后对摆值、构造深度以及平整度等性能进行测试，原路面的路面摆值平均值为 52.7 BPN，采用超粘精罩面技术施工后，路面的平均摆值为 72.7 BPN，提升约 38%，显著提升了该公路工程的抗滑性能。同时，施工前后路面平均构造深度均值从 0.84 提升为 1.15，性能提升 37%。此外，路面平整度从 1.9 mm 提升至 0.7 mm，显著提升了行车舒适性。表 1混合料摊铺和碾压过程中质量检验频率与要求检验项目检验频率质量要求与容许偏差试验方法外观随时表面平整、没有明显轮迹、裂缝、推挤、油包、离析等不正常现象目测摊铺温度每车 150 温度枪压实温度随时初压温度 120 温度枪平均厚度随时检测，每天计算5 mm插入法测松铺厚度，并按松铺系数计算平整度（3 m 直尺）随时 5 mmT093191交通科技与管理工程技术4.2工程经济效益分析超粘精罩面技术在公路工程预防性养护中的作用是保护原路面，延迟中修、大修时间，延长道路使用年限，从而降低道路整体费用。该工程项目采用超粘精罩面（NovaPave）技术，与目前常用的几种养护技术对比，选取整体造价、服务寿命以及寿命周期 3 个指标来对比技术方案的经济学。通过工程实践和市场调研，超粘精罩面综合造价为 80100 元/m2，使用寿命为 810 年。经济效益如服务寿命对比如图 12 所示。图 1常用沥青薄层罩面经济效益对比图图 2常用沥青薄层罩面服务寿命由图可知，该项目采用的超粘精罩面技术，由于所使用的材料在成本、使用寿命等方面具有更高的优势，且能够保障道路良好的使用性能，更加有效的保护原路面，因而展现出了较高的经济效益、工程效益的良好应用结果，因此，具有良好的推广前景。5结语该文结合南海区“百里芳华”乡村振兴示范带公路主游览线路路面提升工程的特点，分析了超粘精罩面（NovaPave）技术这种新型路面养护技术在实际道路中的应用，结果表明该技术能够实现公路养护的绿色环保、节能减排，同时具备抗滑性好、施工效率高、寿命长等优势。该项预防性新型路面养护技术为社会发展和生态环境保护双赢提供了新的思路，对我国绿色循环低碳公路建设和发展具有积极的作用。参考文献1 杨建萍,黄静,吴英,等.绿色环保新材料在道路预防性养护行业中的应用前景 J.低碳世界,2020(12):213-214.2 辜晓珺,程贤鹏.浅谈公路的绿色交通及养护 J.市政技术,2018(3):23-25.3 顾生昊.超粘精罩面在沥青路面预防性养护中的应用J.技术与市场,2022(12):85-87.4 张书文.超薄沥青磨耗层技术在高速公路养护中的应用 J.交通世界,2022(11):49-51.5 林宇明.超粘精罩面（NovaPave）应用于高速公路沥青路面预防性养护的研究 D.广州：华南理工大学,2021.表 2混合料拌和过程中质量检验频率与要求检验项目检验频率质量要求与容许偏差试验方法混合料外观随时观察集料粗细、均匀性、离析、油石比、色泽、冒烟、花白料、油团等不正常现象目测混合料出厂温度每车175185 温度计或温度枪矿料级配4.75 mm每天 1 次，2 个试样的平均值4%T0725 抽提筛分与生产配比级配比较差值2.36 mm4%0.075 mm1%油石比每天 1 次，2 个试样的平均值0.3%T0722，与生产最佳油石比比较差值马歇尔试验空隙率与稳定度1 次/d，46 个试样的平均值空隙率 10%T0702、T0708、T0709谢伦堡析漏试验必要时 0.3%T0732肯塔堡飞散试验必要时 10%T0733浸水马歇尔试验必要时 85%T0709冻融劈裂试验必要时 80%T0729车辙试验必要时 5 000 次/mmT0719注：必要时是指施工单位、业主、监理或者其他参建方对质量产生怀疑提出检查要求。