張會(huì)珍 馬炳享 駱亞軍

(華南理工大學(xué)土木與交通學(xué)院，廣東 廣州 510640)

瀝青路面微表處養(yǎng)護(hù)措施長(zhǎng)期路用性能研究★

張會(huì)珍 馬炳享 駱亞軍

(華南理工大學(xué)土木與交通學(xué)院，廣東 廣州 510640)

通過對(duì)廣東省七條高速公路近年來微表處實(shí)施路段各路用性能指標(biāo)(PCI，RQI，RDI，SRI)的對(duì)比分析，研究各路段微表處措施實(shí)施后的長(zhǎng)期路用性能，并對(duì)其三種常見的病害類型：縱向裂縫、橫向裂縫和坑槽的累計(jì)增長(zhǎng)趨勢(shì)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果表明實(shí)施微表后的各路段具有良好的抗滑性能和封水性能，可以有效的恢復(fù)和改善路面的坑槽、裂縫等各種病害。

微表處，瀝青路面，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，長(zhǎng)期路用性能，研究

國(guó)際稀漿封層協(xié)會(huì)(ISSA)對(duì)微表處的定義為：微表處(Micro-surfacing)是一種由聚合物改性乳化瀝青、集料、填料、水和外加劑按合理配比拌合并通過專門施工設(shè)備攤鋪到原路面上，達(dá)到迅速開放交通要求的薄層結(jié)構(gòu)[1]。微表處養(yǎng)護(hù)技術(shù)以其養(yǎng)生和固化期較短、可填補(bǔ)修復(fù)車轍及抗滑性能好等優(yōu)點(diǎn)，成為瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的有效手段之一[2]，它在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用，我國(guó)也已經(jīng)在多條高速公路上成功使用了該技術(shù)，并于2005年發(fā)布了JTG/T F40-02-2005微表處和稀漿封層技術(shù)指南。其中，廣東省2006年以來逐漸對(duì)微表處養(yǎng)護(hù)措施進(jìn)行了大范圍的應(yīng)用。目前國(guó)內(nèi)關(guān)于微表處養(yǎng)護(hù)措施的研究主要集中在原材料性能，配合比設(shè)計(jì)及表面功能研究等方面[3,4]，而對(duì)微表處長(zhǎng)期路用性能的研究還很少。本文通過對(duì)CH高速、MZ高速、SF高速、YM高速、YZ高速、YG高速和XT高速七條不同時(shí)期實(shí)施微表處養(yǎng)護(hù)路段(共計(jì)430.7 km，49 310條路段)進(jìn)行路面損壞狀況(PCI)、路面行駛質(zhì)量指數(shù)(RQI)、路面車轍深度指數(shù)(RDI)和路面抗滑性能指數(shù)(SRI)各個(gè)路用性能指標(biāo)的調(diào)查[5]，分析和評(píng)價(jià)微表處技術(shù)的長(zhǎng)期應(yīng)用效果，以期為今后路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方式的選擇提供參考。

1 PCI指標(biāo)變化趨勢(shì)

PCI是表征路面完好程度的指數(shù)[6]，PCI指標(biāo)的變化趨勢(shì)主要評(píng)價(jià)實(shí)施預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施后路面破損狀況隨時(shí)間的發(fā)展規(guī)律。由于PCI指標(biāo)逐年波動(dòng)與路面損壞的日常維修養(yǎng)護(hù)存在密切關(guān)系，這一特性并不能很好地反映預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施實(shí)施后路面出現(xiàn)新?lián)p壞的一個(gè)時(shí)間累計(jì)狀態(tài)。因此，為彌補(bǔ)這一不足，將原PCI指標(biāo)拆分成路面常見的病害類型，以現(xiàn)有調(diào)研的路段來看，微表處措施實(shí)施路段的PCI指標(biāo)主要受縱向裂縫、橫向裂縫和坑槽影響，本文重點(diǎn)對(duì)上述三項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行細(xì)化分析。實(shí)施微表處措施后各路段PCI指標(biāo)變化趨勢(shì)如圖1所示。

從PCI指標(biāo)波動(dòng)情況來看，除了SF和CH高速的個(gè)別時(shí)期外，各條高速實(shí)施微表處養(yǎng)護(hù)措施后3年內(nèi)PCI指標(biāo)基本維持較高水平(即PCI值>90)。各路段PCI指標(biāo)在養(yǎng)護(hù)后的第2年均出現(xiàn)突增的趨勢(shì)，這主要是由于隨著道路的運(yùn)營(yíng)，養(yǎng)護(hù)管理部門對(duì)路面裂縫、坑槽等病害進(jìn)行了日常的維護(hù)處理，改善了路面的使用狀況。

1.1 縱向裂縫病害趨勢(shì)

微表處養(yǎng)護(hù)措施實(shí)施后各路段的縱向裂縫病害長(zhǎng)度隨時(shí)間變化情況如圖2所示，其中裂縫病害程度以m/km表示。

由圖2可知，微表處措施在實(shí)施12月后基本均有縱向裂縫發(fā)生，且縱向裂縫增長(zhǎng)的趨勢(shì)基本呈線性增長(zhǎng)，并未發(fā)現(xiàn)明顯的拐點(diǎn)現(xiàn)象。

表1列出了在實(shí)施微表處養(yǎng)護(hù)措施后各路段縱向裂縫的增長(zhǎng)速度統(tǒng)計(jì)情況，以m/km/月表示。在統(tǒng)計(jì)分析周期內(nèi)，縱向裂縫增速最快為SF高速2009年實(shí)施路段，達(dá)1.96 m/km/月，最小的為YZ高速2010年實(shí)施路段，僅0.27 m/km/月，但其他幾條高速的值基本上都維持在1.40 m/km/月左右，其增速較快，因此，微表處罩面前的病害處理需高度重視，并不是所有情況下都適用于微表處進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。

表1 實(shí)施微表處養(yǎng)護(hù)措施后縱向裂縫統(tǒng)計(jì)情況

1.2 橫向裂縫病害趨勢(shì)

微表處方案實(shí)施后的橫向裂縫病害長(zhǎng)度隨時(shí)間變化情況如圖3所示，其中裂縫病害程度以m/km表示。

由圖3可知，各路段在實(shí)施微表處養(yǎng)護(hù)措施后的橫向裂縫病害擴(kuò)展程度有所不同，且差異較縱向裂縫大。微表處措施在實(shí)施12月后基本均有橫向裂縫發(fā)生，且橫向裂縫增長(zhǎng)的趨勢(shì)也基本呈線性增長(zhǎng)，并未發(fā)現(xiàn)明顯的拐點(diǎn)現(xiàn)象。

表2列出了在實(shí)施微表處養(yǎng)護(hù)措施后各路段橫向裂縫的增長(zhǎng)速度統(tǒng)計(jì)情況，以m/km/月表示。在統(tǒng)計(jì)分析周期內(nèi)，橫向裂縫增速最快仍為SF高速2009年實(shí)施路段，達(dá)4.45 m/km/月，最小的為MZ高速2010年實(shí)施路段，為1.23 m/km/月，相比于縱向裂縫增速其增速較大。

表2 實(shí)施微表處養(yǎng)護(hù)措施后橫向裂縫統(tǒng)計(jì)情況

1.3 坑槽病害趨勢(shì)

微表處養(yǎng)護(hù)措施實(shí)施后的路面坑槽病害長(zhǎng)度隨時(shí)間變化情況如圖4所示，坑槽病害程度以m2/km表示。

由圖4可知微表處措施在實(shí)施12月后基本均有坑槽發(fā)生，但坑槽增長(zhǎng)的趨勢(shì)總體較緩慢，且維持在較低水平。部分路段在實(shí)施后12個(gè)～24個(gè)月區(qū)間出現(xiàn)增速拐點(diǎn)現(xiàn)象。表明微表處措施在12個(gè)～24個(gè)月內(nèi)具有較好的封水與抗水損害能力。表3列出了在實(shí)施微表處養(yǎng)護(hù)措施后各路段坑槽的增長(zhǎng)速度統(tǒng)計(jì)情況，以m2/km/月表示。

表3 實(shí)施微表處養(yǎng)護(hù)措施后坑槽統(tǒng)計(jì)情況

從表3可看出實(shí)施微表處措施3年內(nèi)坑槽增速緩慢，且維持在較低水平，表明微表處措施在3年內(nèi)具有較好的封水與抗水損害能力。各路段(除SF高速)坑槽增速呈現(xiàn)先增長(zhǎng)后減小的趨勢(shì)，這可能與交通量、原路面結(jié)構(gòu)有關(guān)，具體原因尚待進(jìn)一步分析確認(rèn)。

2 RQI指標(biāo)變化趨勢(shì)

RQI指標(biāo)變化趨勢(shì)主要評(píng)價(jià)實(shí)施預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施后路面行駛質(zhì)量(平整度)隨時(shí)間的變化規(guī)律，微表處措施實(shí)施后的RQI指標(biāo)隨時(shí)間變化情況如圖5所示。

由RQI趨勢(shì)圖可知，實(shí)施微表處措施后路面平整度有很好的改善，3年內(nèi)路面RQI指標(biāo)總體還保持在一個(gè)較高水平(RQI>90)，并且都高于養(yǎng)護(hù)前指標(biāo)值，除CH(呈現(xiàn)輕微衰減)和SF(衰減加速拐點(diǎn))外，其他應(yīng)用路段并未有明顯衰減趨勢(shì)。

3 RDI指標(biāo)變化趨勢(shì)

RDI指標(biāo)變化趨勢(shì)主要評(píng)價(jià)實(shí)施預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施后路面車轍變形隨時(shí)間的變化規(guī)律，微表處方案實(shí)施后的RDI指標(biāo)隨時(shí)間變化情況如圖6所示。

由RDI指標(biāo)趨勢(shì)圖可知，微表處養(yǎng)護(hù)措施實(shí)施后各路段路面車轍變形的變化規(guī)律基本相似，RDI值基本在80～90之間，指標(biāo)維持在良好狀態(tài)，隨養(yǎng)護(hù)后時(shí)間呈輕微衰減趨勢(shì)。

4 SRI指標(biāo)變化趨勢(shì)

SRI指標(biāo)變化趨勢(shì)主要評(píng)價(jià)實(shí)施預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施后路面抗滑性能隨時(shí)間的變化規(guī)律，微表處方案實(shí)施后的SRI指標(biāo)隨時(shí)間變化情況如圖7所示。

由SRI指標(biāo)趨勢(shì)圖可知，各個(gè)路段在實(shí)施微表處措施后，路面抗滑性能有了很大的改善，運(yùn)營(yíng)3年后各路段SRI指標(biāo)幾乎都達(dá)到了養(yǎng)護(hù)前的水平。

5 結(jié)語

通過對(duì)已實(shí)施微表處養(yǎng)護(hù)措施路段的性能數(shù)據(jù)的分析與評(píng)價(jià)，可以得出以下結(jié)論：

1)微表處技術(shù)能夠有效的恢復(fù)和改善路面的坑槽、縱向裂縫病害，具有優(yōu)良的防水性能，但對(duì)橫向裂縫的防治效果一般。

2)微表處措施實(shí)施后的3年內(nèi)，路面行駛質(zhì)量指標(biāo)RQI基本上保持在較高水平，并且后期衰減趨勢(shì)緩慢，表明在原路面結(jié)構(gòu)穩(wěn)定后其對(duì)路面行駛質(zhì)量影響較小。

3)微表處措施實(shí)施后的3年內(nèi)，路面車轍變形指標(biāo)RDI呈現(xiàn)緩慢的下降趨勢(shì)，基本保持在良好狀態(tài)。

4)微表處措施能夠明顯的提高路面的抗滑性能，3年內(nèi)SRI指標(biāo)均能穩(wěn)定在較高水平(SRI>80)，但存在多數(shù)路段前期抗滑性能下降較快的現(xiàn)象。

5)上述結(jié)論基于各路段調(diào)查數(shù)據(jù)研究得出，各路段具有類似的交通量水平、氣候環(huán)境和路面結(jié)構(gòu)類型，對(duì)于在其他不同路段實(shí)施微表處養(yǎng)護(hù)措施后路面長(zhǎng)期路用性能的研究尚待研究確認(rèn)。

[1] 交通部公路科學(xué)研究院.微表處和稀漿封層技術(shù)指南[M].北京:人民交通出版社,2008:13-18.

[2] 魯圣弟,扈惠敏,王昌引.瀝青路面微表處路用性能研究與應(yīng)用效果評(píng)價(jià)[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2011,34(4):584-587.

[3] 趙順根,許新權(quán).瀝青路面微表處養(yǎng)護(hù)措施長(zhǎng)期使用效果評(píng)價(jià)與分析[J].廣東公路交通,2012,30(3):30-32.

[4] Robati M,Carter A.Repeatability and reproducibility of micro-surfacing mixture design tests and effect of aggregates surface areas on test results[J].Australian Journal of Civil Engineering,2013,11(1):41-55.

[5] JTG H20-2007，公路技術(shù)狀況評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)[S].

[6] JTG H10-2009，公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范[S].

Research and analysis of long-term pavement performance of micro-surfacing treatment in asphalt pavement★

ZHANG Hui-zhen MA Bing-xiang LUO Ya-jun

(SouthChinaUniversityofTechnology，CollegeofCivilandTransportation，Guangzhou510640,China)

Through the comparison and analysis of pavement performance indicators(PCI, RQI, RDI, SRI)of seven highway which had implemented micro-surfacing treatment in Guangdong Province, Researching on long-term pavement performance of each section, and statistical analysis of three common types of diseases: longitudinal cracks, horizontal cracks and pit slots of the cumulative growth trend. The results showed that each section has the very good anti-sliding and sealing performance, what’s more, can effectively restore and improve pits, cracks, and other diseases of the road.

micro-surfacing， asphalt pavement， preventive maintenance， long-term pavement performance， researching

1009-6825(2014)34-0144-03

2014-09-27 ★：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：51008132)；中央高?；究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：2013ZZ0030)；廣東省交通運(yùn)輸廳科技項(xiàng)目(項(xiàng)目編號(hào)：科技-2012-02-001)

張會(huì)珍(1985- )，女，在讀碩士； 馬炳享(1990- )，男，在讀碩士； 駱亞軍(1989- )，男，在讀碩士

U418.6

A