凯发国际首页 拋丸技術對瀝青路面抗滑性能的影響評價

摘要：為了快速、有效地提高既有瀝青路面的抗滑性能，通過對拋丸技術應用于高速公路瀝青路 面養護工程的應用實例進行跟蹤檢測，重點分析和評價了其對路面抗滑性能的改善程度及對路面 表層混合料的影響，并簡要闡述了拋丸工藝與傳統霧封層養護措施相結合的適用條件，為瀝青路面 養護維修特別是抗滑性能改善維修措施的選擇提供依據。本文由 履帶式拋丸機 生產廠家青島淳九整理
 關鍵詞：瀝青路面；拋丸技術；抗滑性能；養護維修 中圖分類號：Ｕ４１４．０３ 文獻標志碼：Ｂ

0引言

道路交通系統由人、車、路和環境等因素組成， 每種因素都可能是誘發道路交通事故的原因。國外 的調查和研究表明，在交通事故中與道路有關的原 因占２５％～３４％；中國的研究也表明，與道路因素 有關的交通事故所占比例達到２０％左右。與交通 事故有關的道路因素除道路的幾何條件外，也包括 路面種類、平整度、抗滑性能以及路面破損等因素， 其中主要的是道路路面的抗滑性能。

 目前提高瀝青路面抗滑性能的主要措施包括加 ｃｍ）、封層（微表處）以及超薄磨耗層（１．５～２ ｃｍ）等，這些措施都能提高或改善路面的 抗滑性能，但存在造價較高、使用年限不長或由于施 工不良導致的抗滑能力不足等問題。針對路面本身 抗滑能力不足的問題，尋求一種快速經濟的養護方 式成為當務之急。 拋丸技術是通過機械的方法把丸料（鋼丸）以很 高的速度和一定的角度拋射到工作表面上，讓丸料 沖擊工作表面，然后通過機器內部配套吸塵器的氣流清洗作用，將丸料和清理下來的雜質分別回收，使 丸料可以再次利用。理論上，使用專用拋丸設備可 以快速清理粘結在表層骨料上的失效瀝青或油污， 并造成骨料表面微觀紋理粗糙，從而提高路面的抗 滑性能〔１ｑ〕。該措施此前多應用于混凝土道路的表 面處理，國內尚未將其應用于瀝青路面的養護維修 中。本文擬在介紹瀝青路面拋丸工藝核心施工技術 的基礎上，重點討論其在高等級公路瀝青路面養護 維修中的應用，評價拋丸技術對路面抗滑性能的改 善程度以及長期使用效果，并初步評價其對路面表 層混合料的影響，為瀝青路面抗滑性能的改善措施 提供選擇依據。

圖１拋丸實施過程

 １瀝青路面拋丸施工關鍵技術
 １．１施工溫度

 根據拋丸技術原理，隨著瀝青路面路表溫度的 升高，拋丸清除路面泛油效果會越來越差，雖然可以 通過增加拋丸施工的次數來提高處治效果，但是從 經濟性和實用性來看就不再合適。一般在２０時， 瀝青路面泛油可完全清除，表面平整干凈；當路表 溫度升高至３６時，路表瀝青膠結嚴重，瀝青泛 油層出現軟化、可塑狀結構，隨著路表溫度的逐漸 升高，鋼丸嵌入瀝青表面現象越來越明顯；當路表 溫度在４６以上時，鋼砂已經不能完全回收，大 部分嵌入軟化的瀝青油層，鋼丸消耗量逐漸增大， 回收鋼丸難度也相應增大，拋丸處理效果達不到 相應要求。考慮到瀝青吸熱快、散熱慢的特性，建 議在瀝青路面進行拋丸施工時將路表溫度控制在 ３５以下。

１．２丸砂比

 瀝青路面拋丸施工中，拋丸設備內的鋼丸、鋼砂粒徑及其配合比為拋丸施工工藝中的重要參數指 標。鋼丸和鋼砂在拋除掉泛油層瀝青時，主要受拋 丸機的拋丸速度和拋丸功率限制。對于大功率的拋 丸機，丸砂比對拋丸清除泛油影響不大，對于進口的 小型或者小功率拋丸機，增加鋼砂的比例能有效提高拋丸處治的效率。因為不規則形狀的鋼砂與圓形 的鋼丸相比，能更好地切入到瀝青油層，破壞掉瀝青 泛油層，達到較好的效果。
１．３拋丸機行進速度
 拋丸機行進速度與瀝青路面泛油厚度、拋丸機 拋丸速度和拋丸功率等相關參數有關：拋丸機行進 速度慢，拋丸功率大，瀝青泛油厚度薄，則清除瀝青 泛油效果明顯；反之，則清除效果較差。當拋丸機功 率較大時，可考慮提高拋丸機行進速度。此外，應根 據拋丸機的型號和功率靈活調整行進速度和行進次 數，以達到全面清除瀝青泛油的效果。
 ２拋丸試驗路段的選擇與實施方案
 根據某地區高速公路網近期路面檢測的結果， 結合歷年檢測數據，初步選取了三個路面抗滑能力 相對較低（ＳＦＣ測值位于４０附近）的路段；同時，為 便于各路段之間使用效果的對比，試驗路段選擇在 交通量大致相當的路段，且考慮了縱坡的影響。此 外，結合拋丸技術的應用情況，擬分別采取拋丸處治 后灑布有機硅和拋丸處治后直接開放交通兩種試驗 實施方案。各路段實施方案見表１。

表1、拋丸試驗路段平面位置及擬采用的方案

 ３拋丸前后路面抗滑性能檢測結果
 ３．１ 拋丸前路面抗滑性能檢測結果 拋丸實施前，分別采用構造深度、擺值和橫向力 系數等指標對試驗路段的抗滑性能進行了檢測評 價，檢測結果見表２。
 ３．２拋丸后路面抗滑性能跟蹤檢測結果
 為有效評價拋丸技術對提高高速公路瀝青路 面抗滑性能的效果，并掌握路面實施拋丸處理后 抗滑性能的衰變趨勢，從拋丸實施后的一周開始， 對拋丸試驗路段的路面抗滑性能進行了４次跟蹤 檢測，每次檢測時間相隔３個月左右，檢測結果見表3

表２試驗路段拋丸前抗滑指標檢測結果


表３試驗路段拋丸后抗滑指標檢測結果

４拋丸技術對路面抗滑性能及表層混 合料的影響分析
４．１ 拋丸對路面抗滑性能的影響
 瀝青路面擺值的大小反應路面微觀紋理的粗糙 程度。從工前工后的擺值檢測結果來看，在所有試 驗路段中，拋丸后的擺值均大于工前的擺值，較大變 化量是ｌｏ．９，較小變化量是３．９，說明拋丸明顯改善 了瀝青路面的微觀紋理。 從拋丸前后路面構造深度的檢測結果來看，實 拋丸前后構造深度基本保持不變，可見拋丸不能 增加瀝青路面的宏觀構造深度，甚至拋丸后路面的 構造深度會略微降低。 橫向力系數ｓＦＣ值反映路面縱、橫兩個方向的 摩擦特性，因此，可以說ＳＦＣ值直接表征路面的實 際抗滑性能。從試驗路段拋丸前后的ＳＦＣ值可以 看出，與拋丸前相比，拋丸后ＳＦＣ值提高的百分率 較高達２５％，較低為１６％，可見，拋丸后路面的ＳＦＣ 值明顯提高。 由上述分析可知，拋丸并沒有有效增加瀝青路 面的構造深度，卻明顯改善了其微觀紋理的粗糙程 度。所以，ＳＦＣ值的提高顯然是由于路面實施拋丸 的結果，這也表明拋丸有效提高了瀝青路面的抗滑 性能。
 ４．２拋丸后抗滑性能的衰減情況
 瀝青路面拋丸后不同時段橫向力系數ＳＦＣ的 值能反映路面實際抗滑性能的變化情況。跟蹤檢測 結果顯示。瀝青路面拋丸后抗滑性能在１０個月以內 衰減比較明顯，之后保持穩定且比拋丸實施前提高 約７％～１５％。 從擺值來看，瀝青路面在實施拋丸處理后的７ 個月之內抗滑性能衰減比較明顯，之后保持穩定且 與拋丸實施前基本相當。
 ４．３拋丸后灑有機硅對抗滑性能的影響
 瀝青路面拋丸后灑有機硅對路面表層封水和預 防表層骨料松散起到一定作用，但灑有機硅也可能 會影響路面的抗滑性能。 從瀝青路面拋丸試驗路段抗滑指標的提高百分 率來看，三段灑有機硅的路段中，工后第一次檢測路 面擺值的提高百分率只有一段小于沒灑有機硅的路 段，另外兩段中，一段大于沒灑路段，另一段與沒灑 路段擺值提高百分率相等。可見，瀝青路面拋丸后 灑有機硅對其微觀紋理改善的不利影響較小。從橫 向力系數（ＳＦＣ）的提高百分率來看，三段拋丸后灑 有機硅的路段中．只有一段ＳＦＣ提高百分率小于沒 灑路段。其余兩段均大于拋丸后沒灑有機硅路段。 所以，從瀝青路面拋丸試驗段來看，工后灑有機硅對 路面抗滑性能提高的不利影響很小，但有利于排除 拋丸后路表松散的隱患。
 ４．４ 拋丸對路面表層材料參數的影響
 為了分析拋丸對路面表層材料的集料一配和瀝 青含量的影響，分別在拋丸路段和其相鄰路段開挖取樣，并進行了室內一配和瀝青含量試驗分析，試驗 結果見表４。

 表４瀝青路面表層材料抽提結果

 從現場施工的情況來看，拋丸去除的只是表面 的雜質。但從取樣室內試驗的結果來看，拋丸路段 與相鄰路段的集料一配總體上相差較小，細集料通 過率有所增加（２．３６ ｍｍ及以下篩孔，增加幅度均 不大，考慮到取樣及試驗誤差，現有試驗結果并不能 證明拋丸對一配有顯著影響）；此外，拋丸后瀝青表 層材料的油石比比相鄰段低了０．１９％，可以說拋丸 后瀝青路面表層的油石比有輕微減小，這主要是因 為拋丸去除了表面的老化瀝青。 綜上可知，試驗路段采用拋丸工藝對路面表層 材料的一配及瀝青含量等參數影響較小。
 ５結語
 （１）拋丸并不能有效增加瀝青路面的構造深 度，但能夠改善瀝青路面的微觀紋理，從而有效提高 瀝青路面的抗滑性能。
 （２）瀝青路面拋丸處理后抗滑性能在７個月以 內衰減比較明顯，之后衰減變慢，拋丸后一年的 ＳＦＣ檢測結果表明路面抗滑能力仍然明顯高于拋 丸施工前。
 （３）拋丸處理后瀝青路面表層的油石比有輕微 降低，細集料含量有輕微增加，但總體而言，對路表 混合料自身影響較小，可以直接開放交通。鑒于拋 丸處理后路表外觀泛白、個別滲水系數較大的路段 有發生坑槽松散病害的隱患，可考慮采用霧封層類 預防性養護措施進行處理。從目前應用效果來看， 涂撒有機硅未對路表抗滑性能產生不利影響。
 （４）瀝青路面拋丸作為一種特殊的養護技術， 目前僅適用于處治因泛油引起瀝青路面抗滑性能降 低的情況。不建議在夏季使用拋丸養護技術，因為 過高的路表溫度會使鋼砂嵌入軟化的瀝青油層里， 影響拋丸技術的處理效果。

參考文獻：
〔１〕周琦峰．瀝青路面的抗滑性能及拋丸技術的應用〔Ｊ〕．工程機 械與維修．２００８（１）：１０ｊ—１０７． 姚愛民．姜曉巖．拋丸丁藝在橋面瀝青面層施Ｔ中的應用〔Ｊ〕．黑龍江交通科技．２０１（）（９）：９８． 羅宏儉．創新型混凝土橋面拋丸處理技術〔Ｊ〕．筑路機械與施【：機械化．２０１０．２７（２）：４—６．