《交通運輸科學技術新成果推廣目錄》(2021)第三部分 基礎設施篇《山區重交通瀝青路面抗滑處治技術與施工規范》
獲獎項目名稱:山區重交通瀝青路面抗滑處治技術與施工規范
完成單位:重慶誠邦路面材料有限公司、交通運輸部科學研究院、重慶交通大學、昆明理工大學、重慶通力高速公路養護工程有限公司
主要完成人:吳祥燕、惠嘉、何亮、謝德龍、諶香玲、王志美、田苗苗、凌天清、羅代松、劉幫銀
項目簡介
行車安全是道路運營第一位,公路及城市道路因路面抗滑問題日益頻繁發生的交通事故已成為世界性的難題。特別是山區公路,具有線形變化大,長大縱坡和陡坡路段多,行車視距相對較差等典型特點,道路交通安全問題更為嚴峻。新建瀝青路面隨著交通量及軸載的增加,在服務2年左右的時間內,瀝青路面表層瀝青膜脫落、集料棱角磨光會使抗滑性能出現較快衰減,此時瀝青路面在雨水的作用下變得濕滑,再加上雨天車輛行駛產生的濺水或雨霧會降低能見度,交通事故發生機率增大。加快山區重交通瀝青路面抗滑成套技術研究,提升路面抗滑性能,減少交通事故率成為當前道路運營管理中緊急且最重要的工作之一。
本項目基于山區重交通瀝青路面主動安全防護要求,重點研究瀝青路面在長期使用中材料衰變所引起的微觀和宏觀紋理變化以及結合料老化對路面抗滑的影響,首創了集材料、設備、工藝于一體的正紋理抗滑排水型環氧表處路面成套技術。該技術在環保、節約資源以及抗滑、耐久、舒適等方面具有優勢,實施該技術的路面抗滑性能大于65BPN,能顯著提高道路安全,降低交通事故率,同時延長路面使用壽命3-5年。
本項目成果入選交通運輸部《2019年交通運輸重大科技創新成果庫》,現已獲得發明專利8項,實用新型專利18項,發表核心期刊論文25篇(SCI/EI,5篇),出版專著1部,形成國家工法1項,標準/規范4部,獲得省部級科技獎勵9項,經業內專家鑒定,達到了國際先進水平。
本技術專用于路面、橋面、隧道鋪裝層的預防養護及抗滑性能恢復提升,解決了路面表層抗滑衰減快、抗滑性能不足、交通事故頻發等問題。項目成果已在重慶、四川、河南等20余省市進行成功應用,能有效提高道路養護水平,推進預養護技術進步,提高道路服務質量,降低交通事故率,經濟、社會效益重大。
項目創新點
創新點1:提出了瀝青路面在長期使用中材料衰變引起的微觀和宏觀紋理變化以及結合料老化對路面抗滑的影響機理;針對不同環境、路面技術狀況,提出了瀝青路面精表處技術單、雙層材料組成設計原則,建立了評價技術指標和專用試驗方法,提出了公路瀝青路面精表處成套技術研究施工工藝,建立了精表處技術應用的成套技術體系,形成了《瀝青路面精表處技術規范》(DB50/T1047-2020)等多部規范,通過成果評價,總體達到國際先進水平。
創新點2:研發了精表處養護施工的常溫施工型環氧復合改性瀝青膠結料,通過了重慶市新產品鑒定,達到國際先進水平。該材料23℃粘結強度大于1.2MPa,60℃粘結強度及剪切強度均大于0.6MPa,粘附力強、耐久性好、耐候性能顯著。
創新點3:揭示了瀝青膠結料滲入、粘結及反應機理,建立了滲流模型。該材料滲透率5-10mm,通過對路表進行強力滲透,將膠結料中的活性物質帶到路表深處,對原路面起到粘結、修復的作用,形成致密、持久耐用的保護層。
創新點4:研發了精表處智能灑布車,可控制反應類膠結料的反應時間和噴灑精度,精準度達3%,單日產量達1萬㎡,效率超過普通同步碎石封層車的3倍,減少人力成本及施工廢物的排放,節能環保。
創新點5:研發了蓄鹽類自融冰精表處技術,解決了蓄鹽類自融冰改性劑吸水發潮、使用壽命短的技術難題。確定了蓄鹽類自融冰改性劑的表面處理手段及改性劑在集料中的摻配比例及方式。形成了具有實際應用價值的蓄鹽類自融冰精表處路面,提高了降雪天的交通安全。
創新點6:搭建了實體工程跟蹤監測體系,對精表處的服役行為、耐久性及效益等進行評估分析。
應用案例
精表處是一種性價比優勢顯著、綜合性能優異的預養護技術,目前已在重慶、四川、甘肅、寧夏、陜西、貴州、湖北、河北、江西、廣東、內蒙古等20個省、市、自治區的200多條高速公路、國省道、市政道路得到成功應用,得到了管養部門的充分肯定。
通過應用效果實測,該技術可提升原路面摩擦擺值至65BPN以上,減少交通事故30%以上,延遲大中修3-5年,降低養護費用20%以上,經濟和社會效益巨大。
圖京港澳高速河南安新段
圖貴州壩陵河大橋
圖G243公路(重慶長壽段)
圖G321公路(內江資中段)
圖重慶市政道路(重慶菜園壩長江大橋)
圖重慶市政主干道(南濱路)
社會效益與經濟效益
精表處是一種節約型常溫施工預養護產品,年度等效費用是傳統罩面或翻修費用的1/4~1/5,可節省100萬元/公里的管養費用,且能保證路面在3年內保持較好的狀況,可延緩道路大修時間3-5年,為道路管養單位節省后期近億元的總費用投資,直接經濟效益巨大。
精表處技術相對傳統熱瀝青施工溫度降低100℃以上,降低能源效果及碳排放量,且施工無需投入重型機械設備,無需銑刨原路,減少傳統維修產生的廢舊瀝青處置等污染問題。施工快進快出,不影響道路運營,有利于促進國家經濟的高速發展。采用精表處技術施工,可顯著提升路面抗滑性能,減少交通事故的發生及造成的損失,具有重大社會和經濟效益。