极端高温频发,沥青路面如何防“晒伤”?

发布时间:2022-09-27 | 次浏览

      9月份,全国各地陆续迎来大幅降温天气,终于熬过了2022这个最热夏天。今年6月至8月,根据中国国家气候中心监测评估,综合考虑高温热浪事件的平均强度、影响范围和持续时间,我国区域性高温事件综合强度已达到1961年有完整气象观测记录以来最强。长时间极端高温天气,给各地沥青路面带来极致考验,网络上不断出现路面“晒化了”的新闻消息。

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沥青路面病害图片

      西安多年来均有登上全国最热城市排行榜,今年更持续多日发布红色、橙色高温预警,最高气温达37℃至40℃以上。经受了长期高温考验后,诸多城市主干道在交叉路口停止线附近路段出现明显车辙和拥包;而在西安市大交通量的高新路、锦业路、西太路等采用天然沥青高模量混合料铺筑的城市主干道,包括交叉路口停止线附近路段沥青路面均完好无损,未发现车辙、裂缝、拥包等路面病害。

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西安市政道路车辙实拍图

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西安市政天然沥青高模量混合料路面

      近年来,极端气候的密度和强度显著加剧,公路建设养护项目需要更加注重应对高温车辙及多样化的路面病害问题,特别是交叉路口、信号灯停止线附近、高速公路收费站附近、长纵大坡及重载路段等位置,从路面结构设计到材料选择,更需全面提升路面建设养护规格和质量。

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      市政道路中,十字路口总是车辙最严重的,这主要是由于荷载及极端天气导致的。车辆启动、制动的瞬间,对于路面产生极大的水平应力以及竖向应力,尤其水平应力远高于车辆正常行驶时,故交叉路口、停止线周边、收费广场等特殊路段抗剪强度要求较常规路段更高,有必要采用特殊结构或材料设计方案。

沥青是粘弹塑性材料,高温条件下表现为粘塑性。在连续极端高温条件下,粘度及粘聚力急剧减少,导致混合料在荷载作用下产生不可恢复的塑性变形。为保证混合料的高温稳定性,应选择温度敏感性更低,粘结力及粘聚力更强的沥青结合料。微粒化天然沥青是以天然沥青为材料,通过微粒化天然沥青技术得到的成品改性天然沥青。这一材料充分利用天然沥青分子量大,沥青质和胶质含量高的特性,可大幅度降低高温天气对路面的永久变形损害。

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材料性能分析

      H-SMA以高模量沥青HMB 为结合料,在保持SMA优良的抗滑性能的同时,还能大大提高路面抗剪切能力。特别是H-SMA在70℃、1.0Mpa的极致条件下,动稳定度仍超过3000次/mm,可承受国内绝大多数区域的夏季极端高温气候条件考验。

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       EME 是适用于中、下面层或柔性上基层的高模量耐疲劳沥青混合料,动态模量不小于15000Mpa,疲劳寿命次数大于100万次。与传统AC改性沥青混合料相较,高模量沥青混合料具有更好的承载能力、耐久性和低温抗裂性等特点。

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应用案例及效果分析

      近年来,国内陕西、安徽、青海、山西等多个省份陆续发布了高模量沥青混合料相关地方标准。陕西、宁夏、湖北、北京、黑龙江、安徽、山西等省份在高速公路、市政道路等不同等级公路建设养护项目中采用高模量沥青混合料以期提升路面抗车辙性能和使用寿命,特别是在大交通量、重载道路,交叉路口,收费广场,高速公路匝道等特殊路段应用,有效提升路面应对极端气候和大交通量的考验,减轻路面病害,降低建养成本。

硚孝高速收费广场(2018年)

      项目以HMB-W为结合料, 采用上面层4cm HSMA-13+中面层6cm EME16+下面层8cm EME20路面结构铺装,保证路面承载能力的同时,降低路面行驶噪音,减轻对周边居民的影响。施工完成后路面开放交通状况良好,迄今车辆通行已余四年,持续追踪路面情况,无车辙等病害产生。

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2018年硚孝高速收费广场施工现场照片

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2019年硚孝高速收费广场通车1年后实拍照片

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2022年硚孝高速收费广场通车4年后实拍照片

北京四环车辙处置项目(2022年)

      项目位于北京市东四环,常年交通量大,易拥堵。车辙处置方案选择对严重车辙路段原路面铣刨12公分厚,采用上面层4cm HSMA13+中面层8cmEME20路面结构,沥青混合料均以HMB-W为结合料。

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福建漳州交叉路口车辙病害处置

      福建漳州公路局与同济大学合作的《道路交叉路口沥青路面抗车辙和坑槽技术研究》以HMB-H为沥青结合料,采用BBME13+EME20路面结构,旨在解决信号灯停止线附近路面的车辙和坑槽病害问题。

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福建漳州项目现场施工图片


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