第一篇:淺談高等級公路瀝青路面預防性養(yǎng)護(2012年)
淺談高等級公路瀝青路面常見病害成因
及預防性養(yǎng)護
摘要:瀝青路面在交通荷載的作用下,同時經(jīng)受著持續(xù)變化的各種環(huán)境因素的綜合作用,瀝青混合料的材料性能隨著時間的增長而逐步衰減,導致瀝青路面使用性能逐漸降低,并出現(xiàn)車轍、裂縫以及水損害等各種病害現(xiàn)象。關鍵詞:瀝青路面 常見病害 養(yǎng)護
一、瀝青路面常見病害現(xiàn)象及成因分析
我國瀝青路面主要病害形式表現(xiàn)為車轍病害、水損害和裂縫類病害三大類。、瀝青路面車轍病害
車轍病害嚴重影響瀝青路面的使用性能和使用壽命,它的產(chǎn)生直接影響路面的平整度,導致行車舒適性降低;使輪跡帶瀝青層厚度減薄,降低面層以及路面結構的整體強度,進一步引起裂縫、坑槽等其他路面破損;存在較大轍槽的路段,車輛變向難以控制;雨天時路表排水不暢、行駛車輛易發(fā)生漂滑而影響高速行車的安全;并且車轍病害難處治。
車轍分為四類,結構性車轍,指基層或路基軟弱,各結構層發(fā)生永久變形;失穩(wěn)性車轍,指瀝青混合料抗剪切能力不足,瀝青層內(nèi)發(fā)生剪切流動變形;磨耗性車轍,指汽車輪胎磨耗,表面顆粒逐漸散失而形成;壓密性車轍,指瀝青混合料面層施工壓實不足,在通車后混合料繼續(xù)被壓密并逐漸趨于穩(wěn)定而形成。
在1962年美國AASHO試驗路研究期間,Hofstra提出的報告認為產(chǎn)生車轍的主要原因是剪切應力,而1987年Eisenman的報告指出,車轍表現(xiàn)出輪胎下方的下沉以及同時出現(xiàn)的兩側的隆起,是壓密變形和流動變形的綜合作用引起的。而車轍的形成過程,大體上可分為三個階段:
(1)初始階段的壓密過程
在瀝青路面碾壓成型開放交通以后,瀝青面層以及各結構層材料中均存在一些空隙,在汽車荷載作用下,仍會有進一步的壓密過程。
(2)瀝青混合料的流動過程
高溫下的瀝青混合料處于以粘性為主的粘彈性狀態(tài),在車輪荷載作用下,瀝青及瀝青膠漿便產(chǎn)生流動,從而使混合料的網(wǎng)絡骨架結構失穩(wěn),而向兩側隆起。
(3)礦質(zhì)集料的重新排列及礦質(zhì)骨架的破壞
高溫下處于半固體狀態(tài)的瀝青混合料,由于瀝青及瀝青膠漿在荷載作用下的流動,此時礦質(zhì)骨架逐漸成為荷載的主要承擔者,再加上瀝青的潤滑作用,礦質(zhì)集料會產(chǎn)生錯動,促使瀝青及膠漿向其富集區(qū)流動。
影響瀝青路面車轍及混合料高溫性能的因素是很多的,可總體歸納為內(nèi)在因素和外部條件。內(nèi)在因素主要反映在材料本身的質(zhì)量及混合料的組成上,而外部條件則主要包括氣候條件和交通條件。當外部條件與材料的內(nèi)在因素結合在一起時就會對瀝青路面產(chǎn)生綜合影響。此外,路基、路面基層和路面結構組成及其施工質(zhì)量也會對瀝青路面車轍形成產(chǎn)生綜合影響。車轍影響因素主要有集料、結合料、混合料類型、荷載、環(huán)境條件等。
2、瀝青路面水損害 “公路百害水為先”,所謂水損害即降水透入路面結構層后使路面產(chǎn)生早期破壞的現(xiàn)象,它是目前瀝青混凝土路面早期病害中最常見也是破壞力最大的一種病害。水損害主要表現(xiàn)為路面出現(xiàn)松散、坑槽、唧漿、轍槽、沉陷等病害形式。水破壞的產(chǎn)生往往使路面平整度明顯變差,路面使用質(zhì)量和服務水平顯著降低。
瀝青路面水損害表現(xiàn)形式多樣。一般可歸納為三類即松散類(路表麻面、松散、掉粒、坑洞)、裂縫類(唧漿、網(wǎng)裂、坑洞)和變形類(轍槽)。以上的早期水損害現(xiàn)象有時單獨出現(xiàn),但大多數(shù)是組合出現(xiàn)的。比如產(chǎn)生唧漿的地方通常會出現(xiàn)網(wǎng)裂和形變,并隨著時間的推移很快會出現(xiàn)松散和坑洞。此外,水損害按照水對路面損害的部位,可以分為路表水對路面的損害和進入路面結構內(nèi)的水對路面的損害;按照形成過程的不同,可以分為自上而下的表面層水損害和自下而上的水損害。許多初期的路面水損害都是由上往下發(fā)生的,它往往局限于表面層發(fā)生松散和坑槽,當表面的水從裂縫和孔隙較大的裂隙中進入路面內(nèi),即形成路面內(nèi)自下而上的水損害。
造成瀝青路面水損害的因素很多,可分為外部因素和內(nèi)部因素。外部因素主要為:水、載荷和施工方法;內(nèi)部因素主要為:集料性質(zhì)、瀝青性質(zhì)、瀝青混合料的空隙率、瀝青混合料的離析和路面結構排水系統(tǒng)。水損害的發(fā)生往往是各種因素共同作用的結果。瀝青與石料的黏附性不足和混合料空隙率過大是造成瀝青路面水損害的主要原因。國內(nèi)關于水損害的作用機理的研究主要涉及到以下幾種理論:
普遍認為黏附-剝落理論是水損害的主要作用機理。黏附是指一種物體與另一種物體黏結時的物理作用。黏附-剝落理論主要體現(xiàn)為兩種作用過程,即黏附力和黏結力的損失。黏附力損失是指水進入瀝青和礦料之間的界面上,礦料對水的吸力比對瀝青的吸力大,造成瀝青剝落;黏結力損失是指瀝青內(nèi)部的水使瀝青軟化,黏性降低,從而使瀝青混合料的整體性與強度降低。對于瀝青與集料間的黏附性有四種理論來解釋:力學理論、化學反應理論、表面能理論和分子定向理論。
靜水壓力作用瀝青路面的水損害與軟化和剝落兩種過程有關。首先,水能進入瀝青中使瀝青黏附性減小,從而導致混合料的強度減小;其次,水能進入瀝青膜和集料之間,阻斷瀝青和集料的相互黏結。由于集料表面對水的吸附力比對瀝青的吸附力強,致使瀝青與集料表面的接觸面減少,結果瀝青從集料表面剝落。
動水壓力作用,行車車輪在瞬間通過時,輪荷對路面產(chǎn)生的動水壓力,先是擠壓,迫使空隙中的滯留水沿隙四周擠壓、滲流。車輪駛離時,輪后的真空抽吸、路面自身的回彈,又會促使結構內(nèi)的滯留水產(chǎn)生抽吸和回流,如此動水壓力的擠壓、抽涮,頻繁交替作用于瀝青混合料。另外,高能量的水分子與集料的黏附力比瀝青與集料的黏附力要大,會在集料表面加速與瀝青分子的臵換,使瀝青混合料的品質(zhì)迅速變壞。
3、瀝青路面裂縫病害
瀝青路面裂縫是世界各國瀝青路面使用中均會遇到的主要病害之一,無論是冰凍地區(qū),還是非冰凍地區(qū),只是各自的裂縫嚴重程度不同而已。瀝青路面開裂的原因和裂縫的形式是多種多樣的,但就瀝青路面開裂的主要原因而論,裂縫可分為兩大類,即荷載型裂縫和非荷載型裂縫。
荷載型裂縫,即主要由于交通荷載作用下產(chǎn)生的疲勞裂縫。在半剛性基層瀝青路面設計合理、施工質(zhì)量良好的條件下,單純由荷載作用引起面層開裂的可能性不大。非荷載型裂縫,主要為溫度型裂縫。瀝青路面溫縮型開裂包括低溫收縮開裂與溫度疲勞開裂,均體現(xiàn)為張開型開裂方式。對于瀝青路面基層存在裂縫情形,按瀝青面層裂縫開裂部位,可以分為反射裂縫與對應裂縫。根據(jù)裂縫方向裂縫可分為:橫向裂縫(1)瀝青面層的自身溫縮開裂;(2)半剛性基層的開裂反射到瀝青面層;(3)某些基層開挖溝槽埋設管線以及冰凍地區(qū)路基凍裂導致路面的橫裂;(4)面層施工時,施工縫未處理好,接縫不緊密,結合不良;(5)橋梁、涵洞或通道兩側的填土產(chǎn)生固結或地基沉降等??v向裂縫(1)填方材料和填方的不均勻性,以及填方密實度達不到設計要求。經(jīng)過一段時間的自然沉降,特別是經(jīng)過雨水浸泡后,路基強度有所下降,沿邊坡部分路基承載力也下降,就會出現(xiàn)縱向裂縫;(2)施工時,前后攤鋪幅相接處的冷接縫未按有關規(guī)范要求認真處理,結合不緊密而脫開;(3)縱向溝槽回填土壓實質(zhì)量差而發(fā)生沉陷;(4)拓寬路段的新老路面交界處土層處理不徹底,沉降不均勻引起縱向開裂;(5)邊坡值小于設計值,邊坡壓實不夠和邊溝過深使實際填土高度加大而滑坡等引起的縱向開裂。網(wǎng)狀裂縫(1)路基局部壓實度不足或基層材料局部松散不成板體,使路面的承載能力下降形成的裂縫;(2)瀝青與瀝青混合料質(zhì)量差。瀝青延度低,抗裂性差。瀝青混合料拌和時間過長,拌和溫度過高或在儲料倉倉儲時間過長,使瀝青變硬,對拉應變敏感而產(chǎn)生的裂縫;(3)瀝青層厚度不足,層間粘結差,水分滲入,形成的裂縫;(4)行車荷載重復作用下引起的疲勞裂縫;(5)外界原因如污染、腐蝕等造成的局部網(wǎng)裂。反射裂縫基層反射裂縫是由溫度收縮和干燥收縮變形引發(fā)所致。曝露時間、失水率、級配和水泥劑量對干縮性能有影響,降溫時間、溫度、級配和水泥劑量對溫縮性能有影響。
由于環(huán)境溫度、交通荷載等因素的影響,瀝青路面初期產(chǎn)生的裂縫對瀝青路面使用性能常無明顯影響,但由于半剛性基層自身干縮和溫縮應變脹縮產(chǎn)生的拉應力超過半剛性基層自身的極限抗拉強度,使其從強度薄弱處產(chǎn)生斷裂,隨著路面使用時間的延長。已有的裂縫逐漸向上擴展到路表,橫向裂縫不斷增加。縫寬不斷增大,橫向裂縫再不斷附生縱向裂縫,最終形成大小不等獨立板塊,在表面水的作用下,致使裂縫附近基層的含水量加大,甚至飽和。其結果是路面強度明顯降低,在大量行車荷載反復作用下,產(chǎn)生沖刷、唧漿和沉陷等現(xiàn)象.最終導致路面很快產(chǎn)生結構性破壞,使道路結構逐漸喪失承載能力。
引起瀝青路面裂縫的原因很多,大體可分為三種:(1)由于行車荷載的作用而產(chǎn)生的結構性破壞裂縫。在車輪荷載的作用下,當路面結構層底部產(chǎn)生的拉應力大于其材料的抗拉強度時,產(chǎn)生的開裂稱之荷載型裂縫。(2)由于瀝青面層溫度變化而產(chǎn)生的溫度裂縫,包括低溫收縮裂縫和溫度疲勞裂縫,稱之非荷載裂縫。(3)經(jīng)常出現(xiàn)在橋涵兩端的橫向裂縫,或在路段上出現(xiàn)較長的縱縫,主要是由填土固結沉陷或地基沉陷引起,稱為沉降裂縫,盡管瀝青路面開裂的原因和裂縫的形式是多種多樣的,但其中的行車荷載作用、瀝青面層溫度變化是產(chǎn)生裂縫的主要原因。
二、瀝青路面預防性養(yǎng)護技術
預防性養(yǎng)護作為一個完整的概念于20世紀80年代提出,是是一種定期的強制保養(yǎng)、維修措施,在路面結構強度充足,僅表面功能衰減的情況下,為恢復表面服務功能而采取的一種養(yǎng)護措施;是一種在路面狀況良好的情況下采取的對現(xiàn)有道路系統(tǒng)進行有計劃的、基于費用-效益的養(yǎng)護策略;是在沒有提高路面結構能力的情況下,延遲路面的損壞,維持或改善路面現(xiàn)有的通車條件,通過延長原有路面的使用壽命來推遲昂貴的大修和重建活動;是在適當?shù)臅r間,將適當?shù)募夹g措施,應用在適宜的路面上。它的核心思想是要求采用最佳成本效益的養(yǎng)護措施,強調(diào)養(yǎng)護管理的主動性、計劃性、合理性。
在預防性養(yǎng)護技術的推廣應用中,需要改變“不壞不修、舊路先修”的傳統(tǒng)觀念,從傳統(tǒng)的養(yǎng)護模式過渡到預防性養(yǎng)護模式,其基本出發(fā)點是通過早期養(yǎng)護,延緩路面的病害發(fā)展過程,從而推遲了后期進行維修或重建時間,延長了路面使用壽命,最終獲得更高的經(jīng)濟效益。
瀝青路面常用預防性養(yǎng)護技術有:灌縫、再生(熱再生、冷再生)、微表處、稀漿封層、石屑封層、霧封層和熱薄層罩面(包括開級配、密級配和間斷級配)等。這里針對本文上述病害重點分析裂縫修補和稀漿封層技術。
1、裂縫修補工藝 1.1開槽修補法
開槽修補法適合中小裂縫.是較好的裂縫處理方法.使用的設備包括開槽機和灌縫機,補縫材料采用針對裂縫修補專門設計的密封膠(改性瀝青聚合物),開槽尺寸至少為l cm寬,l~3 cm深.開槽的深度比不應超過2:l,深度比越小越好。開槽修補法的施工工藝流程如下:
(1)準備工作 檢查開槽機和灌縫機,確保其技術狀況良好:根據(jù)路面裂縫的具體情況,確定補縫設計方案:啟動灌縫機并向密封膠加熱罐內(nèi)添加密封膠,將密封膠加熱、攪拌至l90℃,不能超過200℃ ;加熱期間將灌縫機拖掛在卡車后面,并把密封膠、隔離墩、安傘指示標牌、開槽機和肩背式吹風機等裝在卡車上,拖到預定施T地點,按《公路養(yǎng)護安全作業(yè)規(guī)程》(JTG H30—2004)的規(guī)定作為施工區(qū)進行作業(yè)。
(2)開槽 按照設計的開槽尺寸,預先調(diào)節(jié)好殲槽機開槽深度,然后進行開槽作業(yè)、作業(yè)時,根據(jù)裂縫寬度種類情況,及時調(diào)節(jié)開槽尺寸,滿足最低設計要求。
(3)清槽 用肩背式吹風機將槽內(nèi)的碎渣及裂縫兩側至少l0cm范圍內(nèi)的灰塵徹底清掃干凈。
(4)灌縫 若在氣溫低于4℃時補縫.灌縫機須配有預熱設備對開槽部位進行預熱,若在此溫度下不預熱就進行補縫,會降低密封膠的粘結力:如果在氣溫高于4℃時補縫,可不進行預熱,一般預熱后的補縫效果要好、在密封膠加熱溫度達到190℃左右時,用灌縫機帶有刮平器的壓力噴頭將密封膠均勻地灌入槽內(nèi),并在裂縫兩側拖成一定寬度與厚度的封層。
(5)養(yǎng)護 密封膠灌縫后,在密封膠充分冷卻并把路面上的碎渣清掃干凈以后,才能開放交通。般冷卻時間為15 min左右,具體開放交通時間可根據(jù)氣溫情況靈活掌握
1.2 非開槽修補法(傳統(tǒng)修補法)
非開槽修補法適合對微裂縫進行修補,根據(jù)使用材料的不同,這種修補法可以分為熱補和冷補2種.(1)AU—l lO^#重交通石油瀝青熱補施工機具設備瀝青熱熔和噴涂設備(安裝在工程車上)。
旋工工藝 準備工作→備料→加熱熔解AH—l l0^#重交通石油瀝青→清除裂縫四周灰塵→騎縫噴涂熱熔石油瀝青→抹板抹平自然冷卻→開放交通。
(2)改性乳化瀝青冷補施工
改性乳化瀝青是液態(tài)的混合冷補材料,對機具設備無特殊要求,現(xiàn)場攪拌后人工刮涂封縫(最少3遍)施工工藝準備工作→清縫→人工拌料→人上刮涂→次→固化→二次刮涂→固化→三次刮涂→閌化→開放交通(固化時間l5~20 min)。
1.3 傳統(tǒng)修補法和開槽式修補法的比較
(1)對于傳統(tǒng)修補法,無論是采用重交通油瀝青還是改性乳化瀝青灌縫,雖然施工設備費用投入幾乎沒有,初期施工造價較低,但隨著表層及基層的溫度收縮,最多不超過1年,維修后的裂縫又 原灌縫位臵重新開裂,其失效率占80%以上,只好第二年重新修補。這樣經(jīng)常的維修,不僅增加了養(yǎng)護費用,而且頻繁的養(yǎng)護作業(yè)會造成行車的諸多不便和不安全因素。5年內(nèi)每延米工程總造價為l5元左右。
(2)對于開槽式修補法,雖然初期施工設備費用投入較高.初期施工造價較高,但其使用壽命大為延長,裂縫密封的效果好,有效率,使用5年后,開槽式修補處理裂縫的有效率為85%,5年內(nèi)每延米工程總造價為ll元左右。
(3)傳統(tǒng)修補法適合處理微裂縫和對中小裂縫進行臨時應急處理:開槽式修補對中小裂縫進行一次修補可以保持5年以上,一次修補多年受益。
2、微表處的施工工藝 微表處是采用專用機械設備將聚合物改性乳化瀝青、粗細集料、水和添加劑等按照設計配合比拌和成稀漿混合料攤鋪到原路面,并很快開放交通的具有高抗滑性能和耐久性能的薄層,在我省高速公路養(yǎng)護中尚處于起步階段。
2.1、施工前的準備工作
微表處前應該進行以下的準備工作。
攤鋪機標準 微表處攤鋪機采用的是體積計量方式,而經(jīng)混合料設計得出的是各組分材料的質(zhì)量比例,因此需要對攤鋪機進行標定。攤鋪機標定結果是否正確,直接關系到混合料實際油石比是否與設計油石比相符。
路面的清掃 為了保證微表處層與原路面的良好黏結,要求原路面清潔。原路面上的松散材料、泥、雜草、油污和其他雜物都會影響微表處與原路面的黏結, 造成脫皮現(xiàn)象。
路面的清潔方法有很多種,國內(nèi)常用的是用掃帚清掃,國外也有用水清潔或用鼓風機吹等方法。用水清洗時應待裂縫干燥后再進行微表處。
放樣畫線 為了保證微表處沿路線方向攤鋪,有時候需要根據(jù)路幅寬度、攤鋪槽寬度,在保證攤鋪次為整數(shù)的條件下沿攤鋪方向畫出控制線。不過,目前國內(nèi)的大多數(shù)施工企業(yè)一般不做放樣線,而是直接以車道線、路緣石等為參照,攤鋪方向可以保證。
交通管制 施工過程的交通管制十分重要,一方面是為了保證施工人員和機具安全;另一方面也可防止車輛駛入未成型的微表處層,影響路表美觀。
2.2、微表處的攤鋪步驟
施工準備工作完成后,便可以進行微表處混合料的攤鋪。(1)將攤鋪機開至施工起點處, 調(diào)整好攤鋪槽的寬度、攤鋪厚度和拱度。
(2)再次確認各材料的設定準確無誤。
(3)開動發(fā)動機,使拌和器和攤鋪槽的螺旋分料器首先轉動起來。
(4)打開各個材料的控制開關, 使各組成材料幾乎同時進人到拌和器中;應有一名施工人員用鐵鍬將最初排出的材料接走,倒入旁邊的廢料車中。
(5)調(diào)節(jié)螺旋分料器的轉動方向,使稀漿混合料均勻地分布到攤鋪槽中。當材料充滿攤鋪槽 1/2 左右深度時,操作手示意駕駛員開動攤鋪機,以1.5-3.0km/h 的速度勻速前進。攤鋪的速度變應保證攤鋪槽內(nèi)混合料體積占攤鋪槽體積的1/2 左右,保證分料器能攪拌到混合料。
(6)對于攤鋪后路面的局部缺陷,應及時人工找補。手工作業(yè)可以使用橡膠拖把或者鐵鍬等工具,但不得使用掃帚。
(7)應時刻注意各組成材料的使用情況,當任何一種材料接近用完時,應立即關閉各材料的輸出,待攤鋪槽中的混合料全部攤出到路面上后, 攤鋪機停止前進。
(8)施工人員應立即將施工末段 1-2m范圍內(nèi)的材料立即清除,倒入廢料車中。
(9)用高壓水槍清洗攤鋪槽,然后卸下攤鋪槽,攤鋪機開至料場裝料。
2.3、接縫處理
微表處的橫向接縫應做成對接接縫,施施工步驟為:(1)用油氈將前一施工段末端 0.5-1m 覆蓋,保證油氈末端與微表處材料層邊緣平齊。
(2)將攤鋪機后退,使攤鋪槽后緣落在油氈上。(3)啟動攤鋪機開始攤鋪。
(4)將油氈連同上面的微表處混合料取走,倒入廢料車中;清洗油氈,以備下次使用。
微表處的縱向接縫宜做成搭接接縫,為了保證接縫的平整,搭接寬度不宜過大。國際稀漿封層協(xié)會微表處技術指南規(guī)定縱向接縫搭接寬度不應超過76.2mm。接縫處高出量不應大于 6mm,因此將76.2mm取整為80mm 后可以用作我國的標準。
微表處縱向接縫的位臵直接影響路表的美觀,因此, 如果能夠將縱向接縫放在車到標線上,會最大限度地減少接縫對路表美觀的影響。但是這將對車道標線的化纖造成一定的困難,特別是接縫處的不平整和粗糙表面會造成走線不直和畫線材料用量明顯增加,因此建議將縱向接縫放在車道線一側3-5cm的地方,這樣即不會顯著影響路表的美觀,同時又不至于造成畫線困難和畫線成本增加。
2.4、微表處攤鋪機的走線
微表處攤鋪過程中的走線十分重要,直接影響縱向接縫是否順直,從而影響到攤鋪層的美觀。為了保證走線的順直,一般可事先鋪設導線。當施工路段有路緣石或車道標線作為參照物時。只要攤鋪機駕駛員可以確保走線順直,可不專門鋪設導線。
由于微表處攤鋪機與攤鋪槽間采用鏈條連接,往往在攤鋪彎道時受路面超高的影響,攤鋪槽會向彎道內(nèi)側側滑,滑動距離一般在5cm 左右。在攤鋪彎道時,駕駛員走線應該考慮攤鋪槽的側滑。3稀漿封層
稀漿封層技術對于新、舊路面的老化、裂縫、光滑、松散、坑槽等病害能起到預防和維修的作用,使路面的防水、抗滑、平整、耐磨性能迅速提高。近年來。由于稀漿封層施工的規(guī)范化、標準化,施工質(zhì)量提高和成本的降低,稀漿封層已廣泛應用于高等級公路的早期維修養(yǎng)護上。
3.1 改性乳化瀝青稀漿封層
改性乳化瀝青是一種高溫抗流變、低溫抗脆裂,耐候性、抗磨性、抗老化性優(yōu)良的路面鋪筑材料,對于降低路面的透水系數(shù),治理路面的初期病害,增大路面的平整度和摩擦系數(shù),起到很好的作用。改性乳化瀝青稀漿封層是一種由水質(zhì)高分子改性乳化瀝青與軋碎密集料、礦物填料、水和添加劑組成的表面處治層,特點是可以進行薄層攤鋪,凝固快,主要用于路面構造修整、龜裂、車轍等病害的處治,也可用于密封和提高路面的抗滑處治。但改性乳化瀝青稀漿和其他薄層處治一樣,只適用現(xiàn)有結構穩(wěn)定的路段,彎沉值不夠時必須補強后再施工。
3.2 與其他道養(yǎng)護方法相比較
(1)與熱瀝青混合料鋪筑相比,熱瀝青混合料攤鋪厚度2.5 cm,每平方米造價l8~2O元;改性乳化瀝青稀漿封層攤鋪厚度1cm,每平方米造價l3元左右,平均使用壽命為6~8年,可節(jié)約瀝青15%~20%,按路面1 1 m寬計彈每公里節(jié)約資金8.8~1 1萬元。因為改性乳化瀝青稀漿封層在5℃以上即可施工,因此可以延長施工時間1~2個月,且減少環(huán)境污染、施工簡便、降低勞動強度、節(jié)約設備能源。改善施工條件。
(2)普通乳化瀝青稀漿封層開放交通時問需要4 h,改性乳化瀝青稀漿封層開放時問只要0.5~1 h,中斷交通時間大大縮短或半幅施工,半幅開放交通施,使成本直接下降。
(3)改性乳化瀝青自身有較好的彈性和高低溫性能.改性稀漿封層混合料有較好的物理性能,因此,改性乳化瀝青稀漿封層可以修復或減少路面病害,延長封層的使用年限,年使用成本比普通乳化瀝青稀漿封層要低。
(4)由于改性乳化瀝青稀漿封層具有較好的防水和抗滑性能,而且縮短了開放交通時間。提高了路面的使用件能和機械設備利用率及勞動效率。極大地避免了夏季突然暴雨造成的水毀損失,每年可節(jié)約2~3萬元。從縮短車輛停滯方面考慮。節(jié)約運輸時問。減少車輛、商品在途中費用。其經(jīng)濟和社會效益不可估量。
三、瀝青路面修補技術
雖然預防性養(yǎng)護措施能夠延長路面使用壽命,但是隨著時間延長不可避免的出現(xiàn)路面病害惡化現(xiàn)象,需要進行病害修補。按照現(xiàn)有的維修設備和維修工藝,路面坑槽維修主要分為填料式坑槽修補技術、挖填式坑槽修補技術、預熱式坑槽修補技術三種維修方式。在實際維修中施工人員要根據(jù)實際施工條件采取不同的修補方式。如溫度、濕度、冬季、夏季、雨季等。加強關鍵工藝的控制提高維修質(zhì)量降低維修成本。無論是采取那種方式施工要求作業(yè)人員在施工作業(yè)之前按規(guī)定擺放好作業(yè)安全標志。使用的材料分為熱瀝青拌合料、冷拌瀝青混合料。
1、挖填式坑槽維修技術,挖填式坑槽維修是目前公路小修保養(yǎng)中最常用的維修方法。它是將不規(guī)則的病害坑槽用專用工具切逢機將病害路面與好的瀝青路面的結合部作徹底分割。切割成規(guī)矩的長方形或正方形,并且將病害路面的底部處理徹底一直挖到完好底面部分。這樣處理過的坑槽比較徹底。在處理后的坑槽表面噴上薄薄的一層改性乳化瀝青再添入熱瀝青混合料。然后碾壓成型。下面具體談談其具體工作步驟:1、界定作業(yè)面,首先要界定現(xiàn)場坑槽病害的范圍,在此基礎上界定出比實際坑槽大于 10-20 厘米的外徑為切割范圍。用切逢機規(guī)則的矩形切割。切割時的深度要根據(jù)實際病害的深度確定。切割時的要求垂直為矩形長方體。2、清理坑槽,用鐵釬將病害部分松動,然后用鐵鍬將松散的廢料清出。重點在清除的過程中要從中間向四周開挖避免傷到坑槽的四周,坑槽的四周與底面垂直。將松散的廢料全部清除一直清理到穩(wěn)定的底面為止。然后用氣泵 3-5 個壓力吹出灰塵和雜質(zhì)。做到坑槽內(nèi)清潔、干燥底面平整完好。3、填放新料,為了增加新料與舊料粘結度,防止雨水滲入坑槽,再添入新料前用噴槍在坑槽的四周噴上薄薄的一層瀝青膠或乳化瀝青等。噴灑的量要適度,不許在坑槽的四周與地面出現(xiàn)積油現(xiàn)象。然后添入熱瀝青混合料。添入的方法先四周填滿然后向中間填料,這樣可以避免邊緣出現(xiàn)縫隙。填充時中間要略高于四周高度差 3-5 厘米。碾壓成型。如果坑槽較深可采取分層添入、分層碾壓的方式。以提高密實度。碾壓后的面層與原路面水平。如果材料選擇冷補瀝青料??梢灾苯犹砣胄铝喜槐卦龠M行乳化瀝青噴涂封閉,因為冷補料中含有瀝青膠或泡沫瀝青。其粘結度達到標準。采用這種坑槽維修技術從開始的坑槽清理到碾壓成型與前一種直接填料式維修比較,在施工工藝上要比前一種時間長,但施工更徹底,使維修后的坑槽使用壽命增加了 6-8 倍以上。如果溫度在 0-25 之間通常狀況下一般都采用這種坑槽維修技術。
2、直接填料式坑槽維修技術,填料式坑槽維修的特點是及時性、廣泛性、臨時性。適用于不同的季節(jié)要求維修設備簡單維修時間短。但坑槽修補后復發(fā)的可能性較高,一般做為應急性處理辦法。它的操作方法是把坑槽內(nèi)的雜物清理干凈,然后直接填充瀝青混合料或使用冷補料,經(jīng)過碾壓成型即可。
3、預熱式坑槽維修技術 預熱式坑槽修補技術主要是通過養(yǎng)護王修補車上的發(fā)電機發(fā)出的電源帶動紅外線加熱墻對瀝青路面的坑槽進行加熱處理。使坑槽部分實行熱再生然后根據(jù)現(xiàn)場情況再加入新料攤平后進行碾壓成型開放交通。優(yōu)點是先進,快速。
四、結語
本文就瀝青路面常見病害及其處治方法作了簡述。預防性養(yǎng)護作為高等級公路經(jīng)常性、周期性的保養(yǎng)措施,應引起足夠的重視。作為我們養(yǎng)護部門要建立科學的養(yǎng)護管理方法,科學地確定公路路面的養(yǎng)護對策,來提高養(yǎng)護質(zhì)量,合理使用養(yǎng)護資金。并建立有效的運作機制,做到盡早發(fā)現(xiàn),及時處治,使路面的養(yǎng)護工作做得更好。只有這樣,才能更好地發(fā)揮公路的社會效益和經(jīng)濟效益。
第二篇:高等級公路瀝青路面預防性養(yǎng)護
高等級公路瀝青路面預防性養(yǎng)護
1.瀝青路面的破損類型及其產(chǎn)生原因
1.1 破損類型
瀝青路面的破損可分為:裂縫類、松散類、變形類及其他類等4大類。
1.2 產(chǎn)生原因
(1)橫向裂縫:這種病害比較普通,主要由于瀝青面層溫度收縮和半剛性基層的干縮或溫縮引起。路基壓實度不足也會引起這種病害。
(2)縱向裂縫:大多發(fā)生在半填半挖路基或路面加寬處,主要由路基的不均勻沉降造成。
(3)龜裂:其初始形態(tài)是沿輪跡帶出現(xiàn)單條或多條平行縱縫,逐漸在縱縫間出現(xiàn)橫向或斜向連接縫形成龜裂。主要是由于路面結構強度不足引起。
(4)車轍:表現(xiàn)為沿行車帶出現(xiàn)橫向高差,主要是由于瀝青混合料級配設計不合理,穩(wěn)定性差或由于基層及面層施工時壓實度不足,使輪跡帶處的面層和基層材料在行車荷載反復作用下出現(xiàn)固結變形和側向剪切位移引起。另外,重載和超載車輛過多也是產(chǎn)生車轍的重要原因。
(5)波浪:主要原因是路面組成材料設計不合理或施工質(zhì)量差,導致路面材料不足以抵抗車輪水平力的作用;在縱坡段,由于高溫的原因也會出現(xiàn)這種病害。
(6)松散:主要出現(xiàn)在水損壞嚴重的路段上。
(7)坑槽:是龜裂和松散等其他損壞進一步發(fā)展的結果。
(8)沉陷:主要是路基壓實度不足引起的,特別是在一些高填方和壓實困難的半填半挖路段以及構造物兩端出現(xiàn)。
(9)剝落:如果瀝青混合料中使用了中性或酸性石料,會造成集料與瀝青之間的粘附性不足,在行車荷載的作用下,集料從路面剝落,使路面形成麻面,進而可能發(fā)展成為坑槽、松散等病害;施工時混合料離析也是產(chǎn)生剝落的原因之一。
(10)泛油:瀝青混合料中瀝青含量過多,空隙率較小,高溫穩(wěn)定性差,是產(chǎn)生泛油的主要原因。
2.瀝青路面預防性養(yǎng)護技術
瀝青路面預防性養(yǎng)護技術有:裂縫修補、稀漿封層、石屑封層、微表封層和熱薄層罩面(包括開
級配、密級配和間斷級配)等。這里重點分析裂縫修補和稀漿封層技術。
2.1 裂縫修補工藝及方法
2.1.1 開槽修補法
開槽修補法適合中小裂縫,是較好的裂縫處理方法,使用的設備包括開槽機和灌縫機,補縫材料采用針對裂縫修補專門設計的密封膠(改性瀝青聚合物),開槽尺寸至少為lcm寬,l~3cm深,開槽的深度比不應超過2:l,深度比越小越好。開槽修補法的施工工藝流程如下:
(1)準備工作:檢查開槽機和灌縫機,確保其技術狀況良好:根據(jù)路面裂縫的具體情況,確定補縫設計方案;啟動灌縫機并向密封膠加熱罐內(nèi)添加密封膠,將密封膠加熱、攪拌至l90℃,不能超過200℃ ;加熱期間將灌縫機拖掛在卡車后面,并把密封膠、隔離墩、安全指示標牌、開槽機和肩背式吹風機等裝在卡車上,拖到預定施T地點,按《公路養(yǎng)護安全作業(yè)規(guī)程》(JTG H30—2004)的規(guī)定作為施工區(qū)進行作業(yè)。
(2)開槽:按照設計的開槽尺寸,預先調(diào)節(jié)好開槽機開槽深度,然后進行開槽作業(yè)。作業(yè)時,根據(jù)裂縫寬度種類情況,及時調(diào)節(jié)開槽尺寸,滿足最低設計要求。
(3)清槽:用肩背式吹風機將槽內(nèi)的碎渣及裂縫兩側至少l0cm范圍內(nèi)的灰塵徹底清掃干凈。
(4)灌縫: 若在氣溫低于4℃時灌縫,灌縫機須配有預熱設備對開槽部位進行預熱,若在此溫度下不預熱就進行補縫,會降低密封膠的粘結力;如果在氣溫高于4℃時灌縫,可不進行預熱,一般預熱后的補縫效果要好、在密封膠加熱溫度達到190℃左右時,用灌縫機帶有刮平器的壓力噴頭將密封膠均勻地灌入槽內(nèi),并在裂縫兩側拖成一定寬度與厚度的封層。
(5)養(yǎng)護:密封膠灌縫后,在密封膠充分冷卻并把路面上的碎渣清掃干凈以后,才能開放交通。一般冷卻時間為15分鐘左右,具體開放交通時間可根據(jù)氣溫情況靈活掌握。
2.1.2 非開槽修補法即傳統(tǒng)修補法
非開槽修補法適合對微裂縫進行修補,根據(jù)使用材料的不同,這種修補法可以分為熱補和冷補2種。
(1)AH—110#重交通石油瀝青熱補施工
機具設備瀝青熱熔和噴涂設備(安裝在工程車上)。
施工工藝:準備工作→備料→加熱熔解AH—110#重交通石油瀝青→清除裂縫四周灰塵→騎縫噴涂熱熔石油瀝青→抹板抹平自然冷卻→開放交通。
(2)改性乳化瀝青冷補施工
改性乳化瀝青是液態(tài)的混合冷補材料,對機具設備無特殊要求,現(xiàn)場攪拌后人工刮涂封縫(最少3遍).施工工藝:準備工作→清縫→人工拌料→人工刮涂一次→固化→二次刮涂→固化→三次刮涂→固化→開放交通(固化時間l5~20 min)。
2.1.3 傳統(tǒng)修補法和開槽式修補法的比較
(1)對于傳統(tǒng)修補法,無論是采用重交通石油瀝青還是改性乳化瀝青灌縫,雖然施工設備費用投入幾乎沒有,初期施工造價較低,但隨著表層及基層的溫度收縮,最多不超過1年,維修后的裂縫又在原灌縫位置重新開裂,其失效率占80%以上,只好第二年重新修補。這樣經(jīng)常的維修,不僅增加了養(yǎng)護費用,而且頻繁的養(yǎng)護作業(yè)會造成行車的諸多不便和不安全因素。5年內(nèi)每延米工程總造價為l5元左右。
(2)對于開槽式修補法,雖然初期施工設備費用投入較高,初期施工造價較高,但其使用壽命大為延長,裂縫密封的效果好,有效率大為提高,使用5年后,開槽式修補處理裂縫的有效率為85%,5年內(nèi)每延米工程總造價為ll元左右。
(3)傳統(tǒng)修補法適合處理微裂縫和對中小裂縫進行臨時應急處理;開槽式修補對中小裂縫進行一次修補可以保持5年以上,一次修補多年受益。
2.2 稀漿封層
稀漿封層技術對于新、舊路面的老化、裂縫、光滑、松散、坑槽等病害能起到預防和維修的作用,使路面的防水、抗滑、平整、耐磨性能迅速提高。近年來。由于稀漿封層施工的規(guī)范化、標準化,施工質(zhì)量提高和成本的降低,稀漿封層已廣泛應用于高等級公路的早期維修養(yǎng)護上。
2.2.1 改性乳化瀝青稀漿封層
改性乳化瀝青是一種高溫抗流變、低溫抗脆裂,耐候性、抗磨性、抗老化性優(yōu)良的路面鋪筑材料,對于降低路面的透水系數(shù),治理路面的初期病害,增大路面的平整度和摩擦系數(shù),起到很好的作用。改性乳化瀝青稀漿封層是一種由水質(zhì)高分子改性乳化瀝青與軋碎密集料、礦物填料、水和添加劑組成的表面處治層,特點是可以進行薄層攤鋪,凝固快,主要用于路面構造修整、龜裂、車轍等病害的處治,也可用于密封和提高路面的抗滑處治。但改性乳化瀝青稀漿和其他薄層處治一樣,只適用現(xiàn)有結構穩(wěn)定的路段,彎沉值不夠時必須補強后再施工。
2.2.2 與其他道路養(yǎng)護方法相比較
(1)與熱瀝青混合料鋪筑相比,熱瀝青混合料攤鋪厚度2.5cm,每平方米造價l8~2O元;改性乳化瀝青稀漿封層攤鋪厚度1cm,每平方米造價l3元左右,平均使用壽命為6~8年,可節(jié)約瀝青15%~20%,按路面11m寬計算每公里節(jié)約資金8.8~11萬元。因為改性乳化瀝青稀漿封層在5℃以上即可施工,因此可以延長施工時間1~2個月,且減少環(huán)境污染、施工簡便、降低勞動強度、節(jié)約設備能源。改善施工條件。
(2)普通乳化瀝青稀漿封層開放交通時間需要4h,改性乳化瀝青稀漿封層開放時間只要0.5~1h,中斷交通時間大大縮短或半幅施工,半幅開放交通,使成本直接下降。
(3)改性乳化瀝青自身有較好的彈性和高低溫性能,改性稀漿封層混合料有較好的物理性能,因此,改性乳化瀝青稀漿封層可以修復或減少路面病害,延長封層的使用年限,年使用成本比普通乳化瀝青稀漿封層要低
(4)由于改性乳化瀝青稀漿封層具有較好的防水和抗滑性能,而且縮短了開放交通時間。提高了路面的使用性能和機械設備利用率及勞動效率。極大地避免了夏季突然暴雨造成的水毀損失,每年可節(jié)約2~3萬元。從縮短車輛停滯方面考慮。節(jié)約運輸時間、減少車輛、商品在途中費用。其經(jīng)濟和社會效益不可估量。結語
本文就瀝青路面裂縫修補方法等作了簡述。預防性養(yǎng)護作為高等級公路經(jīng)常性、周期性的保養(yǎng)措施,應引起足夠的重視。
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第三篇:瀝青路面公路預防性養(yǎng)護對策
試論瀝青路面公路預防性養(yǎng)護對策
[摘 要]預防性養(yǎng)護以保護路面并防止路面病害擴展、延長路面使用壽命為目的,一般應用于沒有出現(xiàn)損壞或者輕微損壞的路面。對瀝青路面公路進行預防性的養(yǎng)護可以有效延長路面的使用壽命,減少了大范圍重修的頻率,具有很好的社會效益、經(jīng)濟效益。本文主要對瀝青路面公路的預防性養(yǎng)護對策進行論述,希望對瀝青路面公路的預防性養(yǎng)護有一定借鑒意義。
[關鍵詞]瀝青路面 公路 預防性養(yǎng)護
中圖分類號:u416.217 文獻標識碼:a 文章編號:1009-914x(2013)16-0130-0
1預防性養(yǎng)護是維護公路的一種策略,是為了預防路面早期的破壞以及延緩破壞的進程,采取的一種措施,目的是阻止路面的破壞率,延長使用壽命,主要應用于路況較好并且沒有出現(xiàn)結構性破壞,如果有了結構性破壞,就不需要再對瀝青路面公路進行預防性養(yǎng)護。
一、瀝青路面公路預防性養(yǎng)護對策
1.裂縫填封
裂縫填縫是采用高粘度的密封膠填封裂縫的養(yǎng)護方法,一般是為了防止雨水以及冰雪由裂縫滲入到路面內(nèi)部。填縫是把密封材料灌到路面的裂縫里,一般用于溫縮裂縫或者是寬度比較大的裂縫,一般超過5mm。冬季氣溫降低,這種裂縫受路面溫縮的影響,寬度會增大,夏季由于路面碰撞,裂縫變小,由于夏季多雨,填縫適用于冬季時對路面進行養(yǎng)護。封縫用于微小的裂縫,一般低于5mm,主
要是為了防止水分由裂縫進入路面內(nèi)部造成結構性破壞。
裂縫填封要在路面極少或沒發(fā)生結構性裂縫前使用,裂縫范圍小時進行預防性養(yǎng)護才經(jīng)濟有效,要是路面有很多疲勞裂縫,就不再是經(jīng)濟有效的養(yǎng)護措施了。
2.霧封層
霧封層是在瀝青路面噴灑乳化瀝青的預防性養(yǎng)護對策,主要為了封住路面,防止路面老化而松散,不過霧封層會使路面抗滑性能降低。霧封層施工工藝比較簡單,可以有效延緩路面病害發(fā)生,施工投入成本也比較低,主要用于路面防水、微裂縫的封閉以及補充瀝青材料等。
施工時,由霧封層灑布車噴灑薄層的高滲透性乳化瀝青,把瀝青路面公路封閉起來,形成密實的防水層,有著隔水防滲以及保護路面的功效,減少水對路面造成的破壞,提升瀝青路面的骨料之間的粘合力,從而延長了使用壽命并節(jié)約了養(yǎng)護資金。像中等程度裂縫的路面、瀝青老化的路面或比較松散的路面,適合采用霧封層進行預防性養(yǎng)護,裂縫嚴重、泛油或者抗滑性能弱的路面不適宜采用這種方法。
3.稀漿封層
稀漿封層是把乳化瀝青、水、集料以及添加劑按照一定比例攪拌到一起,均勻的攤鋪于瀝青路面上的預防性養(yǎng)護措施,厚度一般在10mm以內(nèi),可以有效防止路面輕度裂縫的擴散,阻擋水分滲入到瀝青路面內(nèi),路面抗滑性能也得到了很大的提升。稀漿封層施工方便、使用效果顯著、環(huán)保并且可以恢復交通快,具有很好的經(jīng)濟效益。采用稀漿封層對瀝青路面進行預防性養(yǎng)護,比使用20年沒有養(yǎng)護直接重建投入的成本要低63%,和每10年加鋪路面所需的費用相比低55%。
施工時,根據(jù)要求的厚度攤鋪到瀝青路面上,和原路面牢固的接合到一起,形成均勻的養(yǎng)護層,可以迅速修復磨損、老化等病害。稀漿封層的使用不受氣候條件限制,不過在氣候溫和的地區(qū),路面養(yǎng)護的效果會更好。像磨耗嚴重的路面、老化的路面、滲水的路面以及車轍比較輕的路面等比較適宜用稀漿封層進行瀝青路面公路的預防性養(yǎng)護,而車轍較深、裂縫嚴重或者泛油瀝青路面不適宜用這種方式進行養(yǎng)護。
4.微表處
微表處是把乳化瀝青、水、礦粉、集料以及添加劑按照一定比例攪拌到一起,攤鋪到瀝青路面的養(yǎng)護措施。可以有效防止路面老化、松散,提高瀝青路面的抗滑性,而且還可以用于填補車轍。微表處與稀漿封層沒有明顯的區(qū)別,不過,微表處必須要用改性的乳化瀝青,鋪筑厚度也可以達到100mm。像輕度裂縫、路面松散、泛油、滲水、疲勞裂縫比較輕微以及輕度不平整等都適宜用微表處進行預防性養(yǎng)護,而疲勞裂縫嚴重、磨耗嚴重以及過度泛油的路面不適宜使用這種方式進行養(yǎng)護。
5.石屑封層
石屑封層是直接在公路路面上噴灑瀝青,然后撒布石屑,再碾壓。
可以有效地封住路面,增加摩擦系數(shù),適用于交通量比較大的路面。施工時,在公路路面均勻的涂灑瀝青結合料,再撒上粒徑比較均勻的碎石,然后進行碾壓,使碎石粒徑嵌入油層五分之三。隨著瀝青結合料的改良以及施工工藝的進步,采用石屑封層進行瀝青路面公路的預防性養(yǎng)護,優(yōu)勢越來越明顯,在防滲水、提高瀝青路面抗滑性以及耐磨性方面,有著特別好的效果。像輕度裂縫、滲水以及路面磨耗和輕度不平整等都比較適宜用這種方式進行預防性養(yǎng)護,而結構損壞、大量溫度裂縫等不適宜使用這種方式進行預防性養(yǎng)護。
6.超薄磨耗層
超薄磨耗層是比較新的技術手段,施工時,先把改性乳化瀝青灑在路面上,然后攤鋪熱瀝青混合料,厚度一般為10mm到20mm,主要用于整治較小的瀝青路面損壞,還可以有效地提升路面抗滑性。超薄磨耗層一般在高等級的瀝青或者水泥路面使用,形成的表面層具有超長耐久、防滑、抗車轍以及抗磨耗的特點。像路面防滑性嚴重不足、輕度不平整、輕度泛油以及磨耗等比較適宜用超薄磨耗層對路面進行預防性養(yǎng)護,而路面車轍較深、疲勞裂縫明顯、損壞嚴重等不適宜進行預防性養(yǎng)護。
二、瀝青路面公路預防性養(yǎng)護對策的使用方法
瀝青路面公路在損害程度方面多種多樣,而同一種路面損壞又有著多種可以選擇的預防性養(yǎng)護措施,所以,在對路面進行預防性養(yǎng)護時,要根據(jù)具體的情況進行分析,選擇合理高效的預防性養(yǎng)護對策。
費用效益分析法,根據(jù)瀝青路面情況,合理分析,計算出各種備用方法的效益費用,然后選擇最可行的方式。壽命周期費用法,根據(jù)路面的使用壽命以及路面建造、運營維護以及清理等所需費用,選擇適當?shù)念A防性養(yǎng)護對策。綜合評判法,選擇預防性養(yǎng)護對策時把材料的獲取、施工質(zhì)量、氣候、環(huán)保、交通影響、耐久性以及抗滑性等綜合考慮,分析最佳的費用效益。
總結:
隨著我國經(jīng)濟建設的迅速推進,公路道路建設得到了快速的發(fā)展,緊跟著經(jīng)濟發(fā)展的步伐。然而,瀝青路面公路在使用的早期很容易出現(xiàn)一些不同程度的裂縫或者其他損害,為了避免瀝青路面損壞的加劇,及時對公路進行預防性養(yǎng)護可以有效地阻止路面的繼續(xù)損壞。預防性養(yǎng)護在保護瀝青路面,延長使用壽命方面發(fā)揮了重大的作用,隨著技術的進步,它的作用會越來越明顯,具有很高的社會效益以及經(jīng)濟效益。
參考文獻
[1] 王海龍,彭芳文,張棟.高速公路瀝青路面預防性養(yǎng)護淺析[j].知識經(jīng)濟,2011(13)
[2] 王興國,李萍萍,馮洪波.高速公路瀝青路面的預防性養(yǎng)護管理[j].山東交通科技,2011(03)
[3] 呂琳.如何加強高速公路瀝青路面的預防性養(yǎng)護[j].科技資訊,2011(16)
[4] 王素英,張廣泰,李林萍.瀝青路面預防性養(yǎng)護措施分析[j].交通科技與經(jīng)濟,2011(04)
[5] 牛豐田.瀝青路面預防性養(yǎng)護技木的初步探討[j].民營科技,2011(12)
第四篇:公路瀝青路面預防性養(yǎng)護
公路瀝青路面預防性養(yǎng)護
摘要:為了保持建成的公路具有良好的使用性能,保證社會經(jīng)濟所要求的適用質(zhì)量和服務性能,保證國家的投資發(fā)揮最大的效益,必須遵循建養(yǎng)并重的方針,通過對現(xiàn)有路網(wǎng)的技術改造和強化科學養(yǎng)護管理,由原有的被動型,應急型的傳統(tǒng)養(yǎng)護方式,向科學、現(xiàn)代的預防性養(yǎng)護方式轉變。預防性養(yǎng)護正是這種有別于傳統(tǒng)的矯正性養(yǎng)護的方式,是對現(xiàn)有道路有計劃、經(jīng)濟有效的一項維護措施。
關鍵詞:公路養(yǎng)護;預防性養(yǎng)護;意義;問題;內(nèi)容與措施
預防性養(yǎng)護是一種有別于傳統(tǒng)養(yǎng)護方式的養(yǎng)護新理念,是對道路有計劃、經(jīng)濟有效的一種維護方式。
1公路瀝青路面預防性養(yǎng)護的重要意義
公路預防性養(yǎng)護的實質(zhì)就是早期預防性養(yǎng)護,一般是全面的、整體的。其作用在于通過一些前置的措施方法,使道路及其構造物內(nèi)部和外部的病害隱患與不利條件得到遏制、改善,保證其在正常的運營條件下,實現(xiàn)或延長設計使用壽命。在大規(guī)模建設時期,及時養(yǎng)護已有路網(wǎng),對于保持道路完好率、防治早期破壞、控制養(yǎng)護成本尤為關鍵。預防性養(yǎng)護的優(yōu)點具體體現(xiàn)在下面幾點:首先,預防性養(yǎng)護的依據(jù)是路況的信息及現(xiàn)代化的檢測和評價手段,從而準確地掌握了公路的發(fā)展規(guī)律。其次,預防性養(yǎng)護使得資金得到充分利用。再次,預防性養(yǎng)護的發(fā)展促進了公路養(yǎng)護現(xiàn)代化的進程。
綜上,實踐充分證明了預防性養(yǎng)護是一種有效的養(yǎng)護方法,其帶來的收益——延長道路使用壽命,大大超過實施預防性養(yǎng)護的成本。因此,采用預防性公路養(yǎng)護措施,可在節(jié)省大量的養(yǎng)護資金的前提下,保證養(yǎng)護路面具有的良好使用性和通暢性。系統(tǒng)地實行預防性養(yǎng)護,是延長路面使用壽命、降低公路使用費用行之有效的方法。
2預防性養(yǎng)護目前存在的主要問題
通過對國內(nèi)外預防性養(yǎng)護發(fā)展及應用現(xiàn)狀的分析研究,可知目前預防性養(yǎng)護在我國的應用中主要存在以下問題:無憂論文網(wǎng)http://
(1)思想認識不夠,仍然實行“壞路先養(yǎng)”的原則,沒有真正建立起預防性養(yǎng)護的理念,不能做到有針對性地采取合理的養(yǎng)護措施,往往錯過最佳養(yǎng)護時機。(2)預防性資金投入不足。(3)沒有全面建立起路面和橋梁管理系統(tǒng),路況檢測設備和手段落后或數(shù)量不足,不能及時采集和更新數(shù)據(jù)庫,不能為養(yǎng)護決策提供科學的依據(jù)。(4)預防性養(yǎng)護技術研究和標準研究工作滯后,不能滿足公路養(yǎng)護的實際需求,預防性養(yǎng)護技術相對單一,機械化施工能力不強。(5)預防性養(yǎng)護的體制和保證機制工作尚待完善。
3預防性養(yǎng)護的具體內(nèi)容與措施
通常來講,高速公路由于設計、施工等建設階段的原因,就可能造成路面存在一些缺陷;道路建成通車后,不斷受到環(huán)境、氣候等各種因素的影響,加上交通荷載的日益加大,路面使用性能會逐步下降。如何保持路面的良好服務狀態(tài)成為道路管理的中心任務。因此,高速公路應該及早實施路面預防性養(yǎng)護。
3.1 養(yǎng)護時機的選擇
瀝青路面在其壽命周期內(nèi)可分為三個階段:(1)建成投入使用開始,瀝青逐漸被氧化、損耗;(2)瀝青路面出現(xiàn)微小裂縫、小坑槽或脫皮現(xiàn)象;(3)路面出現(xiàn)較大面積裂縫,并貫通形成龜裂,最終出現(xiàn)結構問題。路面預防性養(yǎng)護是對高速公路路面采取的一種高標準的養(yǎng)護方式,要求在路面尚處于良好狀態(tài)時,即路面處于剛剛開裂時開始采取保護性養(yǎng)護措施,把病害消滅在萌芽狀態(tài),使路面始終處于良好的服務狀態(tài)。因而,實施路面預防性養(yǎng)護應對路面使用性能進行定期評價,要求各指標達到優(yōu)良標準。
3.2 養(yǎng)護周期的確定
預防性養(yǎng)護標準高,而路面使用性能隨時間變化逐漸下降,因此必須周期性實施養(yǎng)護措施,即定期開展路況調(diào)查,采集路況數(shù)據(jù),進行分析與評價,當路面使用性能降到預定標準時,及時實施養(yǎng)護策略,恢復路面服務功能,如此循環(huán)往復。一般高速公路要求每年進行一次路況檢測,實施預防性養(yǎng)護可增加檢測頻率,特別是對日常巡查中發(fā)現(xiàn)病害的路段作專項檢測
與評價,根據(jù)分析、評價結果實施養(yǎng)護措施。因此,預防性養(yǎng)護具有明顯的周期性,相對于矯正性養(yǎng)護類型,其養(yǎng)護周期相對短很多。研究表明:瀝青路面在一個壽命周期內(nèi)實施六次以上全路面預防性養(yǎng)護,可取得良好的經(jīng)濟效果,同時保持路面較好的服務功能。
3.3 養(yǎng)護形式的選取
針對路面出現(xiàn)的不同形式的早期破壞,應采取相應的養(yǎng)護形式:(1)灌縫。由于路面結構采用的半剛性基層瀝青路面結構,因而路面常常會出現(xiàn)不同程度的裂縫,為了防止在荷載作用下和雨水沖刷造成裂縫的擴展,應及時對裂縫進行灌縫,這樣可以有效降低路面的破損情況。(2)就地熱補。針對路面出現(xiàn)的坑塘、松散等局部破壞問題,應采取就地熱補的方法加以解決。必須在保證瀝青混合料使用性能的前提下,最大限度地利用舊瀝青混合料。(3)稀漿封層。瀝青稀漿封層是近年來國內(nèi)外發(fā)展較快的一種新的封層技術。它可以有效地治理路面的裂縫,提高路面的平整度和防水、防磨、抗滑的能力,具有施工快、造價低和節(jié)能等優(yōu)點,主要起改善、恢復路面表面功能的作用,尤其適于用作瀝青路面的預防性養(yǎng)護,實用效果明顯。
4結語
道路預防性養(yǎng)護就是在合理的時間,采用適宜的技術對合適的公路實施正確的維護,它能及時修復路面的微小病害,降低路面嚴重破損的產(chǎn)生,以達到減少翻修次數(shù)、降低路面維修費用、延長道路使用壽命,達到保持路面服務狀態(tài)的目的。因此,實施路面預防性養(yǎng)護管理是我國高速公路發(fā)展的必然趨勢。
參考文獻:
[1]趙佳軍,李捷.滬寧高速公路瀝青路面預防性養(yǎng)護技術[J].現(xiàn)代交通技術,2006(6).[2]易芳.瀝青路面預防性養(yǎng)護技術初探[J].科技咨詢導報,2007(1).
第五篇:淺談公路瀝青路面預防性養(yǎng)護技術專題
淺淡公路瀝青路面預防性養(yǎng)護技術
隨著交通量迅速增長、車輛大型化、超載嚴重、行駛渠道化及水損壞等影響,有一些路段不同程度出現(xiàn)裂縫、松散、坑槽、擁包、泛油、沉陷、橋頭涵頂跳車、波浪、車轍、滑溜等早期水損害病害,降低了路面的使用品質(zhì)及使用壽命,給養(yǎng)護管理帶來了較大的難度,對路面的養(yǎng)護提出了新的課題和挑戰(zhàn)。
一、預防性養(yǎng)護的提出
根據(jù)有關資料,我們得知每年花費在路面修復和保養(yǎng)的費用在逐步增多,且數(shù)額不小,而且既費工,又費時。這時,預防性養(yǎng)護十分必要:隨著路網(wǎng)的不斷完善,圍繞建設與養(yǎng)護、維修與預防的關系,只有長期保持良好的路面使用性能,公路建設的巨額投資才能夠充分發(fā)揮其投資效益,從這個意義上講,養(yǎng)護維修其實就是公路建設的一種繼續(xù)。
所謂預防性養(yǎng)護是指道路在還沒有出現(xiàn)嚴重病害或將要出現(xiàn)嚴重病害之前就進行的養(yǎng)護維修,區(qū)別于矯正性養(yǎng)護,預防性養(yǎng)護是一種事先的、主動的養(yǎng)護,使路面始終保持良好的服務狀態(tài)。預防性養(yǎng)護可以延長路面的使用壽命,提高路面的服務效能,節(jié)約養(yǎng)護維修資金,是一項費用-效益比非常可觀的養(yǎng)護技術方法,通常用于尚未發(fā)生損壞或只有輕微病害的路面。
目前預防性養(yǎng)護的措施,主要有日常巡視與檢查,及時進行日常的養(yǎng)護與維修,針對不同病害根源,因地制宜,采
取有效的技術措施,做好預防性養(yǎng)護工作。首先,必須加強沿線路況的巡視,建立必要的修復檔案及資料積累,掌握路面局部細節(jié)的使用狀況,根據(jù)路面的實際情況,制定出日常小修保養(yǎng)和經(jīng)常性、預防性和周期性養(yǎng)護工程計劃。依靠科技進步,加強養(yǎng)護技術管理,做好后期使用調(diào)查研究工作,采用先進的檢測儀器設備采集路況資料,應用路面管理系統(tǒng),正確評價路況,提出科學的病因分析養(yǎng)護對策。積極推廣應用新技術、新材料、新工藝,發(fā)展現(xiàn)代化瀝青路面的養(yǎng)護技術。
二、預防性養(yǎng)護的措施
1、灌縫
這種養(yǎng)護方法適用于對和面橫向、縱向裂縫,以及較小的塊狀裂縫的封縫處理。主要目的是阻止水分通過已存在的裂縫侵入結構內(nèi)部。密封劑應能很好的將裂縫封閉,封縫這種養(yǎng)護方法需要高質(zhì)量的材料和良好的施工工藝,使用的密封劑必須是加熱時變軟而溫度降低時又能變硬的熱塑性材料。
此種養(yǎng)護方法不適用路面出現(xiàn)的結構性裂縫。比如,較大的疲勞裂縫、大面積的網(wǎng)裂等。處理裂縫工作最好在涼爽干燥的氣候條件下進行,為了達到較好的粘結效果,必須將裂縫清理干凈,如使用熱的壓縮空氣來清理裂縫。
2、霧封層
霧封層主要用來密封面層,防止或減少水分的滲入,阻止路
狀繼續(xù)惡化,改善老化變硬的瀝青性能。霧封層適合路面表面貧油、細顆粒脫落等病害情況。也適用于路面出現(xiàn)輕微的縱向、橫向或塊狀裂縫,這種方法對于選擇適擇適當?shù)酿B(yǎng)護時機非常重要,如果養(yǎng)護時間偏后,病害發(fā)展嚴重,霧封層的使用效果就會大大降低。
霧封層這種養(yǎng)護措施對結構強度沒有貢獻,但是能降低通過疲勞裂縫而引起的水損壞。由于霧封層會使路面摩擦系數(shù)降低,因此這種養(yǎng)護技術不適合路面摩擦系數(shù)較低的路段。由于霧封層使用的乳化瀝青中的乳化類型為慢凝型乳化劑,所以需要時間使其凝固,一般是中斷2h的交通來使其進行養(yǎng)生。
3、稀漿封層
稀漿封層技術是將級配良好的集料(優(yōu)質(zhì)細集料和礦物填料)和乳化瀝青組成的混合料均勻的撒布在整個路面上。這項技術最大的優(yōu)點是可以有效的封閉路面表層裂縫,提高面層的防水性,并且可以提高表面層的抗滑能力。
稀漿封層技術對路面結構強度沒有貢獻,當路面出現(xiàn)較大的疲勞裂縫或者嚴重車轍時,不能應用此項養(yǎng)護技術進行養(yǎng)護。為了使乳化瀝青硬化,常常需要將公路封閉幾小時。施工中應注意路表必須保持干凈,石料要求選擇有棱角、耐用、并且級配良好的石料,并且拌和前必須清洗干凈。應避免在炎熱的氣候條件下施工。根據(jù)乳化劑的類型要保持足夠的開放交通的時間。稀漿封層技術在預防性養(yǎng)護的情況下,期望壽命3~5年。
4、微表處
微表處也可稱為“聚合物改性乳化瀝青稀漿封層”,是利用一定級配的細集料、改性乳化瀝青、水、添加劑和填料(通常為水泥)組成的混合料。微表處治填補了普通稀漿封層和熱拌瀝青混凝土攤鋪各自存在的缺陷,是功能最完善的道路養(yǎng)護方法之一,對出現(xiàn)在城市道路、高速公路和機場道路上的各種病害的修復最為有效。
微表處可用于處治的病害包括:路表面摩阻力降低、松散、車轍、較小的裂縫等。可提高路面的抗滑能力,有效封閉路面,防止水分進入瀝青層,并可恢復路面斷面形狀。
實際上,微表處在我國應用也很早。一般稱為灑油封層,但是由于材料、設備工藝等原因,往往做不好,也沒有大面積的推廣和應用。表面處治技術要做好主要有以下幾大因素:一是要有好的瀝青灑布和石屑撒鋪設備;二是要有合格的石料,規(guī)格尺寸單一且干凈;三是施工季節(jié)和溫度的控制,多雨季節(jié)和溫度太低都會影響表處質(zhì)量;四是施工工藝控制,要嚴格控制灑油量,石料用量,膠輪軋路機碾壓,初期養(yǎng)護等關鍵工藝。
5、石屑封層
石屑封層是最早出現(xiàn)的預防性養(yǎng)護技術,其施工方法是在路面上噴灑一層瀝青材料(熱瀝青、輕質(zhì)瀝青、乳化瀝青等),緊接著散布砂子、石屑或適當級配的集料,并緊跟著進行碾壓。石屑封層是一種敷設簡單易行、價格低廉的養(yǎng)護方法。它的缺點要
有較長的初期養(yǎng)護時間,汽車高速行駛時噪音過大,路面上的松散集料還會被高速行駛的車輪帶出而撞擊、粘附在車身和擋風玻璃上,集料的喪失還會導致抗滑能力的衰減,所以一般很少用在大交通流量和高速行駛的道路上。
6、超薄磨耗層
如何在最時間內(nèi)完成這類路面底養(yǎng)護,同時最大限度延長第次養(yǎng)護的使用期,是多年來養(yǎng)護部門最為關注的問題。超薄磨耗層作為一個全新的養(yǎng)護系統(tǒng),是目前解決這一難題最佳的技術。
超薄磨耗層具有以下一些優(yōu)勢:施工速度快,碾壓后20min即可開放交通;使用周期長;使用斷級配混合料,可以很好的抗滑排水并且有效地降低了路面噪音和雨天行車水霧,提高行車安全性。超薄磨耗層可以由一臺專用施工設備一次性完成改性乳化瀝青放水、粘附混合層的噴灑和改性瀝青熱混合料和攤鋪步驟,施工較為快速便捷。
7、季節(jié)性養(yǎng)護
除對不同病害分別進行不同的預防性養(yǎng)護措施外,還應根據(jù)各地不同季節(jié)的氣候特點、大氣降水和溫度變化規(guī)律,按照“預防為主、防治結合”的原則,結合本地成功經(jīng)驗,因地制宜,采取有效的技術措施,做好預防性的季節(jié)性養(yǎng)護工作。
(1)春季養(yǎng)護應該做好瀝青路面溫縮裂縫和其它裂縫的灌縫、封縫的修理工作。
(2)夏季氣溫較高,是瀝青路面養(yǎng)護施工的有利時機,應
抓住高溫季節(jié)處治泛油、鏟除擁包、波浪,及時修復冬寒春雨期臨時的修補的破損,恢復路面使用質(zhì)量。
(3)秋季由高溫逐步降溫,瀝青路面修理須密切注重天氣預報,抓緊完成養(yǎng)護工程計劃項目,適時進行冬季病害預防性保養(yǎng)修理,如裂縫灌縫修理、凍脹松脆的防治,及時修補坑槽和封層等。
(4)冬季繼續(xù)做好病害的防治,做好防雪、防冰、防滑、疏阻、搶險及養(yǎng)路材料的采備工作。
三、結束語
由于近年來交通組成日趨于重型化,再加上車輛超限超載屢禁不止等因素,瀝青路面早期病害出現(xiàn)的時間比正常預計來得更早,破壞的程度也更深,致使一些路面使用質(zhì)量和壽命達不到應有的設計水平。因此,在公路產(chǎn)生輕微病害尚未破損之前,采取前瞻性、預見性的對策和切實可行的防范措施,把公路病害及造成病害的因素發(fā)現(xiàn)在先,處治在前,防止病害發(fā)展,最大限度地延長公路的使用壽命,提高養(yǎng)護資源的使用效益。