高速公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)問(wèn)題探討

1、高速公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)問(wèn)題探討2009-10-22 11:8【大中小】【打印】【我要糾錯(cuò)】摘要:研究開發(fā)高速公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)與管理模式,實(shí)施路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)管理是我國(guó)高速公路發(fā)展的迫切需要。文章論述了路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的概念和意義,高速路公路瀝青路面破壞原因,高速公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施,霧封層預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)。關(guān)鍵詞:高速公路;瀝青路面;路面養(yǎng)護(hù);霧封層技術(shù)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)一、路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)(一路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的概念1.所謂路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù),即通過(guò)定期路況調(diào)查,及時(shí)發(fā)現(xiàn)路面輕微破損與病害跡象,分析研究其產(chǎn)生原因,對(duì)癥采取保護(hù)性養(yǎng)護(hù)措施,防止微小病害進(jìn)一步擴(kuò)大,以減緩路面使用性能惡化速度,使

2、路面始終處于良好的服務(wù)狀態(tài)。高速公路實(shí)施路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù),能及時(shí)修復(fù)路面微小病害,防止水分侵入破壞路基,使路面整體結(jié)構(gòu)始終得到保護(hù),不致產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p傷,從而減少銑刨、翻修次數(shù),大大節(jié)省大修費(fèi)用,并延長(zhǎng)路面使用壽命,保持路面良好的服務(wù)狀態(tài),所以研究開發(fā)高速公路路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù),實(shí)施路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是我國(guó)高速公路發(fā)展的迫切需要。2.預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是那些帶有保護(hù)路面和以減緩路面使用性能惡化速率為目的的重要技術(shù)措施,它可以延緩由于交通和環(huán)境荷載作用而引起的路面使用質(zhì)量的下降,并延長(zhǎng)使用周期。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)分為初期保養(yǎng)、日常保養(yǎng)和預(yù)防性季節(jié)保養(yǎng)。3.瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范明確規(guī)定,對(duì)瀝青路面必須進(jìn)行預(yù)防性、經(jīng)常性和周

3、期性養(yǎng)護(hù),這是針對(duì)瀝青路面的工程特點(diǎn)而提出的。瀝青路面一般在開放交通后不久,就會(huì)出現(xiàn)不同程度的損壞,主要是路面使用性能上。如果這些輕微的初始損壞得不到及時(shí)有效的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)和維修,就可能加劇荷載、水、溫度等對(duì)路面的不利影響,導(dǎo)致路面損壞迅速擴(kuò)展,路面狀況惡化加劇,嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)的破壞,極大縮短路面壽命,更增加了后期維修費(fèi)用。因此,必須進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù),以控制損壞的進(jìn)一步發(fā)展,維持路面服務(wù)性能,延長(zhǎng)路面壽命。(二意義1.預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是針對(duì)道路尚未出現(xiàn)嚴(yán)重的破壞,一般是在道路投入57年后進(jìn)行,其養(yǎng)護(hù)的目的是改善和恢復(fù)路面表面功能,防止病害的進(jìn)一步惡化。國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)表明,采取有效的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施不但可

4、以提高道路的使用品質(zhì),而且還具有良好的經(jīng)濟(jì)效益,大大延長(zhǎng)道路使用年限,可節(jié)約養(yǎng)護(hù)資金多達(dá)50%以上。2.高速公路養(yǎng)護(hù)的目的是經(jīng)常保持路況完好,維護(hù)高速公路的正常使用功能,消除使用中出現(xiàn)的病害、隱患,延長(zhǎng)其使用壽命。如果公路缺養(yǎng)、失養(yǎng),路況必然很快下降,道路通行就必然受阻。因此,必須高度重視養(yǎng)護(hù)工作。而在整個(gè)養(yǎng)護(hù)工作中,路面養(yǎng)護(hù)是高速公路養(yǎng)護(hù)工作的中心環(huán)節(jié),路面養(yǎng)護(hù)質(zhì)量是公路養(yǎng)護(hù)質(zhì)量考核的首要對(duì)象,這是因?yàn)槁访媸侵苯映惺苄熊嚭奢d和自然因素作用的結(jié)構(gòu)層,關(guān)系著行車是否安全、快速、經(jīng)濟(jì)和舒適。目前我國(guó)已經(jīng)建成的高速公路75%左右是半剛性基層高級(jí)瀝青混凝土面層結(jié)構(gòu),在廣東省這一比例更高達(dá)95%,這些高

5、速公路建成后,受交通量迅速增長(zhǎng)、車輛大型化、超載嚴(yán)重、行駛渠道化及水損壞等影響,路面發(fā)生了不同程度的早期損壞,導(dǎo)致養(yǎng)護(hù)任務(wù)艱巨。3.另外,隨著高速公路里程的增加和使用時(shí)間的延長(zhǎng)必然會(huì)帶來(lái)路面不斷的損壞,養(yǎng)護(hù)工程量將越來(lái)越大?？梢灶A(yù)計(jì)今后一個(gè)時(shí)期,我國(guó)高速公路將由建設(shè)為主,轉(zhuǎn)為建設(shè)與養(yǎng)護(hù)并舉,并逐步以養(yǎng)護(hù)為主。公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范明確提出:公路養(yǎng)護(hù)工作必須貫徹“預(yù)防為主,防治結(jié)合”的方針,而現(xiàn)實(shí)是高速公路養(yǎng)護(hù)管理不足,對(duì)病害處理不及時(shí),預(yù)防性養(yǎng)護(hù)處理不到位;加上交通量增長(zhǎng)迅速、早期施工缺陷、溫度變化、水的影響等,造成多數(shù)高速公路未到設(shè)計(jì)年限,路面已嚴(yán)重破壞。大修提前高速公路實(shí)施路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù),能及時(shí)

6、修復(fù)路面微小病害,不致產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p傷,從而減少銑刨、翻修次數(shù),節(jié)省大修費(fèi)用,并延長(zhǎng)路面使用壽命,保持路面良好的服務(wù)狀態(tài)。所以研究開發(fā)高速公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)與管理模式,實(shí)施路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)管理是我國(guó)高速公路發(fā)展的迫切需要。二、高速路公路瀝青路面破壞原因(一功能性破壞1.局部裂縫一般是在路面使用3-5年后發(fā)生的,其表現(xiàn)多是細(xì)線狀裂縫。引起局部裂縫的原因可歸納為基層和路基的壓實(shí)度不均勻、施工質(zhì)量控制不嚴(yán)格及局部材料質(zhì)量等問(wèn)題。2.車轍是在道路橫斷面上由于車輛輪胎重復(fù)行使久而久之產(chǎn)生的一種路面沉陷現(xiàn)象,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(jí)配設(shè)計(jì)不合理,穩(wěn)定性差或由于基層及面層施工時(shí)壓

7、實(shí)度不足,使輪跡帶處的面層和基層材料在行車荷載反復(fù)作用下出現(xiàn)固結(jié)變形和側(cè)向剪切位移引起。另外,重載和超載車輛過(guò)多也是產(chǎn)生車轍的重要原因。3.橋頭跳車現(xiàn)象發(fā)生在橋和涵洞等構(gòu)造物與路面交接的部位,是由于材料壓實(shí)不均勻而產(chǎn)生的與構(gòu)造物間的高差所致。4.波浪的主要原因是路面組成材料設(shè)計(jì)不合理或施工質(zhì)量差,導(dǎo)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(huì)出現(xiàn)這種病害。5.沉陷主要是由路基壓實(shí)度不足引起的,特別是在一些高填方和壓實(shí)困難的半填半挖路段以及構(gòu)造物兩端出現(xiàn)。6.松散和剝落松散主要出現(xiàn)在水損壞嚴(yán)重的路段上;如果瀝青混合料中使用了中性或酸性石料,會(huì)造成集料與瀝青之間的粘附性不足,

8、在行車荷載的作用下,集料從路面剝落,使路面形成麻面,進(jìn)而可能發(fā)展成為坑槽、松散等病害;施工時(shí)混合料離析也是產(chǎn)生剝落的原因之一。7.坑槽是龜裂和松散等其他損壞進(jìn)一步發(fā)展的結(jié)果。(二水破壞水損害是我國(guó)高速公路瀝青路面最嚴(yán)重的早期損壞原因之一。其破壞特征是:瀝青表層泛油并伴有嚴(yán)重的推移變形和車轍變形,瀝青中、下面層潮濕,并出現(xiàn)油-石分離、松散,多發(fā)生在重車交通量較大的行車道上。另?yè)?jù)報(bào)道,我國(guó)從南方到北方,都出現(xiàn)過(guò)由于水損害引起的高速公路大面積早期破壞。出現(xiàn)的時(shí)間,有的竣工通車后不足一年或兩年,時(shí)間短的只有幾個(gè)月。直接和間接經(jīng)濟(jì)損失巨大,同時(shí)也造成了不良的社會(huì)影響。水破壞的數(shù)量和速度與公路沿線的降雨量

9、大小有密切關(guān)系。在其他條件都相同的情況下,在我國(guó)南方多雨潮濕地區(qū),瀝青路面的水破壞要比半干旱地區(qū)(特別是干旱地區(qū)瀝青路面的水破壞在數(shù)量上多得多,在速度上快得多。在較干旱地區(qū)和降水量不大的情況下,特別是瀝青混凝土雖透水但透水性不大的情況下,這種沖刷、唧漿、坑洞可能是一個(gè)緩慢的過(guò)程。但在瀝青混凝土的不均勻性和透水性均較大和基層質(zhì)量又不好的情況下,即使在較干旱地區(qū),一次降水也可能使半剛性路面產(chǎn)生唧漿和坑洞。網(wǎng)裂、形變發(fā)展成坑洞的速度也與上述諸多因素有關(guān)。網(wǎng)裂、形變可能在隨后的一、二個(gè)雨季中發(fā)展成坑洞,也可能過(guò)更長(zhǎng)的時(shí)間才發(fā)展成坑洞。在南方多雨潮濕地區(qū),瀝青路面的這種唧漿、網(wǎng)裂、形變、坑洞和唧漿、坑洞

10、的早期破壞現(xiàn)象更為嚴(yán)重。三、高速公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)有:稀漿封層、瀝再生、石屑封層、微表封層和熱薄層罩面(包括開級(jí)配、密級(jí)配和間斷級(jí)配等。(一稀漿封層1.稀漿封層技術(shù)最初產(chǎn)生于德國(guó),20世紀(jì)80年代后期引入我國(guó)。它是指由一定級(jí)配的骨料、乳化劑、瀝青、水和添加劑按一定配合比拌和成的稀漿混合料,及時(shí)、均勻地?cái)備佋诼访嫔系谋印＝?jīng)過(guò)十多年的實(shí)踐證明,稀漿封層是一種較理想的筑、養(yǎng)路施工方法。它能夠快速維修養(yǎng)護(hù)新、舊路面,治愈瀝青路面早期出現(xiàn)的磨損、老化、裂縫、松散、坑槽等病害,提高路面的防水、抗滑、耐磨等功能,同時(shí)稀漿封層使用的瀝青材料較少,施工工藝簡(jiǎn)單,且造價(jià)較熱瀝青低。2.

11、稀漿封層通常按封層的厚度分為型、型、型,相應(yīng)的稱為細(xì)封層、中封層、粗封層。細(xì)封層宜用于填封裂縫、填充空隙;中封層宜用于預(yù)防性的養(yǎng)護(hù),以修補(bǔ)瀝青面層的松散、開裂和老化,改善路面的抗滑能力,并可用于瀝青路面或水泥混凝土路面的磨耗層或者穩(wěn)定類基層的封層;粗封層可用于多層式封層的底層,并可用于面層,提高重交通量道路抗滑能力。3.進(jìn)行稀漿封層的配合比設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)根據(jù)道路及路面情況,明確采用稀漿封層的類型及預(yù)期達(dá)到的效果,并根據(jù)封層的結(jié)構(gòu)與耐磨性確定集料品種及質(zhì)量、規(guī)格及級(jí)配,選擇適宜的改性劑、乳化劑、外加劑,并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況確定適宜的填料種類及用量。確定配合比應(yīng)首先在室內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn),定出初步配合比,并以此作為

12、施工機(jī)械計(jì)量控制的依據(jù),但是現(xiàn)場(chǎng)的氣溫、材料、濕度等多種因素與室內(nèi)試驗(yàn)條件不同,所以必須因時(shí)制宜,因地制宜,制定相應(yīng)的調(diào)整措施,確定最終配合比。(二微表處微表處是一種專門為高速公路、城市干線、機(jī)場(chǎng)道面等高等級(jí)路面表層設(shè)計(jì)的養(yǎng)護(hù)技術(shù),它由聚合物改性乳化瀝青、100%軋碎集料、礦物填料、水和必要的添加劑組成。要使用專用的攤鋪設(shè)備,一次性完成攤鋪,并可根據(jù)路面損壞程度進(jìn)行一層或多層攤鋪。當(dāng)路面出現(xiàn)開裂、磨光、車轍、松散、老化等病害時(shí),采用微表處能迅速提高路面平整、耐磨、防滑、防水等性能,使路面達(dá)到良好的狀態(tài)。微表處技術(shù)在國(guó)外主要用于預(yù)防性養(yǎng)護(hù),而國(guó)內(nèi)的微表處施工更多地被用于修補(bǔ)性路面養(yǎng)護(hù)中。修補(bǔ)性養(yǎng)

13、護(hù)是公路出現(xiàn)病害后進(jìn)行修補(bǔ)養(yǎng)護(hù),這種養(yǎng)護(hù)方式常因?yàn)椴『β访媪阈欠稚?、線長(zhǎng)、面廣,造成施工繁瑣、功效低、成本高。因此,在公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)發(fā)展中,先進(jìn)的國(guó)家普遍采用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù),即根據(jù)路面中結(jié)合料瀝青性能的變化的規(guī)律,經(jīng)過(guò)一定年限行車后,在其將要出現(xiàn)但尚未出現(xiàn)病害(或嚴(yán)重病害之前,便進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù),做到防患于未然,從而使瀝青路面經(jīng)常保持良好的服務(wù)狀態(tài)。據(jù)報(bào)導(dǎo),采用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù),不僅在直接工程費(fèi)用上可節(jié)省50%以上,而且它帶來(lái)的社會(huì)效益將成倍增長(zhǎng)。微表處養(yǎng)護(hù)技術(shù)的應(yīng)用主要有如下幾個(gè)方面:1.作封水處理,處治路面水損害。水損害是高速公路路基路面破壞的主要因素,據(jù)有關(guān)部門調(diào)查顯示,使用1年以上的高速公路

14、,都不同程度地存在水破壞現(xiàn)象。主要是由于高速公路鋪筑的不均勻性,路面總存在一些空隙率較大和自由水容易滲透的位置,再加上行車作用,從而出現(xiàn)一些隨機(jī)分布的小坑洞等水破壞。采用微表處技術(shù)作防滲水處治后,可延緩和阻止病害的繼續(xù)發(fā)展,防止路面病害進(jìn)一步惡化,避免造成結(jié)構(gòu)性破壞,維持路面的使用,推遲大修日期,有效延長(zhǎng)路面使用壽命。2.當(dāng)出現(xiàn)了表面功能衰減、輕微車轍和不平整時(shí),恢復(fù)路面服務(wù)功能。無(wú)論是在高速公路、城市道路上或在交通量大的交叉路口,微表處理技術(shù)都能以其特有的方式在一次攤鋪中解決提高道路的抗滑能力、提高路面性能或封填網(wǎng)狀裂紋等問(wèn)題。微表處技術(shù),可以在路面上形成比較密實(shí)、堅(jiān)固的路面磨耗層,治療路面

15、早期病害,延長(zhǎng)路面使用壽命,節(jié)約瀝青材料和資金,提高養(yǎng)護(hù)質(zhì)量。而且這項(xiàng)技術(shù)不同于以往的熱瀝青攤鋪,路面能夠在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到正常使用功能,適用于城市一般道路、城市快速路和高速公路路面磨損后的修復(fù)。3.用于橋面防水層、隧道內(nèi)水泥路面罩面以及半剛性基層與瀝青層的聯(lián)結(jié)層等。(三瀝再生在瀝青路面的養(yǎng)護(hù)中,多年來(lái)對(duì)路面病害多是采取挖棄舊面層重做新面層,在公路改造中多是采取挖棄或填埋。對(duì)挖取的廢棄物沿線堆棄路邊,既破壞環(huán)境又侵占糧田,尤其是高等級(jí)公路油路面層較厚,常需征用土地堆棄廢料。破壞環(huán)境,侵占糧田,資源浪費(fèi),增大成本等矛盾更顯突出。我們通過(guò)實(shí)際應(yīng)用,深深體會(huì)到廢舊瀝青路面材料再生利用技術(shù)十分值得推廣。

16、瀝青路面在使用過(guò)程中,經(jīng)受著行車和各種自然因素的作用,逐漸脆硬老化,其實(shí)是舊路面材料中的瀝青結(jié)合料發(fā)生了老化。主要表現(xiàn)為針入度減小、軟化點(diǎn)有所上升、延度降低。瀝青材料不是單體,主要是由油分、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)等組成。在生產(chǎn)作業(yè)和使用一段時(shí)間后,瀝青的化學(xué)組分及性質(zhì)也隨之改變,以致使瀝青變硬,降低粘性而產(chǎn)生龜裂,松散病壞(除路基和路面基層質(zhì)量問(wèn)題外。通過(guò)摻入適量的再生劑在混合料中,經(jīng)過(guò)加熱拌合產(chǎn)生物理化學(xué)反應(yīng),使舊瀝青恢復(fù)路用性能(必要時(shí)增加少量新瀝青,達(dá)到路用技術(shù)要求后實(shí)現(xiàn)再生利用目的。四、霧封層預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)霧封層作為高速公路早期預(yù)防性養(yǎng)護(hù)最有效的方法,在2004年年度第二屆全國(guó)公路科技創(chuàng)新高層論

17、壇上,把它作為養(yǎng)護(hù)新技術(shù),在全國(guó)推廣。1.當(dāng)瀝青路面正常使用幾年后,路面開始出現(xiàn)輕微疲勞龜裂、損失細(xì)骨料的現(xiàn)象,并且其滲水性大大提高,路面水會(huì)經(jīng)過(guò)裂縫或細(xì)骨料損傷處(露骨處進(jìn)入到瀝青混合料中,這進(jìn)一步加速了路面的損壞。在這時(shí)期,路面處于基本完好時(shí)期,如果在這一時(shí)期不進(jìn)行及時(shí)處理,會(huì)導(dǎo)致網(wǎng)裂、龜裂、坑洞等路面破壞。如何對(duì)以上的這些缺陷進(jìn)行處理,方法很多,如微表處、薄罩面等,都各有優(yōu)缺點(diǎn),但總結(jié)起來(lái),在這一階段,最有效的方法是“霧封層技術(shù)”即“FOG SEAL”,且它的費(fèi)用非常低廉。2.經(jīng)霧封層后,由于所用材料流動(dòng)性比較大,可滲入到骨料縫中去,可流入到裂縫中去,對(duì)路面“輸血”,從而恢復(fù)路表瀝青粘附

18、力,填補(bǔ)微小裂縫和空隙,防止路表水下滲,將路面性能維持23年時(shí)間,推遲造價(jià)更高的養(yǎng)護(hù)工程,提高了道路的經(jīng)濟(jì)效益。霧封層一般用于輕度到中度細(xì)料損失或松散的道路,對(duì)于開級(jí)配混合料出現(xiàn)松散時(shí),霧封層可有效解決。無(wú)論低交通量道路還是高交通量道路均可使用霧封層。3.道路經(jīng)霧封層后:可更新和保護(hù)舊氧化瀝青路面;填補(bǔ)小型裂縫和表面空隙;使低溫下的路面免受損害;加深瀝青路面的顏色;加大瀝青路面與標(biāo)線的對(duì)比度;防止開級(jí)配路面的松散。路面霧封層技術(shù)處理路面滲水。瀝青路面的絕大多數(shù)病害都是由于水的原因造成的,有效地預(yù)防路面進(jìn)水是非常必需的,而路面霧封層技術(shù)是一種很直接、有效和經(jīng)濟(jì)的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施。簡(jiǎn)單地說(shuō)就是利用專用霧封層灑布車在瀝青面層上噴灑一層薄薄的、高滲透性改性乳化瀝青,以形成一層嚴(yán)密的防水層將路面封閉,起到隔水防滲、保護(hù)路面功能的原理,最大限度的減少路面的水破壞,加大路面骨料間的粘