代中利

(遼寧省高速公路管理局應(yīng)急處置中心)

隨著全國高速公路建設(shè)的大潮,遼寧省高速公路的建設(shè)也在飛速的發(fā)展,目前遼寧省高速公路通車?yán)锍桃堰_(dá)到2 833 km,隨著高速公路的建成通車,高速公路的養(yǎng)護(hù)就是擺在面前的問題。

1 高等級公路瀝青混凝土路面的病害特征

1.1 結(jié)構(gòu)類型

遼寧省高速公路路面絕大部分為半剛性基層瀝青混凝土路面,基本結(jié)構(gòu)形式有兩種:兩層式瀝青面層和三層式瀝青面層。三層式瀝青層厚度為 17 cm左右(4 cm SMA+6 cm AC-20I+7 cm AC-25I),半剛性基層 21 cm,半剛性材料底基層 21 cm,墊層 15 cm,厚度一般在 57 cm。

1.2 典型病害

由于車輛載荷、水和溫度變化等自然因素的作用及修建過程中的質(zhì)量問題,高速公路路面在建成通車后,會出現(xiàn)一些路面病害。從遼寧省情況看,高速公路路面的典型病害及成因如下。

(1)路面裂縫。

路面裂縫從外觀上可分為縱裂、橫裂和龜裂,從產(chǎn)生機(jī)理上可劃分為瀝青面層的溫度裂縫、疲勞裂縫和基層反射裂縫三大類。

根據(jù)調(diào)查結(jié)果,遼寧省高速公路瀝青路面裂縫絕大多數(shù)是瀝青面層的溫度裂縫,反射裂縫僅占少數(shù)。溫度裂縫起始于表面,逐漸向下延伸到穿透面層和基層。在同一地區(qū),影響面層裂縫數(shù)量的最重要因素是瀝青的性能。

在遼寧省引起路面密集裂縫的另一個主要原因是半剛性基層的問題。根據(jù)調(diào)查表明,裂縫密集處一般發(fā)生在:①基層完工后未及時鋪筑面層;②基層頂部有松散夾層;③基層成型不好,處于松散狀態(tài)。這三個原因引起的裂縫往往在短時間內(nèi)就形成龜裂。單條的基層反射裂縫主要是因?yàn)榛鶎痈煽s引起的。

裂縫最初絕大多數(shù)發(fā)生在行車道,而后逐漸向超車道和停車道擴(kuò)展,停車道裂縫較少。由此可以看出,不管什么原因引起的裂縫,行車載荷的反復(fù)作用是裂縫加速出現(xiàn)和擴(kuò)展的直接原因。

(2)路面車轍。

①車轍的嚴(yán)重程度與瀝青面層的結(jié)構(gòu)組成和配合比有極大關(guān)系,Ⅱ型瀝青混凝土路面自身的抗車轍能力比Ⅰ型好得多。

②車轍形成的部分原因是由于雨水滲透侵蝕了基層表面粉料,使其軟化進(jìn)而形成車轍。

③瀝青面層在行車載荷作用下產(chǎn)生的蠕變是形成車轍的主要原因,半剛性基層的變形很小或基本沒有壓縮變形。

從遼寧省現(xiàn)有高速公路的情況來看,由于交通量遠(yuǎn)未達(dá)到設(shè)計(jì)通行能力,車輛大部分時間行駛在行車道,交通渠化明顯,車轍主要出現(xiàn)在行車道上,超車道還沒有形成明顯車轍。

(3)路面局部網(wǎng)裂沉陷。

①路面出現(xiàn)裂縫未及時封堵,雨水下滲后在行車輪胎的強(qiáng)力“泵吸”作用下,半剛性基層的灰漿被吸出,導(dǎo)致基層破碎松散,瀝青層破壞而下陷。

②基層局部成型不好,強(qiáng)度不足,在行車荷載反復(fù)作用下路面發(fā)生網(wǎng)裂,雨水下滲后灰漿被吸出或擠出而下陷。這種形式的病害主要發(fā)生在行車道,嚴(yán)重之處在于基層完全破壞。

(4)路面松散、坑槽。

遼寧省高速公路半剛性基層瀝青路面病害中相對出現(xiàn)較多的是面層松散坑槽。產(chǎn)生的主要原因如下。

①瀝青混合料在施工時拌和不均勻,瀝青含量相對減少,不能將礦質(zhì)集料有效粘結(jié),在高速行駛車輛輪胎的“泵吸”作用下,較細(xì)集料被吸出,導(dǎo)致局部松散坑槽。

②由于施工時混合料拌和溫度太高,使瀝青過早老化發(fā)脆,粘結(jié)力下降。

③施工溫度太低,混合料溫度下降快,壓實(shí)不充分,導(dǎo)致密實(shí)度不足。

④施工時路面下面層標(biāo)高控制不好,導(dǎo)致瀝青上面層太薄,沒有形成結(jié)構(gòu)厚度。

(5)路基沉陷橋頭跳車。

路基不均勻沉降,橋頭臺背填土壓實(shí)度不足會導(dǎo)致路面沉陷,一般多發(fā)生于高填方處或地基不良、有空穴的地段。遼寧省的高等級公路也時常出現(xiàn)這類破壞。

以上路面病害在高等級公路上比較常見,至于路面擁包、波浪則比較少見。針對以上典型破壞類型,我們制訂了一些道路維修技術(shù)組織措施,以便于機(jī)械化養(yǎng)護(hù)作業(yè)。

2 高等級公路瀝青混凝土路面機(jī)械化養(yǎng)護(hù)作業(yè)分類

2.1 維修保養(yǎng)工程

為了保持高等級公路路面的正常使用功能而安排的經(jīng)常性保養(yǎng)和修補(bǔ)其輕微損壞部分的作業(yè)。

具體內(nèi)容:處理瀝青混凝土路面的局部病害,包括局部網(wǎng)裂、局部龜裂、單條裂縫、小面積坑槽,局部路面污染、燒壞等。

施工特點(diǎn):處理面積小,施工工藝較簡單,施工機(jī)械使用效率低,機(jī)械化程度較低,交通安全控制工作難度較小,單位面積造價高。

2.2 專項(xiàng)工程

針對高速公路路面出現(xiàn)的一般性磨損和局部損壞進(jìn)行的修理、加固、更新和完善作業(yè)。

具體內(nèi)容:處理路面局部嚴(yán)重病害,包括較大面積路面沉陷調(diào)平,路面車轍,大面積龜裂、網(wǎng)裂等;處理橋頭跳車,包括大橋臺背填土沉陷及涵洞臺背填土沉陷形成的跳車現(xiàn)象,局部路段的路面翻修工程。

施工特點(diǎn):處理面積較大,施工工藝復(fù)雜,施工機(jī)械效率高,機(jī)械化程度較高,交通安全控制工作難度大,單位面積造價較高。

2.3 大修工程

高等級公路已達(dá)到其服務(wù)周期,必須進(jìn)行應(yīng)急性、預(yù)防性、周期性的綜合維修,使其全面恢復(fù)設(shè)計(jì)狀態(tài)。

具體內(nèi)容:整段路面翻修工程,整段路面的罩面工程,水泥混凝土橋面加鋪瀝青混凝土面層工程。

施工特點(diǎn):處理面積大,施工工藝復(fù)雜,施工機(jī)械使用效率高,機(jī)械化程度高,交通安全控制工作難度大,單位面積造價低。

2.4 搶修工程

對由于水毀、地震、交通事故、風(fēng)暴、雨雪等造成的高等級公路重大損壞進(jìn)行的修復(fù),保證其正常使用。

具體內(nèi)容:由于水毀、地震等造成的路面拉裂,路面沉陷等處治工程。

施工特點(diǎn):處理面積較小,施工工藝復(fù)雜,機(jī)械使用效率低,機(jī)械化程度較高,交通安全控制工作難度大,單位面積造價高。

3 維修保養(yǎng)工程的技術(shù)組織

維修保養(yǎng)工程主要處理瀝青混凝土路面出現(xiàn)的輕微病害,由于病害面積較小,點(diǎn)位多,相應(yīng)的施工工藝和施工機(jī)械配置應(yīng)根據(jù)病害具體情況分別確定。

說明病害處理長度為沿行車道方向,寬度為垂直行車方向。

維修保養(yǎng)工程每年進(jìn)行的次數(shù)不宜過多,也不宜過少。過多會降低機(jī)械效率,增加工程造價;過少則不能及時消除病害,還有可能促使病害進(jìn)一步擴(kuò)展蔓延。維修保養(yǎng)工程每年宜進(jìn)行 4次,即每季度進(jìn)行 1次。維修保養(yǎng)工程的施工工藝及作業(yè)方法以處理點(diǎn)位數(shù)量、點(diǎn)位分布區(qū)域特點(diǎn)為依據(jù)相應(yīng)確定,一般分兩類。

第一類:施工點(diǎn)位多,點(diǎn)位分布集中,點(diǎn)位間距小于3 km時,機(jī)械采取自行方式,沿線逐點(diǎn)順序施工。

第二類:施工點(diǎn)位分布區(qū)域廣,點(diǎn)位間距大(≥3 km),分布相對分散。以點(diǎn)位間距≥3 km為界,將病害分布區(qū)域劃分為若干小區(qū)域,在小區(qū)域內(nèi)逐點(diǎn)進(jìn)行本區(qū)域病害點(diǎn)位的處理,然后將機(jī)械設(shè)備吊運(yùn)至下一作業(yè)區(qū)域,采用流水作業(yè)法依次處理。最大程度減少設(shè)備吊運(yùn)次數(shù),提高機(jī)械效率,降低工程造價。

4 專項(xiàng)工程的技術(shù)組織

專項(xiàng)工程內(nèi)容較為單一,包括路面沉陷調(diào)平,橋頭跳車,局部路段翻修工程,工藝要求嚴(yán)格,各道工序已經(jīng)全部或部分實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。專項(xiàng)工程施工工藝:路面勘測→銑刨機(jī)銑刨,廢料運(yùn)輸→切割機(jī)、綜合養(yǎng)護(hù)機(jī)切割打邊→人工清掃余渣→銑刨面復(fù)測→灑布機(jī)噴灑乳化瀝青→攤鋪機(jī)攤鋪?zhàn)鳂I(yè)→光輪、膠輪碾壓作業(yè)→冷卻→開放交通。

專項(xiàng)工程應(yīng)根據(jù)工程點(diǎn)位數(shù)量、工程面積采用不同的施工組織管理辦法。

(1)當(dāng)點(diǎn)位較少,各點(diǎn)位面積較大,宜采用集中作業(yè)法,減少人員、機(jī)具的分散,減輕交通安全控制工作的難度,即集中所有工序、人員、機(jī)械先進(jìn)行某點(diǎn)位施工,待施工完畢,集中吊運(yùn)至下一點(diǎn)位,進(jìn)行下一點(diǎn)位的施工。

(2)當(dāng)處理點(diǎn)位較多,分布區(qū)域廣時,參照維修保養(yǎng)工程的有關(guān)辦法處理。

5 大修工程技術(shù)組織

大修工程面積大,技術(shù)要求高,相應(yīng)對機(jī)械設(shè)備的技術(shù)水平、規(guī)格型號和使用性能提出了更高的要求,個別機(jī)械如攤鋪機(jī)械、碾壓機(jī)械可根據(jù)工程實(shí)際情況引進(jìn)工程類機(jī)械。

大修工程主要包括路面補(bǔ)強(qiáng)工程(路面翻修工程),舊路罩面工程,施工工藝如下:路面勘測→銑刨機(jī)銑刨,廢料運(yùn)輸→切割機(jī)、綜合養(yǎng)護(hù)機(jī)切割打邊→人工清掃余渣→銑刨面復(fù)測→攤鋪?zhàn)鳂I(yè)→碾壓作業(yè)→冷卻→開放交通。

大修工程點(diǎn)位少,但工程面積非常大,一般采用集中法施工,各工序特別是攤鋪?zhàn)鳂I(yè)、碾壓作業(yè)為流水作業(yè)。由于養(yǎng)護(hù)作業(yè)不能中斷交通,工程開工前應(yīng)加強(qiáng)路面勘測工作,搞好施工設(shè)備選型,制定詳盡的工、料、機(jī)配置計(jì)劃,合理安排工程進(jìn)度。

搶修工程處理點(diǎn)位少,點(diǎn)位面積有大有小,在具體作業(yè)過程中,應(yīng)參照維修保養(yǎng)工程、專項(xiàng)工程、大修工程的有關(guān)內(nèi)容進(jìn)行施工組織管理工作。

遼寧省高速公路養(yǎng)護(hù)工程為開放式施工,即施工期間不得中斷交通,引導(dǎo)過往車輛安全、有序地通過施工路段是施工組織中一項(xiàng)重要內(nèi)容。施工人員須根據(jù)部頒規(guī)范的有關(guān)規(guī)定,結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況,制定施工現(xiàn)場交通安全控制圖,嚴(yán)格按圖示劃分警戒范圍,擺放安全標(biāo)志。具體施工過程中可能會遇到各種各樣地形復(fù)雜的情況,諸如陡坡、急彎路段施工,單幅路面施工,匝道進(jìn)出口施工,環(huán)行路段施工,在考慮交通安全控制時,將施工工序與安全控制二者有機(jī)結(jié)合起來,采取因地制宜的安全措施。