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        公路瀝青路面養(yǎng)護維修方案分析

        2021-06-20 07:25:58潘暉周斌
        運輸經(jīng)理世界 2021年32期
        關(guān)鍵詞:灌縫瀝青路面病害

        潘暉、周斌

        (1.江西省交通投資集團有限責(zé)任公司南昌東管理中心鄱陽養(yǎng)護所弋陽養(yǎng)護站,江西南昌330000;2.江西省交通投資集團有限責(zé)任公司景德鎮(zhèn)管理中心婺源養(yǎng)護所三龍養(yǎng)護站,江西南昌330000)

        1 研究背景

        高速公路是社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)設(shè)施,能夠給民眾提供完善的交通服務(wù),對國家與社會的發(fā)展有著至關(guān)重要的作用。

        隨著時代的發(fā)展,公路建設(shè)項目增多,我國很多地區(qū)已經(jīng)建設(shè)起了完善的公路網(wǎng)絡(luò)體系,交通更加方便,這對現(xiàn)代社會的發(fā)展有積極的促進作用。近年來我國公路通車里程見圖1。

        圖1 公路通車里程

        在公路工程建設(shè)中,瀝青路面是主要結(jié)構(gòu)形式,占比超過95%,其可以提高行駛的舒適性與安全性,且使用壽命比較長,但是隨著運營時間增加,瀝青路面會出現(xiàn)不同程度的損壞和病害。在我國的公路工程管理中,養(yǎng)護管理是非常重要的工作,可以提高路面的運行效果,滿足運行標準,同時能夠延長公路的使用壽命、產(chǎn)生較高的經(jīng)濟效益與社會效益,對經(jīng)濟社會發(fā)展有積極意義。在公路瀝青路面養(yǎng)護中,落實全壽命周期的養(yǎng)護管理,能夠避免為環(huán)境、交通狀況產(chǎn)生不利影響,可改善交通狀況,對現(xiàn)代社會發(fā)展有重大意義。

        2 瀝青路面養(yǎng)護類型及路面養(yǎng)護管理特點

        2.1 類型

        2.1.1 預(yù)防性養(yǎng)護

        預(yù)防性養(yǎng)護主要是在公路路面沒有發(fā)生嚴重病害前就開展養(yǎng)護管理,公路系統(tǒng)的養(yǎng)護都是預(yù)先性、計劃性的,從費用和效益的角度出發(fā),避免病害進一步擴展,屬于現(xiàn)代化養(yǎng)護方式。預(yù)防性養(yǎng)護管理可以有效提升公路路面結(jié)構(gòu)性能,減緩損壞速度,保持公路較高的性能,進而提高道路交通運行質(zhì)量,對現(xiàn)代交通事業(yè)的發(fā)展有積極的促進作用。

        2.1.2 矯正性養(yǎng)護

        矯正性養(yǎng)護是公路路面發(fā)生病害問題后,沒有造成嚴重的結(jié)構(gòu)性損壞時,進行路面病害的修補與養(yǎng)護處理。矯正性養(yǎng)護對路面功能恢復(fù)有積極作用。較之預(yù)防性養(yǎng)護來說,矯正性養(yǎng)護的投資成本高、工作量大、周期長,但能從根本上消除病害問題,可以延長公路的使用壽命,消除不利影響。

        2.2 特點

        2.2.1 強制性養(yǎng)護

        高等級公路對我國交通運輸行業(yè)發(fā)展意義重大,是國家發(fā)展的重要戰(zhàn)略性設(shè)施,以法律法規(guī)為基礎(chǔ)采取強制性養(yǎng)護措施。

        2.2.2 養(yǎng)護范圍大

        瀝青路面的養(yǎng)護范圍比較大,一般采取全面性養(yǎng)護措施。除了要做好路面養(yǎng)護,還要重視沿線設(shè)施的養(yǎng)護管理,如綠化設(shè)施、生活服務(wù)設(shè)施、環(huán)保設(shè)施等,從而全面提高養(yǎng)護效果。

        2.2.3 養(yǎng)護方法更機動、更具時效性

        較之一般公路養(yǎng)護,瀝青路面養(yǎng)護更便捷、高效,需要嚴格遵照相關(guān)工作程序進行養(yǎng)護,并加強交通管制,以切實保證通行效果。

        2.2.4 養(yǎng)護更具技術(shù)性和專業(yè)性

        在瀝青路面公路養(yǎng)護中,需要使用大量的機械設(shè)備,對養(yǎng)護技術(shù)的要求較高,還需要用到新技術(shù)、新工藝、新材料等,發(fā)揮現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的優(yōu)勢,全面提高養(yǎng)護質(zhì)量,提升公路運行質(zhì)量。

        3 高速公路瀝青路面病害分析

        目前,我國公路工程中的病害問題主要是裂縫、變形、松散等。

        3.1 裂縫類病害

        裂縫類病害為瀝青路面比較常見的病害問題,水進入路基結(jié)構(gòu)內(nèi),會導(dǎo)致基層結(jié)構(gòu)軟化,造成早期的承載性能下降,出現(xiàn)病害問題。裂縫病害問題產(chǎn)生的原因較多,如設(shè)計不合理、自然環(huán)境侵蝕、原材料質(zhì)量不達標等。

        3.2 變形類病害

        變形類病害主要分為車轍與路面縱向變形兩種,車轍是較為嚴重的病害。車轍病害會影響道路行駛的舒適性,還會誘發(fā)嚴重的安全事故。車轍病害往往是內(nèi)外因素共同作用的結(jié)果,內(nèi)部因素是材料性能不合格、路面結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理,外因則是車輛荷載作用、氣候條件變化等。路基發(fā)生縱向變形會導(dǎo)致結(jié)構(gòu)變形嚴重,進而導(dǎo)致路面低洼不平。瀝青路面出現(xiàn)縱向變形,一方面是由于地基出現(xiàn)固結(jié)形變,導(dǎo)致填土高度出現(xiàn)問題;另一方面是由于路堤發(fā)生固結(jié)形變,路堤形變和土質(zhì)、填土高度、密實度等有關(guān)。此外,縱向變形容易導(dǎo)致橋頭跳車現(xiàn)象,還容易導(dǎo)致沉陷現(xiàn)象,會影響道路交通的安全運行。

        3.3 松散類病害

        松散類病害問題主要有如下幾種:

        一是水損壞性坑槽。該病害問題主要在瀝青面層的下面層出現(xiàn),水分進入瀝青路面內(nèi)部,停留在基層上部,加上瀝青下面層材料的孔隙率較低,水分會直接進入孔隙內(nèi),在集料和瀝青膜脫離之后,瀝青混合料的整體性能無法滿足要求,加之受到車輛碾壓作用,便會導(dǎo)致基層結(jié)構(gòu)損壞,灰漿會從裂縫部位不斷涌出,然后在瀝青表面形成唧漿問題。在車輛反復(fù)碾壓的作用下,則會導(dǎo)致水損壞問題嚴重,形成坑槽病害。

        二是壓實不足性坑槽。該病害問題的形成原因如下:其一,在公路現(xiàn)場施工環(huán)節(jié),混合料的溫度較高,這便容易導(dǎo)致瀝青材料老化、脆化極大、黏結(jié)性差,壓實性能不足,牢固性較差,在車輛的長期碾壓下,便會出現(xiàn)坑槽問題;其二,材料的溫度較低,壓實度不足,形成坑槽病害。

        三是厚度不足性坑槽。在施工過程中,標高控制不嚴格,路面結(jié)構(gòu)表層的厚度不足,承載性能不達標,加之車輛持續(xù)碾壓導(dǎo)致材料被帶走,從而產(chǎn)生坑槽病害。

        4 維修養(yǎng)護方案解析

        4.1 裂縫的維修養(yǎng)護

        在瀝青路面的病害問題中,裂縫病害比較普遍。一般情況下采用灌縫處理的方式,先用噴槍進行加熱處理,再通過壓縮空氣進行內(nèi)部清理,保證內(nèi)部沒有雜質(zhì)、粉塵等,并對裂縫的兩側(cè)瀝青混凝土結(jié)構(gòu)進行加熱處理,然后用灌縫機直接將合格的材料灌入裂縫,做好裂縫的封閉處理。該方法在秋、冬季節(jié)的建設(shè)施工中應(yīng)用較多。

        4.2 車轍的維修養(yǎng)護

        如果公路工程中使用的材料質(zhì)量不合格,在車輛持續(xù)碾壓之下,便極易產(chǎn)生車轍病害問題。若瀝青材料的含蠟量低、針入度指數(shù)低、軟化點高,則容易影響工程質(zhì)量。這主要是由于集料材料的質(zhì)量不合格,不能和瀝青材料有效凝聚,導(dǎo)致結(jié)構(gòu)的整體性較差。在施工過程中,要想規(guī)避這些問題,則必須加強管理和控制,加強材料質(zhì)檢,禁止將不合格材料應(yīng)用于工程施工。同時,落實現(xiàn)場管理和控制工作,消除一切不穩(wěn)定因素,從而保證瀝青材料的結(jié)構(gòu)、性能達標,有效避免車轍病害問題。此外,還要定期進行養(yǎng)護處理,保證路面結(jié)構(gòu)恢復(fù)正常狀態(tài)。

        4.3 坑槽的維修養(yǎng)護

        坑槽是主要的病害類型,針對坑槽病害進行維修養(yǎng)護時,必須綜合分析天氣條件,比如在降雨的條件下,就不能采用常規(guī)的維修方式,可以在現(xiàn)場臨時采用防水措施,并做好維修和養(yǎng)護處理,在天氣狀態(tài)轉(zhuǎn)好后才能進入現(xiàn)場進行維修養(yǎng)護施工。有些坑槽部位的基層結(jié)構(gòu)完好,只是表面損壞,對此,進行簡單的鏟除、修補處理即可;基層結(jié)構(gòu)損壞嚴重的情況下,要對基層進行補強維修處理,及時進行維修養(yǎng)護處理??傊诳硬鄄『μ幚碇?,應(yīng)做到早發(fā)現(xiàn)、早維修,以免出現(xiàn)大范圍擴散的情況,保證路面性能得以恢復(fù)[1]。

        4.4 擁包的維修養(yǎng)護

        公路路面擁包問題一般是路面施工技術(shù)不合格所導(dǎo)致的,很多技術(shù)指標沒有達到要求。需要選擇合適的挖補方式進行維修處理,即對局部表層進行挖空處理,然后用制作合格的混合料對缺陷部位進行修補處理,維修結(jié)束后,保證高程符合要求,與其他路面結(jié)構(gòu)達相協(xié)調(diào),達到路面運行標準。這種維修方法較為常見,操作簡單、效果較好,維修周期也比較短,且成本較低,綜合價值較高,所以被大量應(yīng)有到公路養(yǎng)護中。

        4.5 泛油的維修養(yǎng)護

        發(fā)生泛油危害和公路瀝青混合料的配合比參數(shù)不合理有直接關(guān)系,如油石比設(shè)計不合理等。針對泛油問題,需要在溫度較高的夏季進行維修處理,在路面損壞的部位新鋪設(shè)施工材料,以達到性能恢復(fù)的目的。對于泛油問題輕微的路段,可鋪設(shè)一層粒徑長度在3~5mm 的石屑或者優(yōu)質(zhì)粗砂,并碾壓施工形成路面整體;對于泛油嚴重的部分,可使用大粒徑碎石材料,一般為5~10mm,初期碾壓,再撒上相同粒徑的碎石材料,撒布施工結(jié)束后復(fù)壓施工,并進行收尾處理[2]。

        5 常見處理技術(shù)

        5.1 裂縫的養(yǎng)護技術(shù)

        瀝青路面裂縫處治主要采用貼縫、灌縫和封縫幾種方法。

        5.1.1 壓縫帶貼縫工藝

        第一,清理掉表面灰塵與雜物。第二,根據(jù)裂縫尺寸,制作出尺寸合理的壓縫帶。第三,用氣槍烘烤裂縫部位,用余熱烘烤壓縫帶部位。在瀝青路面的裂縫處理中,壓縫帶粘貼面變油性時,就能夠粘貼縫面。第四,在縫帶沿裂縫出現(xiàn)變化時,需要合理確定烘烤的部位。第五,需要盡量延長縫帶末端的烘烤時間。將裂縫帶壓在裂縫表面后,烘烤表面。第六,對壓縫帶進行噴砂處理。第七,清理表面垃圾,符合要求后才能開放交通。

        5.1.2 開槽灌縫工藝

        根據(jù)養(yǎng)護要求選擇合適的材料,主要是瀝青或者改性瀝青,化學(xué)灌縫材料為聚氨酯、硅樹脂等。施工環(huán)節(jié),根據(jù)要求在裂縫部位進行開槽處理,其寬度值為1~1.5cm,深度為1.5~2cm,用灌縫機進行灌縫施工,并完成修補處理。

        施工流程:第一,開槽。根據(jù)裂縫的形式確定開槽寬度、深度,沿裂縫方向開槽,根據(jù)情況確定,保證維修效果合格。第二,清槽。先用鐵刷進行槽內(nèi)清理,通過氣泵清掃內(nèi)部碎渣,將內(nèi)部雜物清理干凈。氣溫環(huán)境較低的情況下,需要及時進行修補處理。第三,灌縫。加熱密封材料,溫度達到195oC 左右,燃燒機達到保溫條件下開始灌縫施工,灌縫結(jié)束后,性能合格,封閉小裂縫。第四,養(yǎng)護??p補工作結(jié)束后,需要鋪灑碎石屑,在密封結(jié)構(gòu)冷卻后大約半小時開放交通[3]。

        5.1.3 灌注熱熔封縫膠工藝

        開槽灌注熱熔封縫膠工藝,一般應(yīng)用于裂縫規(guī)格、寬度不足5mm 的情況,根據(jù)上面層的集料粒徑,選擇開槽深度5~15mm、寬度8~12mm,縫寬不足5mm 的情況下開槽,適當增加灌注深度,且要根據(jù)季節(jié)變化適當調(diào)整。

        直接灌縫熱熔封縫膠工藝,一般應(yīng)用于線形不規(guī)則、支縫數(shù)量多、縫寬超過5cm 的情況。對于該類型的裂縫,不能完全沿著裂縫開槽處理,開槽量大會對結(jié)構(gòu)強度產(chǎn)生影響,溫度高、車輛碾壓較多的情況下,容易出現(xiàn)材料脫落問題。因此,采用直接灌縫熱熔封縫膠的方式進行修補處理,恢復(fù)路面性能。

        5.2 瀝青路面變形的養(yǎng)護技術(shù)

        針對路基沉降問題,先處理沉降結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)達到穩(wěn)定狀態(tài)后,需要使用銑刨機開展沉陷處理。對路基沉降部位的養(yǎng)護采用分層鋪筑的方式,保證路面平整度達標。瀝青路面開放通行后,在車輛碾壓的作用下,會出現(xiàn)路面推移的問題,隨著運營時間的增加,還會發(fā)生擁包、車轍等病害,從而形成裂縫。目前,養(yǎng)護方法如下:首先使用銑刨機清理病害部位,其次將基層表面清理干凈,根據(jù)瀝青路面的施工標準要求,逐層進行鋪筑施工,再進行壓實施工。

        5.3 瀝青路面松散的養(yǎng)護技術(shù)

        瀝青路面容易發(fā)生松散的問題,如龜裂、塊狀裂縫等,如果不能及時修復(fù)處理,病害會越來越嚴重,進而形成坑槽。在坑槽病害修補中,需要對坑槽、局部網(wǎng)裂損壞進行修復(fù)處理,保證沉陷部位的性能得以恢復(fù)。在修復(fù)時,按照“圓洞方補、斜洞正補”的原則進行,修復(fù)處理路面坑槽結(jié)構(gòu),先劃線,然后開槽。開槽位置要達到穩(wěn)定的要求,保證槽壁的垂直度,再涂刷一層乳化瀝青材料,然后準備混合料,分層填筑攤鋪施工,并逐層壓實施工,確保路面結(jié)構(gòu)性能以恢復(fù)[4]。

        5.4 熱瀝青混合料罩面技術(shù)

        熱瀝青混合料罩面是目前較為常見的養(yǎng)護施工技術(shù)之一。施工流程:第一,罩面開始前,需要解決好泛漿、坑槽、沉陷、擁包等問題,然后清理表面雜物。第二,結(jié)合環(huán)境溫度、瀝青路面的具體情況,選擇最佳的處理工藝,新老瀝青路面可以有效結(jié)合。在養(yǎng)護開始前,需要先打毛處理,并在表面鋪設(shè)一層粘層瀝青。若采用直接攤鋪的形式,應(yīng)該適當增加表面的油量,一般為10%~20%,但不能噴灑粘層油。第三,適當增加瀝青面層的厚度,保證和舊瀝青面層結(jié)構(gòu)黏結(jié),達到要求后再鋪設(shè)罩面,保證結(jié)構(gòu)性能合格[5]。

        6 結(jié)語

        高速公路養(yǎng)護是保證路面性能的關(guān)鍵,根據(jù)病害問題選擇合適的養(yǎng)護方式,提高養(yǎng)護施工水平,可以提高路面結(jié)構(gòu)性能,達到交通運行要求,延長公路壽命,促進我國公路交通事業(yè)的發(fā)展。

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