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        瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的措施及對策

        2022-02-06 17:32:54
        低碳世界 2022年4期
        關(guān)鍵詞:封層預(yù)防性瀝青路面

        姚 華

        (昭通公路局魯?shù)楣贩志?,云?魯?shù)?657100)

        0 引言

        路面的基本建設(shè)和維護(hù)保養(yǎng)是我國公路事業(yè)快速發(fā)展的關(guān)鍵,因此要堅持建養(yǎng)并重。但現(xiàn)階段我國國省公路維護(hù)保養(yǎng)仍存在很多問題:①項目經(jīng)費(fèi)投入不及時、不到位,一些中修路段和水毀修復(fù)資金極其短缺。②只進(jìn)行糾正性維護(hù)保養(yǎng)。③維護(hù)保養(yǎng)檢修技術(shù)落后。④檢評數(shù)據(jù)信息不健全,維護(hù)保養(yǎng)檢修欠缺系統(tǒng)策劃和戰(zhàn)略決策。對于以上問題,近些年在公路養(yǎng)護(hù)監(jiān)管領(lǐng)域出現(xiàn)了“預(yù)防性維護(hù)保養(yǎng)”的觀念。

        1 預(yù)防性維護(hù)保養(yǎng)概述

        在絕大部分發(fā)達(dá)地區(qū),公路網(wǎng)早已健全,維護(hù)保養(yǎng)監(jiān)管成為公路事業(yè)的核心。一條質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)的國省道路,在使用期限前75%的時間內(nèi)功能會降低40%,這一環(huán)節(jié)稱為預(yù)防性維護(hù)保養(yǎng)環(huán)節(jié)。如果在該環(huán)節(jié)沒有及時開展維護(hù)保養(yǎng),在之后的12%使用期限時間內(nèi),功能將會再度降低40%,而維護(hù)保養(yǎng)成本則會提升3~10倍,這一環(huán)節(jié)便稱為糾正性維護(hù)保養(yǎng)環(huán)節(jié)。因此,預(yù)防性維護(hù)保養(yǎng)得到了廣泛運(yùn)用,并取得了十分顯著的成果。

        我國的瀝青道路預(yù)防性維護(hù)保養(yǎng)的概念便是定期進(jìn)行交通狀況調(diào)研,及時處理路面輕度受損與病狀現(xiàn)象,剖析科研其形成原因,采用針對性的預(yù)防性維護(hù)保養(yǎng)措施,以防細(xì)微病狀深化增大,保持路面的穩(wěn)定性。

        預(yù)防性維護(hù)保養(yǎng)通常用于暫未出現(xiàn)破壞或僅有輕度病狀的路面,可以在一定程度上延長路面的使用期限,提升路面的服務(wù)效能,節(jié)約維護(hù)保養(yǎng)維修資金,是一項效益十分豐厚的養(yǎng)護(hù)技術(shù)措施。

        1.1 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)與傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)的區(qū)別

        傳統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)理念是:在道路設(shè)施產(chǎn)生明顯問題或局部已喪失服務(wù)能力的情況下,再采取相應(yīng)的功能型或結(jié)構(gòu)型修復(fù)方法。這種方法存在以下兩個問題:①由于道路交通設(shè)施存在問題,對其服務(wù)功能的負(fù)面影響,導(dǎo)致使用成本增加。②缺乏必要的公路設(shè)施對問題進(jìn)行妥善處理,而是通過其他方式來避免或延緩問題的發(fā)生,這在一定程度上增加了修復(fù)難度。

        而預(yù)防性維護(hù)保養(yǎng)作為一種新型公路養(yǎng)護(hù)理念,顛覆了傳統(tǒng)的維護(hù)保養(yǎng)理念和習(xí)慣,在公路路況優(yōu)良或者問題出現(xiàn)前期進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng),進(jìn)而延長公路的使用壽命、提升公路的品質(zhì)、減少公路的養(yǎng)護(hù)成本費(fèi)用[1]。雖然預(yù)防性維護(hù)保養(yǎng)的資金投入比目前的維護(hù)保養(yǎng)方式早,但其在財政投資的產(chǎn)出率(包括社會經(jīng)濟(jì)效益)要比目前的維護(hù)保養(yǎng)方式更高。

        1.2 預(yù)防性維護(hù)保養(yǎng)的目的和意義

        我國公路部門承擔(dān)著社會化服務(wù)的主要任務(wù),在財政投入與產(chǎn)出率層面,不僅僅要考量本單位的費(fèi)效比,還需要充分考慮社會成本與收益。預(yù)防性維護(hù)保養(yǎng)對于延長公路使用壽命、提升公路服務(wù)水平和資源利用率具有重要意義,因此相關(guān)工作人員要深刻認(rèn)識到實(shí)行預(yù)防性維護(hù)保養(yǎng)的重要程度和迫切性,探究預(yù)防性維護(hù)保養(yǎng)的相關(guān)技術(shù),實(shí)現(xiàn)公路養(yǎng)護(hù)成本最小化和社會效益最大化[2]。

        2 常見瀝青混凝土地面的問題

        2.1 裂縫

        瀝青路面投入使用后會產(chǎn)生多種類別的裂縫,前期產(chǎn)生的裂縫對瀝青路面的性能指標(biāo)沒有明顯的影響,但伴隨外界環(huán)境的影響,造成路面強(qiáng)度降低,同時在大量行駛載荷的作用下,使瀝青路面產(chǎn)生結(jié)構(gòu)型損壞。

        2.2 車轍

        車轍是路面結(jié)構(gòu)層及土基在行駛載荷作用下填補(bǔ)夯實(shí),以致結(jié)構(gòu)層材質(zhì)的縱向偏移積累造成永久性變形。瀝青道路車轍產(chǎn)生的關(guān)鍵原因有瀝青道路構(gòu)造和瀝青混合料自身的本質(zhì)原因,以及氣候、車流量等外部原因,主要可以歸納為以下4個方面:①瀝青混合料油石比過大。②表層損壞過多。③雨水滲入瀝青混合料。④底層含不穩(wěn)定隔層而導(dǎo)致路面橫向上推產(chǎn)生波形車轍。

        2.3 松散

        松散是會干擾安全行車的路面病狀,其主要出現(xiàn)在道路表面,在汽車通行過后的輪跡帶較為嚴(yán)重。

        2.4 水損害

        瀝青道路在有水滲入的前提下,由于路面交通荷載和周圍氣溫的影響,瀝青與骨料之間的水分逐漸互相滲透,瀝青膜逐漸從集料表層脫離,導(dǎo)致集料間的黏結(jié)性缺失進(jìn)而造成路面毀壞。

        2.5 裂紋

        瀝青道路產(chǎn)生的裂紋可以分成兩大類:①因瀝青表面層環(huán)境溫度的變化而產(chǎn)生的裂紋,通常稱為非載荷型裂紋。②因為機(jī)動車行駛載荷的作用而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)型毀壞裂紋,通常稱為載荷型裂紋。

        2.5.1 非載荷型裂紋

        非載荷型裂紋主要是環(huán)境溫度裂紋,也是有因工程施工不規(guī)范、材質(zhì)選取不規(guī)范等導(dǎo)致的裂紋,其產(chǎn)生的原因有:①瀝青質(zhì)量不合格。②路基輾壓不勻稱,導(dǎo)致路基下沉不勻稱。③鋪筑瀝青表面層選用分幅攤鋪時,接口處處理不合理,對接口處輾壓不緊密導(dǎo)致路面滲水或表面層壓實(shí)未達(dá)到規(guī)定,從而產(chǎn)生裂紋。

        2.5.2 載荷型裂紋

        載荷型裂紋產(chǎn)生的原因有:①伴隨著交通運(yùn)輸業(yè)的快速發(fā)展,固有的路面抗壓強(qiáng)度日益不足,路面無法滿足車流量快速增長和汽車載重量顯著增加的需求,瀝青路面使用時間過長會導(dǎo)致路面疲勞,且很快就會出現(xiàn)裂縫。②原設(shè)計不合理,未綜合考慮各種不利因素,施工質(zhì)量欠佳,瀝青道路表面面層厚度不足,瀝青道路原料的品質(zhì)不符合設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),路面抗壓強(qiáng)度不能滿足機(jī)動車行駛要求。

        3 瀝青路面病害預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施分析

        3.1 科學(xué)選擇預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時機(jī)

        對于預(yù)防性養(yǎng)護(hù)來說,關(guān)鍵是要把握時機(jī),適時采取養(yǎng)護(hù)措施。例如,水損害是瀝青路面的主要病害之一,80%以上的路面病害是水造成的,因此在預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中,要重點(diǎn)抓住排水和防護(hù)兩大要素。另外,氣候、路基、路面結(jié)構(gòu)和材料、交通狀況、施工經(jīng)驗、路面養(yǎng)護(hù)歷史等因素,對于路面的性能都有不同程度的影響[3]。

        在公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)過程中,一般都會采取局部養(yǎng)護(hù)、表面養(yǎng)護(hù)等措施。但對于一些重要路段,如果采用覆蓋式鋪路,則很容易造成路面堵塞,而且由于天氣、環(huán)境等因素的影響,路面會出現(xiàn)不同程度的裂紋,需要用合適的材料進(jìn)行修補(bǔ),以保證路面的平整度。局部養(yǎng)護(hù)和表面養(yǎng)護(hù)等方式不但可以有效避免積水的滲入,而且有利于降低路面養(yǎng)護(hù)成本。

        預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的重點(diǎn)在于“預(yù)防”,發(fā)揮“未雨綢繆”的作用,在公路結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)良好或輕微破壞時,采取有效的防護(hù)措施,避免破壞公路結(jié)構(gòu),影響交通運(yùn)行。在路面性能下降20%前,應(yīng)采取預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施;當(dāng)性能下降超過20%時,就會出現(xiàn)更嚴(yán)重的損壞問題,則需要采用矯正養(yǎng)護(hù)的方法,如用鐵锨重新覆蓋或加固,然后再進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。因此,瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)應(yīng)注意選擇時機(jī),一旦發(fā)現(xiàn)問題,應(yīng)及時處理,避免問題進(jìn)一步擴(kuò)大。

        3.2 瀝青道路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施

        預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是維護(hù)保養(yǎng)道路,更好地防范路面早期的毀壞、減緩毀壞過程、延長使用年限的一種措施,主要應(yīng)用于交通狀況較好且沒有產(chǎn)生結(jié)構(gòu)型毀壞的道路。假如道路出現(xiàn)了結(jié)構(gòu)型毀壞,則無須再對瀝青道路開展預(yù)防性養(yǎng)護(hù)[4]。

        3.2.1 裂縫填縫

        裂縫填縫法是通過清理、鋸切、填充特殊的填縫材料來填充裂縫,主要針對縱向裂縫、橫向裂縫、塊狀裂縫和反射裂縫。目前應(yīng)用最廣泛的裂縫填縫材料有:①熱灌式橡膠地瀝青。其價格低廉,且對施工人員的操作要求不高,因此得到廣泛使用。②硅酮樹脂。由于其黏度過大,不能充分滲入裂縫,且對施工條件要求較高,多用于密封新混凝土路面接縫。③冷灌式填縫劑。它的基本材料是乳化瀝青,限制較少,無須加熱,適用于潮濕路面和有灰塵的壁面。

        3.2.2 霧封層

        霧封層是在瀝青道路噴涂乳化瀝青的一種預(yù)防性維護(hù)保養(yǎng)技術(shù),其操作較為簡單,可以合理減少路面問題,工程施工資金投入成本費(fèi)用也較低,主要應(yīng)用于路面防水、封閉微縫、填充瀝青材料等。實(shí)際施工過程中,由霧封層灑布車噴涂層析的高透水性乳化瀝青,封閉瀝青公路,建立緊密的路面防水層,使路面具備隔水防滲漏的功效,降低水對路面的損害,提升瀝青道路石料間的黏結(jié)力,從而延長使用期限并節(jié)約維護(hù)保養(yǎng)成本。

        3.2.3 稀漿封層

        稀漿封層是把乳化瀝青、水、瀝青混合料及其添加物依據(jù)相應(yīng)比例拌和到一起,勻稱鋪攤在瀝青道路上的一種預(yù)防性維護(hù)保養(yǎng)措施,其厚度通常在10 mm之內(nèi),并且能夠和原路面融合從而建立維護(hù)保養(yǎng)層,快速修補(bǔ)磨損、老化等問題,減緩路面輕微縫隙的外擴(kuò),防止水分滲透到瀝青道路內(nèi),路面抗滑性能也得到了較大的提升。

        稀漿封層工程施工便捷、應(yīng)用成效顯著、環(huán)保,而且修補(bǔ)后可以快速恢復(fù)交通,具備很好的經(jīng)濟(jì)效益。選用稀漿封層進(jìn)行瀝青路面預(yù)防性維護(hù)保養(yǎng)所投入的資金,比使用20年不維修立即復(fù)建資金投入低63%,比每10年加鋪路面成本低55%。稀漿封層的應(yīng)用不受氣候條件局限,但是在氣候溫潤的地區(qū),其路面維護(hù)保養(yǎng)的功效會更好。

        3.2.4 微表處

        微表處是一種把乳化瀝青、水、礦渣、瀝青混合料及其添加物按照相應(yīng)比例混合并攤鋪到瀝青混凝土的保養(yǎng)措施,可以有效預(yù)防路面毀壞、疏松,提高瀝青混凝土的抗滑性,并且可以用于彌補(bǔ)車轍。

        該技術(shù)必須要用改性乳化瀝青,攤鋪厚度超過100 mm,輕微裂縫、路面疏松、油污、漏油、疲乏縫隙較輕微及輕微不平等情況均可使用微表處開展預(yù)防性養(yǎng)護(hù),而疲憊縫隙、磨損比較嚴(yán)重及過于泛油的路面不適合使用這種方法開展保養(yǎng)。

        3.2.5 石屑封層

        石屑封層是直接在道路路面上噴灑瀝青,隨后鋪攤石屑,再通過輾壓路面提高摩擦阻力的一種方法,適用于車流量較大的路面。在實(shí)際施工過程中,首先要在道路路面勻稱地噴灑瀝青融合料,再撒上較為勻稱的砂礫石,隨后開展輾壓,將砂礫石與油層按照3:5的比例進(jìn)行融合。輕微縫隙、滲漏、路面磨損和輕微不平展等情況都可以用這種方法開展預(yù)防保養(yǎng),而構(gòu)造毀壞、大量溫度縫隙等情況則不適合選用這種方法開展預(yù)防保養(yǎng)[5]。

        3.2.6 超薄磨損層

        超薄磨損層是一種新型技術(shù),在具體施工過程中,先把改性乳化瀝青灑在路面上,隨后攤鋪厚度在10~20 mm的熱瀝青混合料,主要用于修補(bǔ)較小的瀝青混凝土毀壞,可以有效提高路面抗滑性。

        超薄磨損層通常使用在高級的瀝青或者水泥路面,具有超長耐久、防滑、抗車轍及抗磨損的特性。路面防滑性比較弱、輕微不平展、輕微泛油及磨損等情況可以使用超薄磨損層對路面開展預(yù)防保養(yǎng),而路面車轍較深、疲憊縫隙突出、毀壞比較嚴(yán)重等情況則不適合使用該方法開展預(yù)防保養(yǎng)。

        3.2.7 表面封層

        表面封層可以分為封層式和表面式,對非失穩(wěn)性車轍的恢復(fù)和路面功能的恢復(fù)具有較好的適用性。通過噴涂和噴灑乳化瀝青、熱瀝青,噴撒量一般控制在0.5~1.0 kg/m2,可以在路面上形成一層保護(hù)膜,提高路面的抗老化性能和防水性能。根據(jù)公路建設(shè)應(yīng)用材料的不同,還可以采用還原劑封層、霧封層。在養(yǎng)護(hù)過程中,若發(fā)現(xiàn)路面整體性能可以達(dá)到具體要求,但仍然存在部分較小的病狀,可采用稀漿封層。

        3.3 瀝青再生類預(yù)防養(yǎng)護(hù)

        目前,瀝青再生和地?zé)嵩偕侵饕穆访骛B(yǎng)護(hù)方式,針對不同的路面可以選擇不同的養(yǎng)護(hù)方式,前者主要是通過加熱和軟化原有路面,然后在原有瀝青中加入新的混合料,攪拌后進(jìn)行再生。后者是對瀝青路面進(jìn)行加熱、翻松,摻入一定量的新瀝青、新瀝青混合料、再生劑等,經(jīng)熱態(tài)拌和、攤鋪、碾壓等工序,一次性實(shí)現(xiàn)舊瀝青路面再生利用的技術(shù)。

        在具體養(yǎng)護(hù)過程中,還應(yīng)明確養(yǎng)護(hù)時間,并根據(jù)所負(fù)責(zé)路段,在特定的時間進(jìn)行定點(diǎn)測量,從而科學(xué)制定養(yǎng)護(hù)時間。對于復(fù)雜的路面狀況,應(yīng)計算瀝青路面的使用周期,規(guī)范養(yǎng)護(hù)工作,以保障路面的安全。

        同時,積極引入先進(jìn)的養(yǎng)護(hù)檢測技術(shù)與設(shè)備,為養(yǎng)護(hù)提供科學(xué)依據(jù),減少人力、物力損耗,提高檢測精度。此外,各地政府應(yīng)充分利用互聯(lián)網(wǎng)和信息技術(shù),從而掌握公路狀況,對公路的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)進(jìn)行針對性、科學(xué)化的管理。

        4 結(jié)語

        瀝青路面在投入使用的前期非常容易產(chǎn)生裂縫等危害,為了防止瀝青路面毀壞進(jìn)一步加重,需要對公路開展預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)在延長瀝青路面使用期限等方面起到了很大的作用,伴隨技術(shù)水平的提高,其效果會更加明顯,具有很高的社會價值以及經(jīng)濟(jì)效益。

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