王宏濤
(湖北交投高速公路運營集團有限公司,湖北 武漢 430050)
預防性養(yǎng)護工作直接影響著高速公路的使用壽命,關系到車輛的行駛安全。由于自然條件的影響,以及每天的道路交通負荷較大,一定程度上會對公路質量造成影響。目前,我國高速公路項目數(shù)量雖然在增加,施工速度也在加快,但因為日常養(yǎng)護過程中的預防性養(yǎng)護工作跟不上巨大通行壓力的客觀需求,導致道路生命周期較短,不能充分實現(xiàn)其經(jīng)濟價值。高速公路開通后,有關部門應加強養(yǎng)護管理和檢測評定,及時發(fā)現(xiàn)問題,并有針對性地制訂相應的防范性養(yǎng)護方案,以保證更好地滿足人們日常生產(chǎn)和生活需要,提高高速公路的安全性[1]。
高速公路的預防性養(yǎng)護,主要是為了預防和減少各種類型的公路病害,以達到降低公路事故發(fā)生的概率,在綜合考慮當?shù)貧夂?、環(huán)境、邊坡、排水等多種因素的作用下,根據(jù)日常調查獲得的數(shù)據(jù),合理地選用相應的預防性養(yǎng)護技術,以確保高速公路的正常運行[2]。預防性養(yǎng)護技術能有效地提高高速公路的使用壽命,因此,應根據(jù)高速公路現(xiàn)狀,對原有道路的利用狀況做出合理評估,并結合原有的道路狀況,制訂相應的預防性維護方案,實施針對性的養(yǎng)護作業(yè)。
公路瀝青路面狀況的評價指標包括MQI、PCI、RQI以及SRI等。以上各項指標都能反映出高速公路的破壞情況。《公路技術狀況評定標準》對路況等級評定的各項指標進行了詳細劃分,具體如表1所示。按照相關高速公路養(yǎng)護管理辦法的規(guī)定,道路破損程度指數(shù)PCI值不得小于90,道路行駛質量指數(shù)PCI不得小于90,道路車轍深度指數(shù)RDI不得小于70,抗滑性指數(shù)SRI不得小于80。當PCI<90、RQI<90、RDI<70、SRI<80時,必須進行立項研究,并進行路面預防性養(yǎng)護。在國家干線公路大檢查中,要求路面車轍深度指數(shù)RDI值必須達到80以上。
表1 高速公路技術狀況評定標準
(1)高速公路使用年限延長。采用預防性養(yǎng)護技術,可有效延長高速公路的使用壽命,提高公路的使用效益和社會效益。高速公路在建成通車后,每天都會有大量的車輛通行。高速公路在自然環(huán)境中,難免會遭遇雨、雪等惡劣天氣,而公路質量又會受到生態(tài)環(huán)境、自然環(huán)境、人為等因素的影響,使用中很可能受到損害。在高速公路運行過程中,采取預防性養(yǎng)護技術,加強風險控制,制訂相應的預防性處置方案,可以消除路面的潛在危險,解決路面破損問題,為過往車輛提供良好的行車環(huán)境,延長高速公路使用壽命[3]。
(2)節(jié)省養(yǎng)護高速公路時間。傳統(tǒng)高速公路采用粗放式養(yǎng)護方法存在許多缺陷,而把預防性養(yǎng)護技術和管理工作運用到高速公路的整個運行周期中,可以彌補這些缺陷,提高養(yǎng)護質量。一般在公路養(yǎng)護和維修管理中,常常要封閉相應道路,并且養(yǎng)護管理過程繁瑣,耗費大量人力、物力和時間,還會對交通造成諸多不便,嚴重影響道路的正常通行。而預防性養(yǎng)護和管理工作,就是通過提前判斷和預測的方式,對特定路段的病害問題進行針對性處理,使養(yǎng)護工作更加專業(yè)化,能夠在最短時間內進行養(yǎng)護和管理,既提高了公路的養(yǎng)護水平,又方便了人們的交通出行。
(3)控制高速公路養(yǎng)護費用。運用高速公路預防性養(yǎng)護技術,實施養(yǎng)護管理,可有效地降低養(yǎng)護管理的成本支出,從而使公路養(yǎng)護管理的經(jīng)濟效益得到進一步改善。傳統(tǒng)公路養(yǎng)護管理,主要采取病害發(fā)展后期進行專項工程治理,投入了大量的人力和財力,造成了公路養(yǎng)護管理費用的增長。而預防性養(yǎng)護方法,則由專業(yè)人員根據(jù)自身經(jīng)驗和掌握的科技水平,分析公路的使用時間和質量,對其進行評價和判定,大致了解公路存在的安全質量問題,并提前采取相關預防性處置措施,防止或減緩相關病害的發(fā)生。因此,與傳統(tǒng)養(yǎng)護管理方法相比,預防性養(yǎng)護可以節(jié)省大量人力、物力和財力,而且只需要將有問題的路段封閉,其他路段可以正常運行,既保證了高速公路的經(jīng)濟效益,又提高了社會效益。
稀漿封層是指采用機械將乳化瀝青、粗集料、細集料等混合均勻,與填料、水、添加劑等按規(guī)定比例攪拌成稀漿液,在原有道路上進行均勻鋪展,最終形成有保護作用的薄層。稀漿封層在封水、防滑、提高路面表面美觀方面具有重要作用。在高速公路上采用稀漿封層技術進行養(yǎng)護作業(yè),能夠明顯提高路面抗滑移能力和迅速恢復道路的通行能力。在稀漿封層施工中,應按工程實際采取不同類型的施工方法[4]。裂縫較小的路面,可以采用細封層技術。路面大范圍的龜裂和老化,則可以采用中封層封閉技術。尤其要注意的是,在進行稀漿封層之前,施工方必須進行實驗,并確定原料配比。
微表處養(yǎng)護技術是基于稀漿封層技術發(fā)展而成的一種預防性養(yǎng)護技術。微表處養(yǎng)護技術的工作原理是將含有特定等級的碎石或砂、填料與聚合物乳化瀝青、外摻劑及清水等,經(jīng)適當比例調配而成的流動性混合料,然后將其均勻撒布于道路表面。在高速公路的預防性養(yǎng)護中,運用微表處養(yǎng)護技術可以提高路面美觀,并可使路面發(fā)生的車轍得到較好填充。在養(yǎng)護過程中,若室外溫度較為干燥或炎熱,應在鋪設之前對原有道路進行噴灑,但嚴禁積水,濕潤后要立即施工。若道路潮濕或有較多的積水,不得施工。若在養(yǎng)護工程期間遇雨,或在混凝土澆筑完成前遇雨,不得開放道路,在雨水停止后將未成型的物料清除。另外,在實施預防性養(yǎng)護之前,要對原材料檢驗報告、稀漿混合料試驗報告和攤鋪機械校準報告進行綜合檢驗,確保達到要求后才能進行。
瀝青再生養(yǎng)護技術是一項新型養(yǎng)護技術,在高速公路養(yǎng)護中將得到了廣泛應用。其工作原理是將瀝青、再生劑和石油蒸餾水混合后,在路面沒有發(fā)生結構損傷之前,將瀝青、再生劑和石油蒸汽混合均勻地鋪在路面上,可以顯著提高高速公路的整體性和穩(wěn)定性。瀝青再生養(yǎng)護技術要求采用專用的施工機械,只需對高速公路路面進行局部處理,施工完成后可快速恢復道路交通,對公路的正常運行影響較小,可以大大減少工程造價。
在高速行駛的過程中,路面易產(chǎn)生裂紋,遇雨時,雨水會沿著裂縫滲入路基,導致地基出現(xiàn)不均勻沉降,從而對道路交通造成較大影響。為了保障高速公路安全運行,防止公路路面產(chǎn)生較大裂縫,對路基進行有效保護,可以采取霧封層養(yǎng)護技術。霧封層養(yǎng)護技術是一種經(jīng)濟可行的施工方法,能明顯提高道路的防水能力,養(yǎng)護工人必須在路面上噴灑乳化瀝青,形成穩(wěn)定防護層,降低雨水對道路造成的沖刷,防止雨水進入路基。
在高等級瀝青路面的預防性養(yǎng)護中,一般采用薄層罩面養(yǎng)護技術。在施工過程中,采用攤鋪機械,將改性乳化瀝青均勻地噴灑在路面上,再由鋼輪壓路機進行碾壓,從而能夠確保高速公路早期病害得到較好治理。試驗結果表明,普通公路路面壽命約為6年,而采用薄層罩面養(yǎng)護技術可以使路面使用壽命提高到8年以上。同時,磨損層表面具有較大粗糙度,可以提高汽車防滑性,并具有良好的透水性能,在下雨時可降低霧氣,增加路面能見度[5]。磨損層能夠與已有的高速公路路面貼合,降低路面病害,具有良好的實用價值。
還原劑封層預防性養(yǎng)護技術是應用專門的還原劑或回填劑,將其噴在老化的瀝青層上,并對其進行更新,以確保瀝青路面性能符合規(guī)定,并延長瀝青老化時間。從施工角度來看,類似于霧封層養(yǎng)護技術,在瀝青表面噴涂一層薄薄的養(yǎng)護層,提高路面的抗老化能力,但這種方法使用的是還原劑。采用還原劑封層預防性養(yǎng)護技術,能有效縮短施工周期,通常僅需2~3 h即可完成,對高速公路通行無影響。這一技術應用于高速公路的養(yǎng)護實踐中,既能滿足抗滑性、耐磨性的要求,提高道路通行效率和質量,還能減少環(huán)境污染。
在公路養(yǎng)護中,邊坡預防性養(yǎng)護技術的合理運用尤為重要。加強邊坡預防性養(yǎng)護,可以防止邊坡大面積坍塌,提高邊坡安全性。目前,公路邊坡養(yǎng)護大多采用種植土格植被和漿砌片石法。種植土格植被方式較為簡便,適用于邊坡穩(wěn)定段。漿砌片石法適合于坡度較大、穩(wěn)定的邊坡[6]。為保證高速公路邊坡的養(yǎng)護效果,可在邊坡漿砌片石外側增設防護網(wǎng),并對邊坡進行定期修剪,提高邊坡整體美觀度。
湖北某條長300 km的高速公路,路線走向從東南向西北,路基寬度35 m,平均填高2.8 m。通過調查了解到這一地區(qū)的交通狀況,發(fā)現(xiàn)這里有較多車輛通行,而且部分車輛存在超載現(xiàn)象,在高負荷的工作條件下,高速公路路面結構會受到一定損壞。經(jīng)調查,該路段于1999年正式啟用,因所在地段為交通樞紐,故營運車輛較多,且在通車過程中存在大量載重車輛,通過對公路調研,發(fā)現(xiàn)其病害情況如表2。
表2 原有路面病害調查
通過現(xiàn)場地質調查,發(fā)現(xiàn)該路段存在大量的橫向、縱向裂縫。這是因為常年行駛超載車輛,導致道路上到處是裂縫以及坑槽。根據(jù)這種狀況,可采用薄層罩面技術進行預防性養(yǎng)護。路面結構具體形式見表3。
表3 路面結構層樣式
在進行施工之前,必須先把路面清理干凈,然后再進行下一步工作。嚴格遵守設計圖紙規(guī)定,對路面進行撒布處理,采用撒布機將撒布量控制在1 L/m2。該次養(yǎng)護選用2.0 cm薄層罩面技術,以保證混合料具有良好的抗病害能力。在攤鋪施工中,必須增加攤鋪機的運轉速度,從而有效改善裂縫處的施工質量,為后續(xù)施工打下良好基礎。在進行壓實作業(yè)時,初壓溫度應大于130 ℃,復壓次數(shù)應為5~7次,壓實密度為95%左右。為了確保道路質量,必須在復壓階段安排專門的工作人員對其進行檢查。
后期,經(jīng)對所建道路的各項特性進行調研和分析,發(fā)現(xiàn)工程全部按有關規(guī)范進行建設,并對各個路段進行了檢測。對采用薄層罩面技術的路段進行了3年運行狀況的調查和統(tǒng)計,檢測結果見表4。
表4 性能檢測結果
由表4所示的具體數(shù)據(jù)可以看出,采用薄層罩面技術處理后,公路的使用性能有了較大提高,經(jīng)過3年應用,其效果依然顯著,因此,采用薄層覆蓋技術進行道路養(yǎng)護,其效果十分顯著。
綜上所述,隨著我國高速公路建設規(guī)模不斷擴大,對公路養(yǎng)護工作的重視程度也越來越高,應積極采取相應的預防性養(yǎng)護措施,確保高速公路工程建設的順利進行,積極推動我國交通事業(yè)。該文分析了常用的預防性養(yǎng)護技術,并結合具體的工程實例,對其應用要點進行論述,希望能對公路預防性養(yǎng)護工程的開展發(fā)揮積極促進作用。