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摘要:沥青路面具有力学强度好、行车平稳、低噪音及易于机械化施工等优点,已成为我国各级公路的主要路面结构形式。然而,国省道沥青路面一般的设计寿命为12-15年,我国在八十年代末和九十年代初修建的国省道沥青路面迫切需要进行维修养护。尤其是近年来,随着我国经济的快速发展,基于沥青路面的优点,高等级公路沥青路面得以飞跃式的发展。如何在新的高等级公路沥青路面建设中,进行其病害处理和养护维修,减少工程量进而减低造价,摆在了科研工作者面前。
关键词:公路;沥青路面;养护管理
中图分类号: X734 文献标识码: A
引言
随着我国公路建设的迅速发展,沥青路面的施工得到了普遍推广应用。沥青路面具有表面平整,坚实、无接缝、施工工期短和养护简便等优点,使行车噪声低、平稳和舒适。但随着交通量的增长和重载超载车辆的增多,加上由于受到温度和湿度的变化以及冰冻作用、设计、施工、采用材料和养护管理等因素的影响,出现了多种沥青路面病害,如结构性破坏裂缝、沥青路面的裂缝、松散及水损害等等。根据长期对我市沥青路面的实际情况调查,谈谈沥青路面中常见的病害与出现的原因、预防措施、经济适用和养护方法。
一、公路沥青路面养护概述
沥青路面在建设施工结束投入使用后,长时间的受到交通荷载以及光热水氧等自然环境的作用,导致沥青路面出现路用性能与结构强度的降低。公路沥青路面养护则是为了提高沥青路面的行车舒适性,确保路面结构强度满足道路通行要求而采取的一系列技术措施。沥青路面养护的根本目的在于通过日常的病害处理与维修保养,确保沥青路面的完好畅通,改善沥青路面的服务质量。
二、高速公路沥青路面养护技术对策
根据病害、缺陷类型的不同和损害程度的大小,分析产生路面病害的原因, 综合考虑各类沥青路面的使用周期及综合评价结果, 确定采用不同的养护维修措施, 具体分为: 预防性养护、矫正性养护、路面大中修和路面改善。
2.1预防性养护: 预防性养护是带有保护路面和以减缓路面使用性能恶化速率为目的的重要技术措施, 它通常用于没有发生损坏或只有轻微缺陷与病害迹象的路面。预防性养护可以延缓交通和环境荷载作用而引起路面使用质量下降, 并延长使用周期, 分为初期保养、日常保养和预防性季节保养。美国SHRP计算的研究成果之一就是明确了各种表面处治方法对减少寿命周期费用和延长路面使用寿命的重要作用。这一成果表明如果能及时采用正确的预防性养护措施, 则在预防性养护工程上花费1美元, 以后可节省3~ 4美元的复新费用, 并延迟路面改善时间多达5 ~ 6 年之久。目前高速公路使用比较广泛的预防性养护措施主要有微表处、喷洒沥青再生养护剂等。
2.2矫正性养护: 是指用来改正某种特定损害的作用, 通常用于已产生损害, 但只属于局部损坏状态的路面。
(1)局部修补。它是修复沥青路面局部损坏最常用的方法, 其中坑槽的修补又是养护部门最普遍的日常养护工作。从修补寿命的长短来分, 坑槽的修补可分为应急性修补、半永久性修补和永久性修补3种。从修补的施工方式来分, 则有冷态修补和热态修补。
应急修补是指为了使用坑槽不继续扩大或从行车安全角度出发采取的临时性修补措施, 通常在对坑槽稍加清理后将热拌混合料填入坑中用锹背用力拍打密实。这样反复数次直至填满为止, 不作切边处理; 也没有专门的清洁和压实、封边等工序, 但这种修补方法使用寿命较短, 一般很少用于高速公路。
半永久性修补通常是指采用冷态修补的方法,对于小面积的坑槽可不作切边处理; 对于大面积的坑槽通常仍需进行切边, 清理松散集料, 清扫修补面积, 然后填入冷拌混合料或填入集料后喷洒和贯入乳化沥青, 撒砂后压实。
永久性修补要严格按照步骤进行热补。永久性坑槽修补工艺为: 划定维修范围→沿范围四周锯缝→凿除病害层→清除废料→高压吹风机将修补界面吹净→洒粘层油→分层填筑→分层压实, 压实度要求95% 以上→用冷补胶涂四周接缝以防水→冷却到50→以下可开放交通。修补时要注意修补材料与槽壁要结合牢固, 修补后的路面应平整, 且与坑槽周围的路面保持在同一水平上。影響坑槽修补牢固性的因素主要有湿度、温度和清洁度。在温暖、干燥天气修补的坑槽寿命较长, 在阴冷、潮湿天气修补的坑槽则很易损坏。
(2)裂缝填封。适宜于填封处理的裂缝主要包括纵向、横向和块状裂缝以及反射裂缝。由疲劳引起的龟裂不宜采用填封的方法, 而应对整个裂缝区进行中修、罩面或封层。对于轻微的龟裂也用热沥青填封处理。其工艺如下:
a) 对于小于13mm 宽的裂缝需使用一种装有碳钢切缝刀的旋转式开槽机, 尽可能按切割段的裂缝尺寸并对准中线切割出均匀的正、长方形凹槽。
b) 裂缝清理: 待填裂缝切缝后, 需采用高压气体喷射设备进行清理, 该设备须配备能够有效清除空气中杂物的油滤, 并可输出清洁干燥的、连续的、高容量的高气压气流的空气, 每条裂缝周边和裂缝槽至少进行2遍高压喷气流清理。第1遍清除裂缝杂物时喷气棒嘴应把持在距离裂缝不少于5 cm 的位置; 第2遍距离可以较远些, 以便清除裂缝中和裂缝周边的所有松散颗粒和杂物。
c) 裂缝填封: 填封材料在清缝工序完成后应立即灌注, 填封材料需在具有双层保温层, 间接导热加热的锅炉内搅拌融化, 该材料通过沥青泵输送出来, 灌注在清理过的槽口内, 灌注时要自下而上充分填满, 应避免在填料下部产生气穴, 每条裂缝的灌注工作是连续的。如出现未充分填封的裂缝须再次进行填封处理, 如出现轻微龟裂可采用橡胶抹平板来摊铺填封材料, 这些区域可在填封材料灌注完成后在表面撒沙子或细骨料。
2.3大中修及改善工程。参照公路建设施工和设计规范要求执行, 主要指沥青路面不适应现在交通、荷载而需要分期分段提高原有技术等级及通行能力时可安排改善工程; 或者对于沥青路面由于病害太多, 导致其路用性能达不到规定的行车标准, 影响行车安全, 也必须进行补强或改建工程。
(1)对于路面结构不足引起的路面大中修或改善工程, 必须严格地调查交通量和车辆轴载组成情况, 并对旧路面的结构强度进行检测评估, 之后进行路面结构补强设计, 一般有直接加铺沥青层补强(沥青稳定碎石基层+ 沥青面层)、半刚性基层结构补强(加铺半刚性基层+ 沥青面层)和水泥混凝土板罩面等。
(2)对于非结构强度不足引起的路面大中修或改善工程, 可采用铣刨损坏的沥青路面, 重新加铺新面层等方法。
2.4旧沥青混合料的再生技术。沥青路面再生技术与传统的沥青路面维修方式相比, 不但能够节约大量的沥青、砂石等原材料, 节省工程投资与施工费用, 同时有利于处理废料, 保护环境, 具有显著的经济效益、环境效益和社会效益。是干线公路沥青路面养护必须考虑的方法之一。可分为5类:
(1)厂拌热再生: 就是将已经铣刨后回收的沥青路面材料再经过破碎、筛分后与一定比例的新沥青、新集料(有时还包括再生剂)混合, 在拌和厂内集中生产热拌再生沥青混合料的过程。
(2)就地热再生: 就是采用再生剂通过现场加热、翻松、混拌、摊铺、碾压等工序, 一次性实现旧沥青混凝土路面的100% 就地再生利用, 具有无须铣刨、收集和运输这些废旧沥青混合料等优点。施工速度快、效率高。通常采用单车道施工, 又具有对国省道运营影响程度低的优点。
(3)冷再生: 分厂拌冷再生和现场冷再生。厂拌冷再生是将回收的沥青路面材料和沥青再生剂相混合(有时还加入新集料与乳化沥青或泡沫沥青)的一种技术。现场冷再生是指原路面材料在施工现场进行再生利用的一种路面养护技术。
(4)全深再生: 是将全部有病害的沥青路面和预定比例的下卧层材料(基层、底基层和路基)统一粉碎, 渗入水泥、乳化沥青或泡沫沥青加以拌和, 以提供均匀的基层升级材料的一种维修技术。从本质上讲属于冷再生技术。
(5)冷铣刨: 是指使用专门的设备有控制地铣刨现有路面达到合适的深度、纵断面和横坡。冷铣刨处理后的表面可以直接作为行驶路面, 但通常更多的是作为其它维修方法的准备层。
三、高速公路沥青路面养护管理对策
3.1及时养护。许多高速公路沥青路面经常出现一些小坑洞, 特别是雨季过后, 往往许多高速公路不及时补小洞, 等到小洞变成大洞之后才补, 造成养护资金的浪费。因此在养护管理时要加强日常巡视, 及时进行日常性养护, 并建立一套行之有效的高速公路沥青路面养护维修管理系统。
3.2当沥青路面刚出现病害时, 应及时考虑预防性养护, 从而防止高速公路沥青路面加速损坏。许多沥青路面3~ 5 年就出现大中修, 因此养护部门每年应根据路用品质将预防性养护作为一项重要的内容考虑, 重视预防性养护, 提高路用品质。
3.3提高养护工程质量。养护工程质量太差, 很多修补重铺沥青混凝土往往在使用不到1年就重新出现了新病害。因此高速公路养护工程要采用正规的监理队伍和施工队伍, 并加强现场质量管理, 特别是原材料和配合比、现场摊铺、压实的质量控制。
3.4加强超载治理。众所周知, 超载重载运输对道路的损坏十分严重, 是我国路面病害的“头号杀手”,超载治理仍是我国公路养护管理工作长期而艰巨的工作。
四、结束语
公路的作用及特点决定了公路养护管理的重要性与特殊性。如何搞好公路的养护管理,是摆在各级管理部门及经营企业面前一项长期而艰巨的任务。正确树立“公路建设是发展,公路养护也是发展,而且是更为重要的发展”的观点,是我们从事公路养护管理工作的根本出发点。
参考文献:
[1]李亮,郝宇宁.沥青路面预防养护时机的选择[J].山西建筑.2008(14)
[2]许明举,赖丙娣.沥青路面预防性养護措施及防治决策[J].山西建筑.2007(13)
[3]于慧,田晋跃.高速公路养护施工决策最优化设计[J].筑路机械与施工机械化.2006(06)
关键词:公路;沥青路面;养护管理
中图分类号: X734 文献标识码: A
引言
随着我国公路建设的迅速发展,沥青路面的施工得到了普遍推广应用。沥青路面具有表面平整,坚实、无接缝、施工工期短和养护简便等优点,使行车噪声低、平稳和舒适。但随着交通量的增长和重载超载车辆的增多,加上由于受到温度和湿度的变化以及冰冻作用、设计、施工、采用材料和养护管理等因素的影响,出现了多种沥青路面病害,如结构性破坏裂缝、沥青路面的裂缝、松散及水损害等等。根据长期对我市沥青路面的实际情况调查,谈谈沥青路面中常见的病害与出现的原因、预防措施、经济适用和养护方法。
一、公路沥青路面养护概述
沥青路面在建设施工结束投入使用后,长时间的受到交通荷载以及光热水氧等自然环境的作用,导致沥青路面出现路用性能与结构强度的降低。公路沥青路面养护则是为了提高沥青路面的行车舒适性,确保路面结构强度满足道路通行要求而采取的一系列技术措施。沥青路面养护的根本目的在于通过日常的病害处理与维修保养,确保沥青路面的完好畅通,改善沥青路面的服务质量。
二、高速公路沥青路面养护技术对策
根据病害、缺陷类型的不同和损害程度的大小,分析产生路面病害的原因, 综合考虑各类沥青路面的使用周期及综合评价结果, 确定采用不同的养护维修措施, 具体分为: 预防性养护、矫正性养护、路面大中修和路面改善。
2.1预防性养护: 预防性养护是带有保护路面和以减缓路面使用性能恶化速率为目的的重要技术措施, 它通常用于没有发生损坏或只有轻微缺陷与病害迹象的路面。预防性养护可以延缓交通和环境荷载作用而引起路面使用质量下降, 并延长使用周期, 分为初期保养、日常保养和预防性季节保养。美国SHRP计算的研究成果之一就是明确了各种表面处治方法对减少寿命周期费用和延长路面使用寿命的重要作用。这一成果表明如果能及时采用正确的预防性养护措施, 则在预防性养护工程上花费1美元, 以后可节省3~ 4美元的复新费用, 并延迟路面改善时间多达5 ~ 6 年之久。目前高速公路使用比较广泛的预防性养护措施主要有微表处、喷洒沥青再生养护剂等。
2.2矫正性养护: 是指用来改正某种特定损害的作用, 通常用于已产生损害, 但只属于局部损坏状态的路面。
(1)局部修补。它是修复沥青路面局部损坏最常用的方法, 其中坑槽的修补又是养护部门最普遍的日常养护工作。从修补寿命的长短来分, 坑槽的修补可分为应急性修补、半永久性修补和永久性修补3种。从修补的施工方式来分, 则有冷态修补和热态修补。
应急修补是指为了使用坑槽不继续扩大或从行车安全角度出发采取的临时性修补措施, 通常在对坑槽稍加清理后将热拌混合料填入坑中用锹背用力拍打密实。这样反复数次直至填满为止, 不作切边处理; 也没有专门的清洁和压实、封边等工序, 但这种修补方法使用寿命较短, 一般很少用于高速公路。
半永久性修补通常是指采用冷态修补的方法,对于小面积的坑槽可不作切边处理; 对于大面积的坑槽通常仍需进行切边, 清理松散集料, 清扫修补面积, 然后填入冷拌混合料或填入集料后喷洒和贯入乳化沥青, 撒砂后压实。
永久性修补要严格按照步骤进行热补。永久性坑槽修补工艺为: 划定维修范围→沿范围四周锯缝→凿除病害层→清除废料→高压吹风机将修补界面吹净→洒粘层油→分层填筑→分层压实, 压实度要求95% 以上→用冷补胶涂四周接缝以防水→冷却到50→以下可开放交通。修补时要注意修补材料与槽壁要结合牢固, 修补后的路面应平整, 且与坑槽周围的路面保持在同一水平上。影響坑槽修补牢固性的因素主要有湿度、温度和清洁度。在温暖、干燥天气修补的坑槽寿命较长, 在阴冷、潮湿天气修补的坑槽则很易损坏。
(2)裂缝填封。适宜于填封处理的裂缝主要包括纵向、横向和块状裂缝以及反射裂缝。由疲劳引起的龟裂不宜采用填封的方法, 而应对整个裂缝区进行中修、罩面或封层。对于轻微的龟裂也用热沥青填封处理。其工艺如下:
a) 对于小于13mm 宽的裂缝需使用一种装有碳钢切缝刀的旋转式开槽机, 尽可能按切割段的裂缝尺寸并对准中线切割出均匀的正、长方形凹槽。
b) 裂缝清理: 待填裂缝切缝后, 需采用高压气体喷射设备进行清理, 该设备须配备能够有效清除空气中杂物的油滤, 并可输出清洁干燥的、连续的、高容量的高气压气流的空气, 每条裂缝周边和裂缝槽至少进行2遍高压喷气流清理。第1遍清除裂缝杂物时喷气棒嘴应把持在距离裂缝不少于5 cm 的位置; 第2遍距离可以较远些, 以便清除裂缝中和裂缝周边的所有松散颗粒和杂物。
c) 裂缝填封: 填封材料在清缝工序完成后应立即灌注, 填封材料需在具有双层保温层, 间接导热加热的锅炉内搅拌融化, 该材料通过沥青泵输送出来, 灌注在清理过的槽口内, 灌注时要自下而上充分填满, 应避免在填料下部产生气穴, 每条裂缝的灌注工作是连续的。如出现未充分填封的裂缝须再次进行填封处理, 如出现轻微龟裂可采用橡胶抹平板来摊铺填封材料, 这些区域可在填封材料灌注完成后在表面撒沙子或细骨料。
2.3大中修及改善工程。参照公路建设施工和设计规范要求执行, 主要指沥青路面不适应现在交通、荷载而需要分期分段提高原有技术等级及通行能力时可安排改善工程; 或者对于沥青路面由于病害太多, 导致其路用性能达不到规定的行车标准, 影响行车安全, 也必须进行补强或改建工程。
(1)对于路面结构不足引起的路面大中修或改善工程, 必须严格地调查交通量和车辆轴载组成情况, 并对旧路面的结构强度进行检测评估, 之后进行路面结构补强设计, 一般有直接加铺沥青层补强(沥青稳定碎石基层+ 沥青面层)、半刚性基层结构补强(加铺半刚性基层+ 沥青面层)和水泥混凝土板罩面等。
(2)对于非结构强度不足引起的路面大中修或改善工程, 可采用铣刨损坏的沥青路面, 重新加铺新面层等方法。
2.4旧沥青混合料的再生技术。沥青路面再生技术与传统的沥青路面维修方式相比, 不但能够节约大量的沥青、砂石等原材料, 节省工程投资与施工费用, 同时有利于处理废料, 保护环境, 具有显著的经济效益、环境效益和社会效益。是干线公路沥青路面养护必须考虑的方法之一。可分为5类:
(1)厂拌热再生: 就是将已经铣刨后回收的沥青路面材料再经过破碎、筛分后与一定比例的新沥青、新集料(有时还包括再生剂)混合, 在拌和厂内集中生产热拌再生沥青混合料的过程。
(2)就地热再生: 就是采用再生剂通过现场加热、翻松、混拌、摊铺、碾压等工序, 一次性实现旧沥青混凝土路面的100% 就地再生利用, 具有无须铣刨、收集和运输这些废旧沥青混合料等优点。施工速度快、效率高。通常采用单车道施工, 又具有对国省道运营影响程度低的优点。
(3)冷再生: 分厂拌冷再生和现场冷再生。厂拌冷再生是将回收的沥青路面材料和沥青再生剂相混合(有时还加入新集料与乳化沥青或泡沫沥青)的一种技术。现场冷再生是指原路面材料在施工现场进行再生利用的一种路面养护技术。
(4)全深再生: 是将全部有病害的沥青路面和预定比例的下卧层材料(基层、底基层和路基)统一粉碎, 渗入水泥、乳化沥青或泡沫沥青加以拌和, 以提供均匀的基层升级材料的一种维修技术。从本质上讲属于冷再生技术。
(5)冷铣刨: 是指使用专门的设备有控制地铣刨现有路面达到合适的深度、纵断面和横坡。冷铣刨处理后的表面可以直接作为行驶路面, 但通常更多的是作为其它维修方法的准备层。
三、高速公路沥青路面养护管理对策
3.1及时养护。许多高速公路沥青路面经常出现一些小坑洞, 特别是雨季过后, 往往许多高速公路不及时补小洞, 等到小洞变成大洞之后才补, 造成养护资金的浪费。因此在养护管理时要加强日常巡视, 及时进行日常性养护, 并建立一套行之有效的高速公路沥青路面养护维修管理系统。
3.2当沥青路面刚出现病害时, 应及时考虑预防性养护, 从而防止高速公路沥青路面加速损坏。许多沥青路面3~ 5 年就出现大中修, 因此养护部门每年应根据路用品质将预防性养护作为一项重要的内容考虑, 重视预防性养护, 提高路用品质。
3.3提高养护工程质量。养护工程质量太差, 很多修补重铺沥青混凝土往往在使用不到1年就重新出现了新病害。因此高速公路养护工程要采用正规的监理队伍和施工队伍, 并加强现场质量管理, 特别是原材料和配合比、现场摊铺、压实的质量控制。
3.4加强超载治理。众所周知, 超载重载运输对道路的损坏十分严重, 是我国路面病害的“头号杀手”,超载治理仍是我国公路养护管理工作长期而艰巨的工作。
四、结束语
公路的作用及特点决定了公路养护管理的重要性与特殊性。如何搞好公路的养护管理,是摆在各级管理部门及经营企业面前一项长期而艰巨的任务。正确树立“公路建设是发展,公路养护也是发展,而且是更为重要的发展”的观点,是我们从事公路养护管理工作的根本出发点。
参考文献:
[1]李亮,郝宇宁.沥青路面预防养护时机的选择[J].山西建筑.2008(14)
[2]许明举,赖丙娣.沥青路面预防性养護措施及防治决策[J].山西建筑.2007(13)
[3]于慧,田晋跃.高速公路养护施工决策最优化设计[J].筑路机械与施工机械化.2006(06)