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【摘 要】 近年来,随着交通量的不断增大及环境的综合作用,沥青路面出现了严重的早期损坏。如早期微裂缝、集料松散及路面渗水等,这些早期损坏严重影响了高等级公路的使用寿命,如若不加处理或处理不当,将加速了沥青路面的破坏,影响路面行驶性能,缩短沥青路面的使用寿命,因而,沥青路面急需及时地养护,而预防性养护是养护之首选,预防性养护能有效地节约成本,对路面养护起到事半功倍的作用以及建立路面使用性能评价与预估模型。
【关键词】 高等级公路;沥青路面;预防性养护
一、预防性养护定义
AASHTO道路常委会对预防性养护最新的定义为:路面预防性养护是一种在路面状况良好的情况下采取的对现有道路系统进行有计划的、基于费用一效益的养护策略,预防性养护在没有提高路面结构能力的情况下,延迟路面的损坏,维持或改善路面现有的通车条件,通过延长原有路面的使用寿命来推迟昂贵的大修和重建活动。
路面预防性养护主要有两个观点:l)使状态良好的道路系统保持更长时间,延缓未来的破坏,在不增加结构承载能力的前提下改善系统的功能状况;2)在适当的时间,将适用的措施应用在适宜的路面上进行养护。预防性养护的核心是要求采用最佳成本效益的养护措施,强调养护管理的计划性。
根据这一定义,路面预防性养护在实施中应遵循以下原则:
1)所采取的措施是在路面使用性能没有失效的情况下进行的;
2)所采取的措施应具有良好的费用一效益;
3)措施选择的时机应与特定的路面状况紧密结合;
4)预防性养护措施应该有计划性、周期性的实施。针对不同的路面,综合考虑技术、经济和工程等因素,选择最合适的预养护措施,是路面预防性养护的关键技术。
二、沥青路面预防性养护的意义
1.延缓路面退化,延长道路寿命
预防性养护在延缓路面恶化速率及延长其使用寿命方面具有重要意义。根据美国SHRP计划估算,在路面使用周期内进行3~4次的预防性养护,可延长路面使用寿命10—15年。加利福尼亚运输部门的报告明确指出,预防性养护措施能恢复路表,使其服务寿命延长5~7年。加拿大安大略交通部的研究则表明,有效的预防性养护可延长道路的寿命4年左右。美国公路行业曾对几十万公里不同等级道路进行跟踪调查,结果发现,一条质量合格的道路,如果不采取任何养护,在使用寿命75%的时间内胜能会下降40%,此阶段如不及时进行养护,路面状况开始急剧下降,在随后12%的使用寿命时间内,性能再次下降40%。
2.改善路面状况,降低行车费用
预防性养护不仅是能延长路面的使用寿命,而且能大大改善和维持路面状况。路面状况越高,行车速度越快,行车费用越低。
3.推迟改建时间,节约养护资金
系统地实行预防性养护会推迟改建时间,从而大大节约养护资金。美国密歇根运输部门估计,大修和重建的费用是预防性养护的10~14倍,自1992年密歇根执行预防性养护计划以来,已经节省资金七亿多美元。
另外,路面的破坏是逐步积累的,到路面寿命的第12年,75%的路面寿命己过去,路况质量下降了40%,若此时进行预防性养护,只需要进行表面处治。如果等到第15年再进行养护,此时需要更昂贵的维修措施,维护费用大大提高。
总之,从经济角度和使用性能等方面都可以看出预防性养护的重要性和必要性。及时做好预防性养护,可以长时间地保持良好的路面状况,延长道路使用寿命,降低行车费用,节约养护资金,使之得到合理利用,从而充分发挥高速公路的社会效益和经济效益。因此,预防性养护是科学养路的具体体现。
三、常用的沥青路面预防性养护技术
1.稀桨封层
采用机械设备将乳化沥青、粗细集料、填料、水和添加剂等按照设计配合比拌和成稀浆混合料摊铺到原路面上形成的薄层。按照级配可以分为细封层、中封层、粗封层和特粗封层4种,前3种应用最为广泛,一般可以应用于以下情况:
l)中、小交通量的路面,即ADT<l000一5000辆/车道;
2)路面出现的主导病害为老化或硬化的路面,如细小裂缝、轻微的松散或老化、氧化、硬化、车辙(<15mm)等;
3)温暖、日温差较小而且比较干燥的气候条件。
稀浆封层技术对于新、旧路面的老化、裂缝、光滑、松散、坑槽等病害能起到预防和维修的作用,使路面的防水、抗滑、平整、耐磨性能迅速提高。稀浆封层具有快速凝固成型、早期开放交通、节省喷洒和碾压工序,一台机械可连续作业的特点,且容易保证工程质量,成本较低。
稀浆封层一般用做路面的表层罩面,当用作下封层时,抗滑性能可不作要求。
近年来,稀浆封层由于施工的规范化、标准化,施工质量提高和成本的降低,已被广泛应用于高等级公路沥青路面的预防性养护。但稀浆封层在使用中也有局限性,对于路基变形较大、路面出现明显的疲劳,裂缝或车辙较深,温度裂缝严重的路面不宜使用。稀浆封层不能提高路基路面的承载能力,不能调整路拱和修复车辙,只能起到修补裂缝、抗老化和磨耗层的作用,对路面平整度的改善效果也不明显。
此外,稀浆封层的集料应该干净、耐磨并且级配良好,在铺筑之前应当清扫原路面。避免在温度过高或过低(一般应高于10℃)的情况下进行施工,铺筑好后不能直接开放交通。
2.微表处
微表处是在稀浆封层技术的基础上发展起来的,在材料、设备、工艺等方面较稀浆封层均有突破,是目前功能最完善、适用范围较广、最具前景的一种预防性养护技术。它是采用专用机械设备将聚合物改性乳化沥青、粗细集料、填料、水和添加剂等按照设计配合比拌和成稀浆混合料摊铺到原路面上,并很快开放交通的具有高抗滑和耐久性能的薄层。
微表处具有防水、防滑、改善道路表观等多种功能,封层效果优于稀浆封层,使用寿命一般为4~6年或更长,是性价比较高的养护技术。微表处开放交通时间的长短根据工程所处环境的不同而变化,通常在气温为24℃,湿度为50%(或更小)的状况下可以在lh内开放交通。
3.碎石封层
碎石封层按施工工艺分为普通碎石封层和同步碎石封层两类。普通碎石封层是指在路面上洒布沥青,紧跟着撒布1~2层碎石集料,然后立即用轮胎压路机进行碾压;同步碎石封层则采用同步碎石封层车将碎石及改性热沥青或改性乳化沥青同步铺洒在路面上,然后立即用轮胎压路机碾压。碎石封层可以密封路面的细小裂缝,防止路表水进入路面结构内部,恢复或改善路面的抗滑性能,延缓路面出现松散、老化、氧化、硬化等病害。碎石封层一般可以应用于以下情况:
l)中、小交通量的路面,即ADT<l000—5000辆/车道;
2)路面出现的主导病害为裂缝、松散、泛油、磨光等;
3)温暖、日温差较小且比较干燥的气候条件,一般情况下施工温度≮15℃,相对湿度≯75%。
4.薄层罩面
薄层罩面是是在原油路面上加铺一层厚度不超过1.5~2.5cm的热沥青混合料。它可以有效防止品质正在下降的路面继续恶化,改善其平整度,恢复它的抗滑阻力,校正路面的轮廓,对路面有一定的补强作用,特别适合于重交通道路面层的养护,具有以下特点:
1)明显的间断级配,胶砂含量较少,结合料常用纯沥青或改性沥青;
2)空隙率约为6%~12%,空隙率过大而产生透水时必须采用厚粘层,粗糙的表面可保证高的抗滑能力。
由于层面较薄、容易冷却双不宜使用振动压路机,因而薄层罩面在施工中不易达到较高的密实度。因此正确的混合料设计、温度控制、碾压工艺和压路机选型显得尤为重要。
参考文献:
[1]李福普.高速公路沥青路面的早期损坏与预防性养护[J].石油沥青,2005.
[2]尚书清.公路沥青路面预防性养护技术的应用[J].交通世界,2006.
【关键词】 高等级公路;沥青路面;预防性养护
一、预防性养护定义
AASHTO道路常委会对预防性养护最新的定义为:路面预防性养护是一种在路面状况良好的情况下采取的对现有道路系统进行有计划的、基于费用一效益的养护策略,预防性养护在没有提高路面结构能力的情况下,延迟路面的损坏,维持或改善路面现有的通车条件,通过延长原有路面的使用寿命来推迟昂贵的大修和重建活动。
路面预防性养护主要有两个观点:l)使状态良好的道路系统保持更长时间,延缓未来的破坏,在不增加结构承载能力的前提下改善系统的功能状况;2)在适当的时间,将适用的措施应用在适宜的路面上进行养护。预防性养护的核心是要求采用最佳成本效益的养护措施,强调养护管理的计划性。
根据这一定义,路面预防性养护在实施中应遵循以下原则:
1)所采取的措施是在路面使用性能没有失效的情况下进行的;
2)所采取的措施应具有良好的费用一效益;
3)措施选择的时机应与特定的路面状况紧密结合;
4)预防性养护措施应该有计划性、周期性的实施。针对不同的路面,综合考虑技术、经济和工程等因素,选择最合适的预养护措施,是路面预防性养护的关键技术。
二、沥青路面预防性养护的意义
1.延缓路面退化,延长道路寿命
预防性养护在延缓路面恶化速率及延长其使用寿命方面具有重要意义。根据美国SHRP计划估算,在路面使用周期内进行3~4次的预防性养护,可延长路面使用寿命10—15年。加利福尼亚运输部门的报告明确指出,预防性养护措施能恢复路表,使其服务寿命延长5~7年。加拿大安大略交通部的研究则表明,有效的预防性养护可延长道路的寿命4年左右。美国公路行业曾对几十万公里不同等级道路进行跟踪调查,结果发现,一条质量合格的道路,如果不采取任何养护,在使用寿命75%的时间内胜能会下降40%,此阶段如不及时进行养护,路面状况开始急剧下降,在随后12%的使用寿命时间内,性能再次下降40%。
2.改善路面状况,降低行车费用
预防性养护不仅是能延长路面的使用寿命,而且能大大改善和维持路面状况。路面状况越高,行车速度越快,行车费用越低。
3.推迟改建时间,节约养护资金
系统地实行预防性养护会推迟改建时间,从而大大节约养护资金。美国密歇根运输部门估计,大修和重建的费用是预防性养护的10~14倍,自1992年密歇根执行预防性养护计划以来,已经节省资金七亿多美元。
另外,路面的破坏是逐步积累的,到路面寿命的第12年,75%的路面寿命己过去,路况质量下降了40%,若此时进行预防性养护,只需要进行表面处治。如果等到第15年再进行养护,此时需要更昂贵的维修措施,维护费用大大提高。
总之,从经济角度和使用性能等方面都可以看出预防性养护的重要性和必要性。及时做好预防性养护,可以长时间地保持良好的路面状况,延长道路使用寿命,降低行车费用,节约养护资金,使之得到合理利用,从而充分发挥高速公路的社会效益和经济效益。因此,预防性养护是科学养路的具体体现。
三、常用的沥青路面预防性养护技术
1.稀桨封层
采用机械设备将乳化沥青、粗细集料、填料、水和添加剂等按照设计配合比拌和成稀浆混合料摊铺到原路面上形成的薄层。按照级配可以分为细封层、中封层、粗封层和特粗封层4种,前3种应用最为广泛,一般可以应用于以下情况:
l)中、小交通量的路面,即ADT<l000一5000辆/车道;
2)路面出现的主导病害为老化或硬化的路面,如细小裂缝、轻微的松散或老化、氧化、硬化、车辙(<15mm)等;
3)温暖、日温差较小而且比较干燥的气候条件。
稀浆封层技术对于新、旧路面的老化、裂缝、光滑、松散、坑槽等病害能起到预防和维修的作用,使路面的防水、抗滑、平整、耐磨性能迅速提高。稀浆封层具有快速凝固成型、早期开放交通、节省喷洒和碾压工序,一台机械可连续作业的特点,且容易保证工程质量,成本较低。
稀浆封层一般用做路面的表层罩面,当用作下封层时,抗滑性能可不作要求。
近年来,稀浆封层由于施工的规范化、标准化,施工质量提高和成本的降低,已被广泛应用于高等级公路沥青路面的预防性养护。但稀浆封层在使用中也有局限性,对于路基变形较大、路面出现明显的疲劳,裂缝或车辙较深,温度裂缝严重的路面不宜使用。稀浆封层不能提高路基路面的承载能力,不能调整路拱和修复车辙,只能起到修补裂缝、抗老化和磨耗层的作用,对路面平整度的改善效果也不明显。
此外,稀浆封层的集料应该干净、耐磨并且级配良好,在铺筑之前应当清扫原路面。避免在温度过高或过低(一般应高于10℃)的情况下进行施工,铺筑好后不能直接开放交通。
2.微表处
微表处是在稀浆封层技术的基础上发展起来的,在材料、设备、工艺等方面较稀浆封层均有突破,是目前功能最完善、适用范围较广、最具前景的一种预防性养护技术。它是采用专用机械设备将聚合物改性乳化沥青、粗细集料、填料、水和添加剂等按照设计配合比拌和成稀浆混合料摊铺到原路面上,并很快开放交通的具有高抗滑和耐久性能的薄层。
微表处具有防水、防滑、改善道路表观等多种功能,封层效果优于稀浆封层,使用寿命一般为4~6年或更长,是性价比较高的养护技术。微表处开放交通时间的长短根据工程所处环境的不同而变化,通常在气温为24℃,湿度为50%(或更小)的状况下可以在lh内开放交通。
3.碎石封层
碎石封层按施工工艺分为普通碎石封层和同步碎石封层两类。普通碎石封层是指在路面上洒布沥青,紧跟着撒布1~2层碎石集料,然后立即用轮胎压路机进行碾压;同步碎石封层则采用同步碎石封层车将碎石及改性热沥青或改性乳化沥青同步铺洒在路面上,然后立即用轮胎压路机碾压。碎石封层可以密封路面的细小裂缝,防止路表水进入路面结构内部,恢复或改善路面的抗滑性能,延缓路面出现松散、老化、氧化、硬化等病害。碎石封层一般可以应用于以下情况:
l)中、小交通量的路面,即ADT<l000—5000辆/车道;
2)路面出现的主导病害为裂缝、松散、泛油、磨光等;
3)温暖、日温差较小且比较干燥的气候条件,一般情况下施工温度≮15℃,相对湿度≯75%。
4.薄层罩面
薄层罩面是是在原油路面上加铺一层厚度不超过1.5~2.5cm的热沥青混合料。它可以有效防止品质正在下降的路面继续恶化,改善其平整度,恢复它的抗滑阻力,校正路面的轮廓,对路面有一定的补强作用,特别适合于重交通道路面层的养护,具有以下特点:
1)明显的间断级配,胶砂含量较少,结合料常用纯沥青或改性沥青;
2)空隙率约为6%~12%,空隙率过大而产生透水时必须采用厚粘层,粗糙的表面可保证高的抗滑能力。
由于层面较薄、容易冷却双不宜使用振动压路机,因而薄层罩面在施工中不易达到较高的密实度。因此正确的混合料设计、温度控制、碾压工艺和压路机选型显得尤为重要。
参考文献:
[1]李福普.高速公路沥青路面的早期损坏与预防性养护[J].石油沥青,2005.
[2]尚书清.公路沥青路面预防性养护技术的应用[J].交通世界,2006.