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摘要:随着我国各地交通基础设施的扩修和增设,越来越多沥青路面的工程因其安全系数高、防滑耐磨成为了各地高速公路建设的选择。然而沥青路面经过多年的行车碾压,也会出现坑槽现象,需要技术人员进行后期维护和修补。本文就快速修补沥青路面的相关问题进行了深入研究,希望可以为该领域的研发和进步提供一定的参考和建议。
关键词:沥青路面;混合料;压实
长期以来,沥青路面施工技术因其便于施工,表面平整和坚固耐磨受到了各地高速公路建设单位的青睐,当沥青路面出现由于早期破坏导致的坑槽问题,就会带来安全系数和行车舒适度降低的困扰,为此,本文针对这一问题进行深度分析,以期在技术层面给出更实用,更经济的解决方案。
道路工程不同于其他建筑物的建造和维护,因为每天路面索要承受的行车荷载大,日积月累之下,势必会出现路面裂缝、坑槽等现象,尤其是车流量大的主干道路面尤其如此。路面的平整度下降可能会导致积水,这些积水会渗入坑槽,破坏路面的整体结构带来更大面积的坑槽,经过恶性循环,坑槽会逐渐恶化成为道路的沟槽,严重的话还会影响行车的安全,早在2001年我国交通部就专门颁布了关于沥青路面养护的专业操作规范,其中就包括路面坑槽的修补工作,而沥青路面在市政施工中受到了广泛的应用,因此,为了相应国家的号召,也为了道路行车的安全,维护和修补公路的问题亟待解决,而沥青路面的沟槽修补技术则是其中的一个重要组成。
一、沥青路面坑槽形成的原因分析
一般来说,沥青路面的坑槽都是由最初的裂纹、龟裂和裂缝产生的,然而这些裂缝在渗水后,会导致路面的变形和沉陷,而渗入沥青混合料的水分还会侵蚀、下沉路面,导致坑槽的出现,随着坑槽的增多和面积增大,其路面承载力也就大大下降,长此以往,会减少道路使用寿命,影响道路行车的安全。根据不同的成因,沥青路面的沟槽可以分为以下几种类型:
1.进行沥青混合料的预拌前没有控制好拌合温度,导致沥青混合料失去应有的粘性,整体结构松散,难以应对长期的车辆荷载,出现坑槽破坏。
2. 车辆出现一定的故障造成燃油泄漏,渗入沥青路面后经过稀释作用降低了深层粘合性,由小变大,逐渐形成坑槽。
3.施工前,路面基层的稳定性材料中的水泥掺入比例过低,或水泥质量不达标导致结构层无法达到应有的承载力,经过长期行车反复碾压,造成路面坑槽。
4.沥青路面铺设前原有的底基层以下深层结构因为施工问题或材料质量问题造成结构性破坏,这类问题常见于地质活动活跃的山区,由于行车载荷大,最终造成路面坑槽。
5.不同地理环境下的不同季节中,冻融带来的路面坑槽现象是不容忽视的,有些降水量较多,季节性低温地区的高速公路上,由于降水带来的积水存留在沥青路面结构内部空隙中,当温度升高,这些积水融化,加上外部的行车荷载对沥青路面造成冲击,降低了沥青混合料的粘合度,尤其是在季节交替的时候,沥青路面最易发生坑槽问题。
二、当前我国对于沥青路面坑槽快速修补技术的研究现状
对于不同材料的路面修补需要结合坑槽损害程度、施工条件和路面质量等多种因素考虑。目前我国对于沥青路面的快速修补材料中,有以下几种可供参考:
1.环氧树脂粘结剂
该材料主要由A、B两种材料按照一定比例调和而成,A部分的主要成分为环氧树脂E-51,B组由固化剂和添加剂的混合物组成。这种材料具有粘结性高、耐高温等特性,采用沥青和无机填料进行处理,适用于坑槽早期的路面裂缝问题。
2.水泥-沥青-复合胶快修材料
该材料主要采用乳化沥青、水性环氧和硫铝酸盐水泥和添加剂组成,对于路面坑槽的防治具有良好的耐久性。
三、坑槽快速性修补技术施工工艺
上世纪90年代以来,我国对于沥青路面的修补和材料再生利用技术的研究给以了高度重视。该技术在世界上的一些工业发达国家都取得了一定进展,与传统的修补方式将坑槽部位切除后采用热补的方式相比,该技术不仅人力、财力成本投入小,而且工期短,雖然都需要经过加热混合料压实的方法,但是有研究结果表明【4】,沥青路面的坑槽修补质量和后期养护工作密切相关,因此,本文采用的修补技术既能达到修补效果,又能缩短工期,尽快开放交通。
1.旧路面处理
采用电动或风动破碎镐将已经出现坑槽的沥青路面进行捣毁,由于破碎镐是间歇式作业,因此不同于一般的铣刨机械的连续性,所以由它开凿的旧路面复合料体积较大,无法直接投入再次加热利用,所以要进行粉碎化处理,将旧材料粉碎至30-40粒径方可再生。
2.沥青混合料的加热、拌合
由于沥青是一种高分子有机物对于温度的把握尤其重要,实验表明,沥青混合料在温度为400-800摄氏度粘合效果最佳,因此,我们将旧沥青混合料加热至130度以上时才能满足拌合新的沥青混合料的条件,为保证后期沥青路面的使用寿命,笔者建议加热旧沥青路面选择导热油或红外线加热等间接加热方式。
3.铺设沥青路面
快速修补的关键步骤也是最终流程在于路面的摊铺和压实,仍然要采取“三压”来保证施工质量。施工设备采取单滚筒震动压路机,不仅小巧灵活而且便于装卸作业。施工时和振动板夯可以产生一定的激振力,对于压实质量更容易控制。铺设时,先要静压压制3遍左右,再进行振动压实,这样可以保证必要的混合料密实度。
结束语
本文通过分析我国沥青路面坑槽现象的成因、种类以及研究现状,提出了我国道路建设现阶段遇到的常见问题,针对此类问题,笔者广泛收集了相关技术资料,进行了实地的考察和施工跟进,对于现有施工技术提出了操作性强、科学合理的沥青路面快速修补研究方案。和传统的修补相比不仅投入小,可行性强,而且有效减少了工期,为我国将来在沥青路面的研发技术领域提供了一个新的方向。
参考文献:
[1]郝尧生,刘兴东.高速公路沥青路面坑槽病害成因与处治[J].中外公路,2012,35(3):118-120.
[2]王锐.沥青路面坑槽快速修补技术研究[D].西安院长安大学,2017.
[3]邢守友,张培梅.沥青混凝土路面坑槽快速修补工艺[J].内蒙古公路与运输,2011(02):52-54.
[4]潘尚启.沥青路面坑槽修复材料与效果评价技术研究[D].南京:东南大学,2017:14-17.
[5]余航. 沥青路面环氧灌缝材料研究[D]. 长沙:长沙理工大学,2019院21-47.
[6]刘皓.沥青路面装配式快速修补技术关键材料研究[D].长沙院长沙理工大学,2019院45-58.
[7]王秀敏.沥青桥面振荡压实仿真分析及压实工艺优化研究[D].西安院长安大学,2013院13-60.
[8]熊香友.基于沥青路面坑槽修复的振荡压实应用研究[J].筑路机械与施工机械,2016,33(07):75-78.
关键词:沥青路面;混合料;压实
长期以来,沥青路面施工技术因其便于施工,表面平整和坚固耐磨受到了各地高速公路建设单位的青睐,当沥青路面出现由于早期破坏导致的坑槽问题,就会带来安全系数和行车舒适度降低的困扰,为此,本文针对这一问题进行深度分析,以期在技术层面给出更实用,更经济的解决方案。
道路工程不同于其他建筑物的建造和维护,因为每天路面索要承受的行车荷载大,日积月累之下,势必会出现路面裂缝、坑槽等现象,尤其是车流量大的主干道路面尤其如此。路面的平整度下降可能会导致积水,这些积水会渗入坑槽,破坏路面的整体结构带来更大面积的坑槽,经过恶性循环,坑槽会逐渐恶化成为道路的沟槽,严重的话还会影响行车的安全,早在2001年我国交通部就专门颁布了关于沥青路面养护的专业操作规范,其中就包括路面坑槽的修补工作,而沥青路面在市政施工中受到了广泛的应用,因此,为了相应国家的号召,也为了道路行车的安全,维护和修补公路的问题亟待解决,而沥青路面的沟槽修补技术则是其中的一个重要组成。
一、沥青路面坑槽形成的原因分析
一般来说,沥青路面的坑槽都是由最初的裂纹、龟裂和裂缝产生的,然而这些裂缝在渗水后,会导致路面的变形和沉陷,而渗入沥青混合料的水分还会侵蚀、下沉路面,导致坑槽的出现,随着坑槽的增多和面积增大,其路面承载力也就大大下降,长此以往,会减少道路使用寿命,影响道路行车的安全。根据不同的成因,沥青路面的沟槽可以分为以下几种类型:
1.进行沥青混合料的预拌前没有控制好拌合温度,导致沥青混合料失去应有的粘性,整体结构松散,难以应对长期的车辆荷载,出现坑槽破坏。
2. 车辆出现一定的故障造成燃油泄漏,渗入沥青路面后经过稀释作用降低了深层粘合性,由小变大,逐渐形成坑槽。
3.施工前,路面基层的稳定性材料中的水泥掺入比例过低,或水泥质量不达标导致结构层无法达到应有的承载力,经过长期行车反复碾压,造成路面坑槽。
4.沥青路面铺设前原有的底基层以下深层结构因为施工问题或材料质量问题造成结构性破坏,这类问题常见于地质活动活跃的山区,由于行车载荷大,最终造成路面坑槽。
5.不同地理环境下的不同季节中,冻融带来的路面坑槽现象是不容忽视的,有些降水量较多,季节性低温地区的高速公路上,由于降水带来的积水存留在沥青路面结构内部空隙中,当温度升高,这些积水融化,加上外部的行车荷载对沥青路面造成冲击,降低了沥青混合料的粘合度,尤其是在季节交替的时候,沥青路面最易发生坑槽问题。
二、当前我国对于沥青路面坑槽快速修补技术的研究现状
对于不同材料的路面修补需要结合坑槽损害程度、施工条件和路面质量等多种因素考虑。目前我国对于沥青路面的快速修补材料中,有以下几种可供参考:
1.环氧树脂粘结剂
该材料主要由A、B两种材料按照一定比例调和而成,A部分的主要成分为环氧树脂E-51,B组由固化剂和添加剂的混合物组成。这种材料具有粘结性高、耐高温等特性,采用沥青和无机填料进行处理,适用于坑槽早期的路面裂缝问题。
2.水泥-沥青-复合胶快修材料
该材料主要采用乳化沥青、水性环氧和硫铝酸盐水泥和添加剂组成,对于路面坑槽的防治具有良好的耐久性。
三、坑槽快速性修补技术施工工艺
上世纪90年代以来,我国对于沥青路面的修补和材料再生利用技术的研究给以了高度重视。该技术在世界上的一些工业发达国家都取得了一定进展,与传统的修补方式将坑槽部位切除后采用热补的方式相比,该技术不仅人力、财力成本投入小,而且工期短,雖然都需要经过加热混合料压实的方法,但是有研究结果表明【4】,沥青路面的坑槽修补质量和后期养护工作密切相关,因此,本文采用的修补技术既能达到修补效果,又能缩短工期,尽快开放交通。
1.旧路面处理
采用电动或风动破碎镐将已经出现坑槽的沥青路面进行捣毁,由于破碎镐是间歇式作业,因此不同于一般的铣刨机械的连续性,所以由它开凿的旧路面复合料体积较大,无法直接投入再次加热利用,所以要进行粉碎化处理,将旧材料粉碎至30-40粒径方可再生。
2.沥青混合料的加热、拌合
由于沥青是一种高分子有机物对于温度的把握尤其重要,实验表明,沥青混合料在温度为400-800摄氏度粘合效果最佳,因此,我们将旧沥青混合料加热至130度以上时才能满足拌合新的沥青混合料的条件,为保证后期沥青路面的使用寿命,笔者建议加热旧沥青路面选择导热油或红外线加热等间接加热方式。
3.铺设沥青路面
快速修补的关键步骤也是最终流程在于路面的摊铺和压实,仍然要采取“三压”来保证施工质量。施工设备采取单滚筒震动压路机,不仅小巧灵活而且便于装卸作业。施工时和振动板夯可以产生一定的激振力,对于压实质量更容易控制。铺设时,先要静压压制3遍左右,再进行振动压实,这样可以保证必要的混合料密实度。
结束语
本文通过分析我国沥青路面坑槽现象的成因、种类以及研究现状,提出了我国道路建设现阶段遇到的常见问题,针对此类问题,笔者广泛收集了相关技术资料,进行了实地的考察和施工跟进,对于现有施工技术提出了操作性强、科学合理的沥青路面快速修补研究方案。和传统的修补相比不仅投入小,可行性强,而且有效减少了工期,为我国将来在沥青路面的研发技术领域提供了一个新的方向。
参考文献:
[1]郝尧生,刘兴东.高速公路沥青路面坑槽病害成因与处治[J].中外公路,2012,35(3):118-120.
[2]王锐.沥青路面坑槽快速修补技术研究[D].西安院长安大学,2017.
[3]邢守友,张培梅.沥青混凝土路面坑槽快速修补工艺[J].内蒙古公路与运输,2011(02):52-54.
[4]潘尚启.沥青路面坑槽修复材料与效果评价技术研究[D].南京:东南大学,2017:14-17.
[5]余航. 沥青路面环氧灌缝材料研究[D]. 长沙:长沙理工大学,2019院21-47.
[6]刘皓.沥青路面装配式快速修补技术关键材料研究[D].长沙院长沙理工大学,2019院45-58.
[7]王秀敏.沥青桥面振荡压实仿真分析及压实工艺优化研究[D].西安院长安大学,2013院13-60.
[8]熊香友.基于沥青路面坑槽修复的振荡压实应用研究[J].筑路机械与施工机械,2016,33(07):75-78.