高速公路沥青路面预防性养护研究

发表时间:2020/5/21   来源:《科学与技术》2020年1月2期   作者:赵新坡
[导读] 随着我国交通建设事业的快速发展,
        摘要:随着我国交通建设事业的快速发展,全国高速公路的通车里程不断增加。为了保证车辆在高速公路上安全快速通行,高速公路的养护维修保养工作尤为重要。在高速公路养护工作中,路面的预防性养护施工以其前期投入少、效益高发挥着越来越重要的作用。本文从预防性养护技术的发展现状、主要施工方法和适用范围行系统研究和阐述。
        关键词:高速公路;沥青路面;预防性养护;适用范围
        截至2019年,我国高速公的通车里程已达14.3万公里。高速公路建成通车后即进入维修养护期,全国高速公路养护工作任务十分繁重。传统的养护观念是在路面出现明确病害或已经丧失服务功能的情况下,采取相应的功能性或结构性恢复措施。但这种养护模式存在两个问题,一是路面出现病害后,其服务功能已受到影响,导致社会成本增加;二是错失了在病害初期通过适当处治措施防止或延缓病害发展的时机。而预防性养护就是将养护工作提前,从而达到“早投入”实现“少投入”的目的。
一、高速公路路面预防性养护研究与发展现状
        预防性养护是一种新的路面养护理念。根据美国各州公路和运输官员协会(ASSTO)将预防性养护定义为:在不增加路面结构承载力的前提下,对结构完好的路面附属设施有计划地采取某种具有费用效益的措施,以达到保养路面系统、延缓损坏、保持或改进路面功能状况的目的。目前我国对路面的预防性养护还没有统一的标准和定义,交通部公路科研院的徐剑博士将预防性养护定义为:“在没有发生损坏或有轻微病害与病害迹象的路面上,采取的基本不扰动路面结构、不改变路面结构强度的路面养护作业”;四川省地标《公路沥青路面预防性养护技术规范》(DB51/T2426-2017)将沥青路面预防性养护定义为:“在沥青路面结构强度充足,路面状况尚满足功能要求的情况下对路面进行有计划的主动性养护”。目前我国公路管理部门对路面的预防性养护越来越重视,各省市交通主管部门出台了大量关于推行预防性养护的相关制度和政策,并在近几年开展了大量的预防性养护维修工作。
二、预防性养护技术与其适用范围
        目前国内使用较多的预防性养护施工方法有:裂缝修补、稀浆封层、碎石封层、雾封层、微表处、薄层加铺、就地热再生等。这些养护施工方法具有不同的适用范围和场合,在施工管理过程中需要根据路面损坏情况选择不同的预防性养护施工方法,以达到最好的维修效果。  
        1、裂缝修补
        按照工艺和适用条件的不同,裂缝修补技术分为灌缝、填缝和贴缝。
        灌缝是比较常用的一种裂缝修补方式,通常是采用开槽机沿裂缝走向开出一条方槽,然后通过灌缝机将加热后的专用材料(灌缝胶)灌入方槽的施工方法。其施工步骤包括开槽、清缝、灌缝等步骤,主要适用于运动型裂缝。
        填缝是将裂缝做简单清理后,直接往裂缝中填封裂缝修补材料的施工方法。填缝主要针对非运动型裂缝或不适于开槽的路段,在国内属于传统的裂缝修补方式。
        贴缝是一种近年兴起的裂缝修补新技术。它既不开槽,也不对裂缝进行清理,只需要将裂缝表面做简单清扫即可施工。贴缝施工速度快,施工简便且不依赖机械设备(气温较低时用小型加热工具对贴缝带进行加热)即可施工,通常适用于交通量大,不宜长时间占用道路的地点使用。
        2、稀浆封层
        稀浆封层技术是将级配良好的集料(优质细集料和矿物填料)和乳化沥青组成的混合料均匀的撒布在整个路面上。这项技术最大的优点是可以有效的封闭路面表层裂缝,提高面层的防水性,并且可以提高表面层的抗滑能力。根据混合料最大工程粒径的不同,稀浆封层混合料分为Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅲ型,摊铺厚度为5~10mm。
        稀浆封层适用的路面病害类型有:⑴路面横向裂缝,纵向裂缝,非结构性的块状裂缝;⑵路面轻微破损(要求摊铺前清理脱落下来的材料);⑶沥青路面表面的沥青老化、贫油情况下;⑷路表摩擦系数降低的情况;⑸路表渗水。


        3、碎石封层
        碎石封层,是指在路面上直接洒布沥青,紧跟着撒布一层集料,然后用轮胎压路机进行碾压。碎石封层主要用来防水、修补细小的裂缝(主要为与荷载无关的裂缝)、改善抗滑性能。按采用的照沥青形式,可分为乳化沥青、稀释沥青、改性沥青等类型。按照应用工程,可分为沥青路面封层、桥面防水封层、与稀浆封层/微表处理结合施工形成的开普封层、沥青路面防反射裂缝应力吸收层SAMI等。按照施工顺序来,可以分为异步与同步碎石封层。碎石封层按照铺装层数与材料,可分为单层、双层、嵌挤式、开普与纤维封层等类型。
        碎石封层适用的病害类型有:⑴路面横向、纵向裂缝;⑵轻微破损、沥青老化;⑶摩擦力降低。
        4、雾封层
        雾封层是将乳化沥青、改性乳化沥青或沥青路面养护剂等流体状的材料,经喷洒机械喷洒在沥青路面上,进而达到封闭路面孔隙,稳定松散集料,修复路面老化的预防性养护目的。主要用来密封面层,防止或减少水份的渗入,阻止路况继续恶化,改善老化变硬的沥青性能。
        雾封层适合路面表面贫油、细颗粒脱落等病害情况,也适用于路面出现轻微的纵向、横向或块状裂缝,防止雨水与紫外线对沥青路面的损坏。
        5、微表处
        微表处是一种特殊的稀浆封层技术,较传统的稀浆封层技术,微表处混合料的粘结材料选用改性乳化沥青。整个混合料由聚合物改性乳化沥青、级配石料、矿物填料、水和添加剂组成。
        微表处技术能够解决沥青路面老化、贫油、非结构性破损、裂缝、路表渗水、摩擦力下降等病害。另外,微表处除了进行罩面具有以上优点以外,还可以单独进行填补车辙,对车辙较深的路段还可以采取两次填补的办法。微表处的施工可以适合于所有的气候条件。但在温暖的气候条件下会有更好的使用效果。如果施工温度较低,强度会上升的较慢。
        6、薄层加铺
        薄层加铺就是采用细粒式、间断级配或开级配沥青混合料,用普通摊铺机与压路机施工、厚度小于30mm并具有良好抗滑功能的沥青罩面层。
        薄层加铺技术施工效率较高、施工速度快、在短时间内即可开放交通。这种方法适用的路面病害类型有:⑴横向、纵向和块状裂缝(裂缝深度较浅);⑵路面较严重的破损(摊铺前必须清理脱落下来的材料);⑶路面摩擦力降低;⑷路面贫油、泛油;⑸路面渗水。
        7、就地热再生
        就地热再生也称为现场热再生,主要施工方法是重新混合是将原路面材料加热疏松后与一定量新的沥青混合料(可根据需要加或不加再生剂)在车载拌和器中拌和成新的沥青混合料并摊铺成单一、均质路面层的过程。此过程改变了混合料的级配、调整了胶结料的品质,因此使原路面的性能得到了改善。
        就地热再行可处治大部分的路面病害,包括车辙、波浪拥包、松散、泛油、表面抗滑性能不足、轻微温度裂缝及轻微疲劳裂缝等,但是路面结构性必须完好。
三、结束语
        综上所述,路面预防性养护技术是一系列施工工艺相对简单,投资较少的路面养护方法的统称。预防性养护能利用较小的资金投入和工期时间改变高速公路的使用功能,延缓高速公路大修的时间。目前国内主要采用的预防性养护施工技术有各自不同的特点,在养护方案选择中需要按路面的损坏情况、交通量、地点、气温等综合条件来选择,以保证良好的施工效果和经济效益。
参考文献
[1]欧阳文捷.预防性公路养护技术在高速公路中的应用[J].工程建设与设计,2020(03):129-130+143.
[2]徐剑、黄颂昌.沥青路面预防性养护理念与技术[M].北京:人民交通出版社,2011
[3]张智伟.高速公路养护工作中的预防性公路养护技术[J].建材与装饰,2019(30):281-282.
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