浅述公路沥青路面养护技术的运用
摘要:沥青路面养护新技术实际上是新材料、新设备、新理念的综合运用,新理念包括对市政道路养护工作不断的认识、实践、总结、提高。我国在沥青路面的维修养护技术方面还很落后,存在很多问题,需要认识和探讨。路面养护技术是提高公共资产的服务水平,实现资产保值和增值的重要技术手段,然而在实际应用中,对于路面养护的决策大多凭借工程师的主观经验。
关键词:公路沥青;路面养护;应用
“人类社会的繁荣和进步依赖于配置公共资源及基本服务的实体基础设施。这些基础设施的质量和效率会影响到人们的生活质量、社会制度的发展水平,以及经济和商业活动发展的可持续性。”高速公路是典型的公共基础设施,它在提高人民生活质量、促进社会经济协调发展等方面发挥着极其重要的作用。本文主要针对高速公路沥青路面预防性养护技术的应用做主要论述。
一、路面预防性养护技术
路面预防性养护目前已成为路面养护领域的一个时髦的名词,在很多学术文献以及行政管理文件中均可见到对该技术的报导。然而由于我国对于路面预防性养护技术的研究起步较晚,至今对预防性养护的理念和内涵仍未有统一的规定,导致了人们对该技术核心内涵的理解程度参差不齐。
路面预防性养护技术是一种系统的理念,在理解并应用预防性养护技术时常遇到的一个难题是:同样的一种养护措施,如薄层罩面,即可于路面预防性养护,也可用于路面矫正性养护,甚至可以用在路面的大修工程中。很多基层公路管理部门不能很好的解释这一问题。事实上,可以从预防性养护技术的基本理念出发对这一问题进行说明。
1.1、预防性养护技术是一种“未雨绸缪”式的技术
预防性养护技术是一种“未雨绸缪”式的技术,用于状况良好或仅有少量病害的路面,在路面某种病害出现或继续恶化之前即采取适当的养护技术恢复路面的使用性能。由于“未雨绸缪”式的特点,预防性养护技术对路面病害更为敏感。
路面损坏有多种表现形式,如车辙、裂缝、坑槽、抗滑能力下降、平整度不足等。将每一种路面损坏比作木桶的一块板,桶中的水代表路面的服务水平。木桶理论认为,决定木桶盛水多少的不是最长的板块,而恰恰是最短的板块。预防性养护技术正着眼于这一最短的板块,即着眼于路面的某种单一类型损坏,在这种损坏继续恶化之前就采取合适修复措施,使路面服务水平始终维持最优。在修复某种损坏的同时,路面其余的损坏也可顺带得到修复。
1.2、预防性养护技术可修复路面功能性损坏,延缓路面结构性损坏
路面损坏可分为功能性损坏和结构性损坏两大类型。功能性损坏主要包括中度或轻微裂缝、中度或轻度车辙、抗滑能力不足等。结构性损坏主要包括承载能力不足、结构性车辙、结构性裂缝等。 预防性养护措施由于本身厚度较薄,对提高原路面结构强度没有任何帮助。但预防性养护措施在修复路面功能性损坏的同时,可通过防止水的入侵、改善路面平整度状况等方式延缓原路面结构强度的衰减,延长路面结构的使用寿命,推迟路面的大修或重建工程。
随着预防性养护措施系统性的应用,路面结构的使用寿命也随之延长。值得注意的是,由于路面结构状况的不同,同一种预防性养护措施的使用性能衰减情况在不同的应用时间会有一定的差别。
1.3、预防性养护是有计划性、系统性的养护策略
预防性养护技术并不仅是单一的养护措施的运用,而是由多种预防性养护措施在路面全寿命周期内阶段性的使用构成预防性养护技术体系。它不同于矫正性养护技术,矫正性养护技术是一种“临渴掘井”式的技术,在路面出现病害后才采取措施修复病害,是一种被动的养护技术,无法做到可预见,可计划。而由于预防性养护技术“未雨绸缪”式的特点,决定了该技术可以做到这一点。
二、预防性养护决策模型
对预防性养护技术的决策,有狭义和广义两种理解方式。狭义上的理解,就是针对路面出现的某种病害问题,需要采取适当的养护技术修复病害,为了实现这一目标,通过比较各种备选方案,做出最优的选择。因此可以说,狭义上的预防性养护技术决策就是通过备选方案进而选择最佳的养护措施,即通常意义上的“拍板”。广义的预防性养护技术决策是一种决策过程,是指人们在占有一定信息和经验的基础上,经过提出问题、确定目标、搜集资料、拟定方案、分析评价、做出抉择和接受反馈等一系列的过程,采用科学的方法和手段,筛选出最满意的方案。
在实际工作中,大部分预防性养护技术决策均属于狭义上的决策,这种决策方法适用的范围比较狭小,对决策问题考虑的深度和广度都非常有限,还往往受决策者的主观经验影响很大。狭义的决策方法为预防性养护技术的推广应用带来了很多不便,难以适应当前信息化和智能化社会的发展水平。
日益衰退的路面服务水平和有限的养护维修资金迫切需要科学的预防性养护技术决策理论和方法。本节将利用决策科学的相关理论,构建科学化和规范化的预防性养护技术决策模型,为后续的研究工作指明方向。
三、高速公路沥青路面的病害种类
3.1平整度下降
高速公路在建设时,铺筑材料是酸性石料及沥青,二者的粘合性不佳,会造成路面松散; 材料成分比例不合理,或铺筑不均匀,导致泛油现象,在建设完毕并投入使用后,由于养护工作没有及时跟进,或养护不当,造成路面不平整的情况,使车辆在行驶过程中较为颠簸,降低了安全度,其基本功能也达不到最好的体现。
3.2裂缝
高速公路长年累月的处于阳光曝晒、雨水冲刷、气温变化等恶劣环境中,路面的风化作用较为明显,会出现横向裂缝、纵向裂缝、龟裂、块裂或网裂等情况,该病害与沥青路面半刚性基层材料的抗裂能力及自然环境关系密切!
3.3抗滑性低
高速公路作为公路交通的大动脉,过往车辆数量庞大,使用率极高!许多大吨位的重型车辆行驶时,路面的负荷极大,出现路面不可逆的塑性流动、变形的车辙。车轮对路面长期摩擦,造成路面抗滑性降低,车辆容桂出现打滑现象,特别是在雨天,或冬季结冰期,路面过于光滑,行车的安全性降低!
3.4路面下沉或推移
在高速公路的建设过程中,由于管理上的漏洞,资金问题或人员素质等因素,施工中出现的问题没有及时解决,工程质量控制工作没有做到位,通车后车流量大,导致路面下沉,或垂直方向沥青混合料位置变化。另外,路基底层的地下水运动活跃,或为岩溶地质,而在施工时没有注意排水工作,并未设置排水系统,导致路基长期处于水质浸泡中,也会造成路面下沉或推移。
四、养护施工
4.1、平整路面
如果路面处在尚未成型的阶段,出现松散现象,影响路面平整度,可以先清理表面松散部位,将沥青路面铺筑一遍,然后压紧实,修复松散部位!若路面已经成型,需先检查路基基底是否完好,若并无大碍,则可以将松散部位分成若干区域,用切割机切开,把表面散开的碎石等杂物清理干净,将提前准备好的沥青拌合料铺在路面上,压紧实,不仅可以修复松散的路面,还可以控制其恶化发展,达到防治结合的目的。注意,沥青拌合料时,一定要把握好各种成分的比例,铺筑路面时应缓慢、均匀,否则,极易出现泛油现象引起路面其他病害。若路面的抗滑性差,则在铺筑拌合料之后,将路面撒上石屑并压紧实,增加路面摩擦力,以提高路面抗滑性。
4.2、各种裂缝处理
(1)修复网裂
对于路面网裂与龟裂的养护方法,根据其严重程度的不同,也有不同的施工方式!面积较小、程度较轻的网裂龟裂,直接使用热油喷洒病害部位,热油的用量应稍大,保证能将网裂龟裂完全填平。若网裂或龟裂情况比较严重,则需检查路基,保证路基处于完好状态,先将病害部位划分区域为若干几何形状,先后进行铣刨、开挖,把缝隙内的杂物清理干净,在其底部及裂壁上均匀的涂抹热粘结油,使用颗粒较大的沥青混合料以各种方式将其填补完好,如热拌法、冷拌法等。填平后,应测量其高度,保证高度与远里面高度一致,最后于表面喷洒热油进行封闭处理,防止雨水冲刷渗透等,影响养护效果。
(2)填补裂缝
裂缝一般是温度骤变或干湿程度变化引起的,因此养护方法稍与网裂龟裂稍有不同!为保证灌缝的效果,先将裂缝周围及内部的杂物清理干净,可使用空压机保持裂缝内部环境干燥,填补裂缝的材料应选用玻璃纤维改性沥青、聚合物改性沥青、乳化沥青或热沥青,然后进行灌缝工作,直至将裂缝完全填满!若裂缝较宽,按照一般的灌缝流程进行,但灌缝的材料应选用沥青砂或细沙式沥青混合料,压紧实,撒油封口并撒沙扫均,清理好路面。
4.3、处理推移
根据推移的面积,将其分成几个部分,使用切割机将其进行切除,并将碎石”灰土等杂物完全清除,先铺撒粘层沥青,用混合沥青料进行填充!杂物清理后,深度较大,超过5cm,可以将下层和上层分开填充铺筑。下层填充材料使用颗粒较大的沥青混合料,压紧实,再进行上层铺筑工作。上层铺筑则使用颗粒较小的沥青料或中料沥青,压紧实并处理平整。两层铺筑可以避免厚度过高,沥青的紧实度不够的缺陷。
4.4、压实沉陷路面
在对于沉陷的问题上,先使用切割机把病害路面的沥青层与水稳层切割开,测量病害部分的面积和修复范围,根据该类数据设计施工方案。在病害周围进行划线锯缝或开挖,清理病害层,对其内部及周围的碎石、沥青颗粒及灰土等杂物进行清除,为了增加填充物的粘合度,可使用高压吹风机把病害面层下的灰土吹拂干净,铺筑混合料,压紧实,其高度应以原来路基保持一致,最后在表层喷洒粘合油,防止雨水渗透。如果路面沉陷的因素为地基处于地下水浸泡中,在割开病害层后,应先做好相应路基基底排水工作,在基底设置排水盲沟或其他排水系统,避免路基在以后再次受到损害。
结语
通过对高速公路沥青路面养护模式的应用,可以确保高速公路的综合应用效益的提升,但扔存在很多不足,在满足现实工作的需要的基础上,应继续提高公路沥青路面养护技术。
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