瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)探析

曹莉華，周 凱

(1.雞西市公路管理站;2.黑龍江省公路勘察設(shè)計(jì)院)

瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)探析

曹莉華1，周 凱2

(1.雞西市公路管理站;2.黑龍江省公路勘察設(shè)計(jì)院)

摘 要:隨著近年來(lái)的大中修工程的實(shí)施，干線公路路況質(zhì)量有了很大的提升，特別是瀝青路面技術(shù)指標(biāo)及路況已經(jīng)有了大幅度的提高，但隨著時(shí)間的推移，路面病害會(huì)逐步顯現(xiàn)出來(lái)，如何使養(yǎng)護(hù)效益最大化是干線公路日趨緊迫的問(wèn)題，而預(yù)防性養(yǎng)護(hù)觀念的引入將對(duì)干線公路的養(yǎng)護(hù)工作產(chǎn)生積極而深遠(yuǎn)的影響。

關(guān)鍵詞:干線公路;路面;預(yù)防性養(yǎng)護(hù);技術(shù)

1 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)基本概念

預(yù)防性養(yǎng)護(hù)于20世紀(jì)80年代作為一個(gè)概念被提出，是一種周期性的強(qiáng)制保養(yǎng)措施，是在路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度足夠、只是出現(xiàn)輕微損壞，僅表面功能降低的情況下，通過(guò)對(duì)道路早期病害的調(diào)查、對(duì)病害成因的分析、對(duì)病害發(fā)展的判定，提前發(fā)現(xiàn)隱形病害的存在，為恢復(fù)路面表面服務(wù)功能而采取的一種養(yǎng)護(hù)措施。以達(dá)到延緩路面破壞、保持或提高路面使用性能、延長(zhǎng)路面使用壽命、節(jié)省養(yǎng)護(hù)費(fèi)用的目的。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)肯定需要投入一定的費(fèi)用，但它是一種費(fèi)用效益比最優(yōu)的養(yǎng)護(hù)措施。

預(yù)防性養(yǎng)護(hù)分為兩層涵義，第一層是狹義的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，第二層是廣義的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。

從第一層上講，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)就是在路面發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞以前，為了保持道路路面的正常運(yùn)營(yíng)狀態(tài)，延長(zhǎng)未來(lái)的路面壽命，獲取道路使用的最大效益，在不做結(jié)構(gòu)性改變的前提下，在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間，采取合適的技術(shù)措施恢復(fù)路面系統(tǒng)的功能狀況，改善路面服務(wù)水平。從第二層上講，除了只是改善路面系統(tǒng)的功能狀況之外，還要采取對(duì)路基、橋涵、附屬設(shè)施等等的處理和維護(hù)，用以改善道路系統(tǒng)的總體功能狀況，提升道路服務(wù)水平。狹義預(yù)防性養(yǎng)護(hù)只是針對(duì)路面，廣義預(yù)防性養(yǎng)護(hù)除此之外，還包括與路面質(zhì)量和壽命有關(guān)的其他部分如路基、橋涵等，并強(qiáng)調(diào)防治結(jié)合。

狹義的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)與國(guó)外的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)概念一致，突出的是路面本身的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，并且突出了時(shí)機(jī)上以預(yù)防為主及不改變結(jié)構(gòu)的兩方面意思。廣義的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)則是在狹義預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的基礎(chǔ)上進(jìn)一步延伸，一方面將預(yù)防性養(yǎng)護(hù)概念延伸到路基、橋涵及附屬等，另一方面，根據(jù)實(shí)際情況，完全按照國(guó)外預(yù)防性養(yǎng)護(hù)理念在路況尚好的情況下進(jìn)行大的養(yǎng)護(hù)投入也不現(xiàn)實(shí)，因此以預(yù)防為主并重防治結(jié)合，即路面即便稍超出狹義預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的范疇與時(shí)機(jī)，但仍可以通過(guò)小的處治達(dá)到避免大病害時(shí)，也符合廣義預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的“治小病防大病”的基本原則。

按照規(guī)范中的養(yǎng)護(hù)工程類別劃分，狹義的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，屬于小修保養(yǎng)及部分中修工程的范疇;廣義的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)則包含了預(yù)防性養(yǎng)護(hù)和矯正性養(yǎng)護(hù)兩個(gè)層面的內(nèi)容，是除大修工程以外的包括維修保養(yǎng)、中修工程及橋隧加固等范疇。從預(yù)防性的角度來(lái)看，小修工程是對(duì)小病害的及時(shí)性修復(fù)，用以防止大病害的發(fā)生，廣義的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)則是全方位立體的概念，屬于系統(tǒng)工程。

2 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)同傳統(tǒng)養(yǎng)護(hù)觀念的區(qū)別

傳統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)觀念是:養(yǎng)護(hù)工作一般在公路病害已經(jīng)形成的情況下，再采取相應(yīng)的技術(shù)手段進(jìn)行處治以達(dá)到恢復(fù)正常使用。這種條件下的養(yǎng)護(hù)帶來(lái)的兩個(gè)方面的弊端，一是公路出現(xiàn)病害后，對(duì)其服務(wù)社會(huì)的功能受到影響，導(dǎo)致了使用者成本的增加;二是錯(cuò)失了公路設(shè)施在病害剛出現(xiàn)時(shí)的最佳處治時(shí)機(jī)。而預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是一種新的公路養(yǎng)護(hù)理念，其改變了傳統(tǒng)的養(yǎng)護(hù)觀念和習(xí)慣，在公路病害發(fā)生初期，即對(duì)其進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，不讓破壞向更深層次發(fā)展，從而達(dá)到延長(zhǎng)公路有效使用期、保持公路路況良好、提升公路使用質(zhì)量、降低公路養(yǎng)護(hù)成本、延長(zhǎng)中修或大修周期的目的。

3 瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的規(guī)律和特點(diǎn)

(1)養(yǎng)護(hù)的時(shí)機(jī)要合理。根據(jù)多年的從業(yè)經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為瀝青路面在其壽命周期內(nèi)可分為三階段:第一個(gè)階段，瀝青路面從建成到投入使用開(kāi)始，漸漸被損耗和氧化;第二個(gè)階段，使用開(kāi)始后，路面會(huì)出現(xiàn)微小裂縫、脫皮和小坑槽等現(xiàn)象;第三個(gè)階段，一段時(shí)間后，路面會(huì)出現(xiàn)較大面積縱向或橫向裂縫，并貫通形成網(wǎng)裂、龜裂，最終導(dǎo)致整個(gè)結(jié)構(gòu)層出現(xiàn)問(wèn)題。一種較高標(biāo)準(zhǔn)的養(yǎng)護(hù)方式是路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，其目的就是在路面尚處于較好狀態(tài)時(shí)，把損害消滅在剛開(kāi)始的第一階段。

(2)養(yǎng)護(hù)要有周期性。路面的使用性能會(huì)隨時(shí)間的變化而逐漸下降，針對(duì)這種實(shí)際情況，必須對(duì)路面進(jìn)行周期性養(yǎng)護(hù)。即定期調(diào)查路面情況，進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，然后做出分析和評(píng)價(jià)，當(dāng)降到預(yù)先設(shè)定的性能標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，那就需要及時(shí)進(jìn)行處治和恢復(fù)。一般的高等級(jí)公路每年都需要開(kāi)展路面情況的檢測(cè)，根據(jù)分析、評(píng)價(jià)，找到實(shí)施具體的養(yǎng)護(hù)措施的方法。因此，此種養(yǎng)護(hù)類型與另外兩種類型相比，周期較短。該養(yǎng)護(hù)在延緩路面使用性能惡化速率、延長(zhǎng)其使用壽命和節(jié)約壽命周期費(fèi)用方面具有重要意義。根據(jù)專業(yè)機(jī)構(gòu)研究，在整個(gè)路面壽命周期內(nèi)進(jìn)行3～4次的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，可以延長(zhǎng)使用壽命10～15年，節(jié)約養(yǎng)護(hù)費(fèi)用40% ～50%。

(3)要突出預(yù)防性。通過(guò)對(duì)路況的連續(xù)性檢測(cè)、評(píng)價(jià)和分析后，制定出合理方案對(duì)路面進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，以預(yù)防損害的發(fā)生。通過(guò)評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)、分析，并且考慮到交通量會(huì)逐漸增長(zhǎng)，針對(duì)有可能出現(xiàn)病害的路面采取有效合理的解決措施，以防止微小病害的發(fā)生甚至惡化。

(4)機(jī)械化程度要高。檢測(cè)手段的先進(jìn)與否直接影響路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)效果的優(yōu)劣。先進(jìn)的技術(shù)不僅效率高，可以給出高精度且科學(xué)合理的數(shù)據(jù)，而且可以提高處理數(shù)據(jù)、信息的能力。機(jī)械化的施工方法加上先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)，可以高效、優(yōu)質(zhì)的完成路面養(yǎng)護(hù)。許多發(fā)達(dá)國(guó)家已開(kāi)始采用先進(jìn)的技術(shù)，諸如應(yīng)用集成檢測(cè)，完成路況的各項(xiàng)檢測(cè)只需1臺(tái)專用車便可高效、快捷的完成。

(5)施工人員素質(zhì)要高。要適應(yīng)先進(jìn)的技術(shù)，就必須培養(yǎng)高素質(zhì)的施工人員，對(duì)路面養(yǎng)護(hù)人員進(jìn)行必要的、專業(yè)的培訓(xùn)，提高他們的技能，以達(dá)到路面養(yǎng)護(hù)的規(guī)范化、科學(xué)化。

4 公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工藝技術(shù)

(1)開(kāi)槽、灌縫工藝。一般來(lái)說(shuō)，像瀝青混凝土這種路面經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)縱向或橫向的裂縫，使結(jié)構(gòu)里面侵入大量的水，致使路面表層出現(xiàn)泥(漿)，久而久之，就產(chǎn)生了坑槽。而要想解決此類問(wèn)題，可以使用此工藝。具體的操作流程如下:第一步，用開(kāi)槽的專門工具沿裂縫開(kāi)小槽，開(kāi)的小槽必須具有適宜的寬度以及適宜的深度;第二步，利用灌縫機(jī)這種專門工具灌入小槽特定的熱熔型聚合物。優(yōu)勢(shì)是開(kāi)槽工具是專門的，具有靈活性，而且用來(lái)灌縫的材料有很強(qiáng)的封閉性能，便于施工。

(2)同步碎石封層施工工藝?，F(xiàn)在，就公路養(yǎng)護(hù)來(lái)說(shuō)，較為成熟且在國(guó)外普遍采用的工藝為同步碎石封層。此工藝是在路面上撒鋪適宜的改性瀝青或乳化瀝青及碎石骨料，這些材料經(jīng)過(guò)碾壓后，逐漸形成單層的瀝青碎石磨耗層。這種工藝的最大優(yōu)點(diǎn)是實(shí)行同步鋪灑，結(jié)料和石料能夠迅速結(jié)合，從而使路面變得較為堅(jiān)固，對(duì)于預(yù)防道路產(chǎn)生病害和對(duì)道路損害進(jìn)行矯正等方面起到明顯的作用。在國(guó)外，95%以上的瀝青路面均實(shí)行此種方式，有很好的效果。

(3)霧封層施工工藝?，F(xiàn)在，離析以及孔隙率過(guò)大等是在施工中，尤其是在比較大的規(guī)模中，無(wú)法輕易避免的現(xiàn)象。因道路在施工前期就存在隱患，所以非常有必要對(duì)路面滲水的情況進(jìn)行預(yù)防，能夠解決此種問(wèn)題且資金投入較少的技術(shù)，可以選擇霧封層施工工藝。此工藝是在瀝青路面上，噴灑專門用于路面防護(hù)的再生劑，噴灑過(guò)程中務(wù)必要保持原料的均勻。當(dāng)均勻噴灑后，在路表會(huì)形成一層防水層，具有封閉性能，有利于更新已被氧化的瀝青，從而節(jié)約養(yǎng)護(hù)成本，延長(zhǎng)路面的使用期限。

(4)微表處施工工藝。微表處施工工藝是在舊有的路面上鋪撒一層薄層結(jié)構(gòu)，厚度約為1 cm。具體操作如下:將聚合物改性乳化瀝青、水、添加劑等材料按一定的比例進(jìn)行調(diào)配，然后用專用設(shè)備進(jìn)行攪拌調(diào)和，把攪拌而成的稀漿混合料在路面上進(jìn)行迅速攤鋪。該工藝具備的優(yōu)勢(shì):抗滑耐磨且牢固，在恢復(fù)道路表面功能方面頗有成效。此施工工藝已經(jīng)成為路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)中不可或缺的方式之一。

(5)微表處修復(fù)車轍施工工藝。轍槽斷面上，混合料中骨料粒徑需要保持一種正態(tài)分布的狀態(tài)，因?yàn)閿嗝嫫毡槌尸F(xiàn)的是下凹形曲線的形狀?？紤]到填補(bǔ)厚度是個(gè)變量，故該技術(shù)的完成是比較理想化的，可以利用“V”字形的攤鋪槽，這種槽是用稀漿封層機(jī)來(lái)專門配置的。在箱內(nèi)，骨料經(jīng)攪拌攤鋪后會(huì)保持近乎正態(tài)分布，并且在轍槽的上方會(huì)產(chǎn)生一定的拱度，這是為行車荷載把混合料進(jìn)行壓密所作的部分預(yù)留。

依據(jù)路面養(yǎng)護(hù)的經(jīng)驗(yàn)，可以對(duì)車轍深度為12 mm以內(nèi)的進(jìn)行一次性修復(fù);該工藝主要是針對(duì)深度在25 mm以內(nèi)的進(jìn)行處理。對(duì)于較深的車轍需要進(jìn)行分層攤鋪，攤鋪時(shí)，層與層之間的間隔一般在1 d以上，進(jìn)行上層攤鋪時(shí)，需要確保下層完全干燥并且已經(jīng)基本壓實(shí)，一般把松鋪系數(shù)控制在1.2～1.4之間為宜，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的充分輾壓后，高于路面的厚度就會(huì)和原路面基本持平，夏季大約7 d，秋、冬季約半月，就可以達(dá)到效果。微表處工藝在車轍修復(fù)上，既節(jié)約養(yǎng)護(hù)成本，又減少作業(yè)時(shí)間，提高施工效率。

5 結(jié)束語(yǔ)

我國(guó)高等級(jí)公路正由建設(shè)期逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)轲B(yǎng)護(hù)期，預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作顯得格外重要。它是科學(xué)養(yǎng)路的具體體現(xiàn)，在路面使用的不同時(shí)期，科學(xué)、合理的選擇預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施，能夠降低養(yǎng)護(hù)成本，節(jié)約資金，有效延長(zhǎng)路面作用壽命。

中圖分類號(hào):U418.9

C

1008-3383(2011)06-0070-01

收稿日期:2011-06-08