景春生
(山西省靈丘公路管理段,山西靈丘034400)
高等級公路的發展已經走過了30年,道路科學技術也在逐漸走向成熟。從高等級公路發展的趨勢來看,路面的養護與維修是發展的必然趨勢。公路瀝青路面承受著極其沉重的交通壓力,因此,瀝青路面的養護預防養護期和低成本的迫切需要[1]。規范的科學決策需要一定的技術支持。因此養護和維修技術方案的確定是路面技術的關鍵。
高等級路面病害在路面使用過程中逐漸發生的疲勞破壞,瀝青路面表現出來不同狀態,導致瀝青混合料喪失使用功能。路面常見的病害一般為車轍、坑槽、龜裂、泛水、唧漿、泛白等現象。從駕駛安全的角度分析病害的危害性。大小依次排列為:坑槽、車轍、龜裂、唧漿、泛水、泛白。從病害潛在的危害性大小依次排列:坑槽、龜裂、車轍、唧漿、泛水、泛白。從成本控制方面來排列大小依次排列:車轍、唧漿、泛水、龜裂、坑槽、泛白。因此路面病害處理分為預防性養護和路面維修。從路面維修的規模來分為大修、中修罩面、修補、預防性養護四個大的方面。我們從維修的范圍進行分析路面的養護與維修施工技術。
1)大修改建工程是在原有的道路基礎上進行路況調查,并進行改擴建設計。它的特點是投入大、安全組織難度大、保通要求高,施工質量穩定。特別位于繁忙和重要路段的道路通常重建和擴建。它的決策行為一般是政府組織運行,比較規范,但是交通安全存在一定的隱患。在技術方面改擴建工程設計的過程中對于原有的部分路面材料進行利用作為底基層使用,如冷再生底基層結構層的應用。在改擴建的工程中對于老新路面結構層的搭接、挖臺階處理都是工程的關鍵。改擴建工程中會出現一些新的工藝,通過營運運行檢測技術的可行性。如路面出現超薄層養護、聚酯玻纖布、毫米級超薄彩色抗滑表層材料等新技術的應用[2],對于技術的發展起到促進作用。
2)路面的改造罩面維修。有的工程是對路面工程進行單獨維修,該工程維修速度快,成本回收快,適應于邊維修邊通車的工程。對路面的基層進行挖補,對瀝青路面進行洗刨維修,它對工程的組織運行要求比較高,對施工質量要求比較高。因此混合料的質量控制是關鍵要素。它對各結構層的粘結要求比較高,層間結合是施工的重點。路面改造在實際施工過程中會存在一些不可控制的因素。因此改造罩面工程要求施工隊伍的素質比較高、管控能力強。
瀝青路面的預養護技術有以下幾種方式:霧封層養護技術、APR瀝青路面全滲透還原再生技術。
乳化瀝青類霧封層是利用乳化瀝青的密閉性封閉路面表面的空隙,降低路面的水損害,延長路面的質量。在乳化瀝青中添加一些砂增加路面的摩擦力。但是其抗滑系數在后期的通車過程中發生衰減。通過試驗段比較,不摻加石英砂的路面經過一個月左右,表面的乳化瀝青薄膜明顯的色澤,路面逐漸恢復原來的狀況,但是添加石英砂需要專用的設備,施工存在一定的難度。對于滲水系數小于100 mL/min的路面使用比較有效,霧封層通常更加有效,并且通常作為臨時維護方案。
煤焦油基材料類滲透力比較強、粘結力強,它的適用范圍比乳化瀝青霧封層的效果好,但是對環保存在一定的污染。霧封技術對于滲水系數大于300 mL/min,滲透厚度超過1 cm效果不好。一些煤焦油基材料類的產品經過精煉減少環境的污染。該霧封層的使用量是延長質量的關鍵,使用量過大會增加路面的交通危險。使用量較少對路面的封水效果不佳。通過實驗比較:煤焦油基材料類使用六個月以后的摩擦系數從68 BMP降低到62 BMP,沒有明顯降低。在整個施工的過程中石英砂的分布是施工的關鍵。因此增加石英砂攪拌的均勻性、噴射的均勻性都是工序控制的要點,在施工過程中加強技術檢查,利用技術指標進行控制施工質量。選擇合理的石英砂的數量、乳液的濃度、選擇好的產品對煤焦油基材料霧封層施工的重要保證。
APR瀝青路面全滲透還原再生技術是用特殊的再生劑噴灑瀝青路面,恢復瀝青各組分的原始平衡;在路面上的瀝青在再生劑的作用下軟化膨脹,達到路面防水和抗紫外線的密封作用。滲透力一般達到3 cm左右。對于滲水系數100 mL/min~300 mL/min的路面效果明顯。其施工技術采用細砂填充混合料表面的空隙,同時利用再生劑的封堵作用,可以明顯的降低路面的滲水系數,不會明顯的降低路面的摩擦系數。
路面的裂縫一般是通過縱向裂縫和橫向裂縫表現出來。在半填半挖路基的分界處,新舊路結合部或路基加寬處,由于路基壓實不夠,發生不均勻沉降,就會在這些位置產生縱向裂縫[3];裂縫寬度和深度都比較淺的時候采用熱的瀝青進行灌縫養護,防止水進入路面基層,造成局部破壞。
橫向裂縫的處理采用熱瀝青灌注,需要注意橫向裂縫隨著路面溫度的升高,在車輛的行駛下會自動愈合,對于路面出現細小的裂縫可以不采取處理措施。
以上預防性養護技術主要是在路面使用一段時間以后,出現早期病害泛水、唧漿、松散時采用。預防性養護大大延長了路面的使用壽命。這種養護方式目前在國內使用比較廣泛。有數據顯示,使用基于路面的預防性維護可延長5年~7年的壽命。同時隨著現在材料的發展,新的工藝也不斷的發展,為預防性養護提供了良好的基礎。
路面的修補一般采用熱瀝青混合料的填補,經過壓實后形成新的混合料實體,保證路面的使用,這也是常用的方法簡單實用。
對于大型瀝青路面的施工的改造,瀝青路面混合料的施工質量按照規范的要求進行控制,所設計的混合料應該特別關注瀝青混合料的穩定性以及空隙率指標。對于預防性養護的材料的撒布量進行嚴格控制,要考慮路面的滲水系數、道路的破損狀況、材料的分布均勻性、摩擦系數等因素綜合確定。對于中修瀝青罩面工程要考慮交通的影響,增大瀝青路面的壓實度和層間結合力,在施工過程中,壓實度應控制在標準密度的98%左右。瀝青混合料的粉膠比宜在下限位置,提高混合料的有效薄膜厚度,延長瀝青混合料的使用壽命。對于坑槽處混合料,油石比宜控制在高限,碾壓溫度偏高限,同時采用改性瀝青提高瀝青混合料的使用性能。
通過從病害形式的角度出發,分析其危害性進行排列。按照維修的規模對改擴建工程、維修罩面工程、預防養護、路面坑槽、質量控制幾個角度去分析。預防性養護是目前工程管理的重點和發展趨勢,改擴建工程由政府統一組織運行,坑槽修補是一些常規的維修工作。根據不同的特點確定不同的方案。對于維修養護的質量控制不同于常規新建路面的施工質量控制。提高高等級公路的維修與養護工作是以后工作的重點。