程小英
(四川省榮縣公路養護段, 四川 榮縣 643100)
社會經濟飛速發展,公路的建設也呈現井噴式增長趨勢,截至2017年12月我國道路總里程躍居世界第一。在現有的公路中,混凝土路占較高比例,這些路面一般在 5-7年就產生初期破損現象,應該進行必要養護。一些國家如美國、日本等國采取事前預防措施來降低道路運用維護成本,以實現節約后期維護資金的目的,有效提高了公路使用壽命和使用周期。事前預防措施作為一項十分必要的養護手段應該引起公路管理部門的高度重視,也應該成為我國公路路面養護的趨勢。現階段,預防性路面養護意識和技術還不夠完善,對該項技術的研究還處在初級階段,且公路早期的性能評價指標還沒有相應建立,是預防性措施無法依據確定的評價指標進行,養護工作缺乏可操作性和可實施性。
經濟的飛速發展使公路交通量越來越大,尤其針對一些老舊混凝土瀝青公路和街道,由于由于長期受到雨水和冰凍等惡劣天氣影響,對路面采取預防性養護技術處理就顯得十分必要。對混凝土路面瀝青加鋪層處理是指在公路現場調查后,找出瀝青混凝土路面的病害,從而有針對性的對其采取一定的加鋪層處理養護措施,使其達到完好狀態,以提高路面的完整性和穩定性,避免路基下沉拉裂造成公路路面塌陷等事故。瀝青是當前國內公路建設中非常常見的一種材料,它的優勢在于價格低廉,技術成熟,應用較廣,使用便捷,能夠十分適應路邊和周邊環境,已經成為目前新建公路和舊路改造的必備材料。由于過去瀝青的應用還沒有完全推廣,在鋪設公路是主要采用的是水泥混凝土材料,隨著公路交通量的不斷增加,使過去許多的水泥混凝土路面甚至路基都發生了不同程度的病害。因此,對現有舊混凝土路采用加鋪瀝青的方法是舊路改造養護的主要方法。
受雨水、冰凍等自然條件影響和行車、原材料質量問題等人為因素影響,一些公路路面可能會發生不同程度的破壞。隨著經濟的不斷發展,近年來混凝土路負載了數量更多的機動車輛,在這些機動車輛中超載車輛也比較多,加上雨雪天氣和干旱等惡劣氣候條件的影響,使混凝土路面產生病害。路面病害的形成原因主要有:
一般來說,混凝土路在建成后大約 5年左右時間后,就會出現局部開裂的狀況。一開始,行車碾壓的威力并不是很大,路面會出現細小的裂縫,久而久之,經反復碾壓,受路面施工時各處壓實度不一致或者施工材料質量不達標,就會導致裂縫增大,甚至沉陷變形。
混凝土施工原材料質量不過關是影響路面病害的又一原因。在一些路段內部,水蝕所造成的影響不容小視。在工程施工過程中,倘若混凝土里不慎混入酸性石料,則混凝土就會失去較強的粘附性。受到車輛碾壓影響,路面就會出現集料脫落現象,形成麻面,此外,離析、松散或龜裂等現象均降低了路面質量。
水的侵蝕作用會導致路面表層破損。在初期施工階段路面會受到一定的水蝕,會有路面表層泛油的跡象,或者下層松散離析現象。尤其在沿海或多雨地區,這種現象更為嚴重。在混凝土自身的透水性不夠強的前提下,過多的雨水侵蝕就會侵蝕并形成坑洼地帶。
首先,受制于人們對公路需求的急迫性,公路養護的速度要求比較高,每一個養護過程都需要有效銜接,以保證在較短的工期內結束養護施工。其次,受制于公路行車量較大,為最大限度確保道路通暢,許多工程采取半封閉方式進行。第三,公路養護的范圍比較大,包括公路經過的隧道、大橋、路基等等。最后,混凝土瀝青路面的加鋪成本比公路日常維護成本高,大中型施工設備使用頻率大,對新工藝、新技術的要求也比較高。
上世紀末,稀漿封層被我們國家引入以后獲得了很好的推廣,它的基本方法是運用混合稀漿原料均勻鋪設瀝青路面,需要的混合材料含有乳化劑、特定級配的骨料等等。在計算合適配比基礎上,將混合物料均勻鋪設在鋪設在指定路面上。研究證明,稀漿封層養護效果比較良好,可有效預防瀝青表面老化、裂縫、塌陷等破損,成本相對較少。
不同于傳統養護技術,再生性的養護措施具有很大優點,前者一般采用拋棄原有瀝青的手段,不僅污染環境還浪費資源,后者技術所用的瀝青是可循環再利用的,無需另行澆筑路面,而將原有路面添加一定比例再生劑,加熱后均勻攪拌,以修復原有瀝青,恢復公路功能。
此種養護措施必須提前準備特定化學聚合物,在特定位置進行快速澆筑,對于路面裂縫、老化、離析、松散等,都可以采取此種方法,以達到預防性養護的目的。
對于混凝土路面病害的根源和現狀進行分析,并根據實際情況決定是否需要進行瀝青加鋪層。通過對路面的分析及時發現問題和解決問題非常重要,因此就需要對路面破損狀況等級進行評定,評定標準見圖1。在路面分析調查的過程中都應該對混凝土路面的斷裂、變形、松散的現象進行評析,通過原有路面的平整程度的數據分析,計算車流量大小,從而為瀝青鋪設提供科學的依據。抗滑性也是十分關鍵的指標,其直接決定了該路段車輛行駛安全性能。將這些分析到的數據建立相應的數據庫,為瀝青加鋪層設計工作的有效開展提供科學依據。

表1 路面破損狀況等級評定標準
平整度應該符合國家規定的“一級”公路瀝青路面技術指標,即橫向力系數SFC60≥54,構造深度TD≥0.55mm。動穩定度主要依據(JTGF40)技術規范,并結合工程經驗和實際情況確定取值,平整度指數IRI<2.0m/kmσ<1.0mm。在加鋪瀝青面層之前應該提前做好破碎板調換工作,抗滑性能保持在年平均降雨量≥1000mm。施工前應對舊混凝土面層表層碎屑、油漬、或車轍進行清除,重新封縫后在混凝土路面進行熱熔瀝青粘層油(0.4-0.6kg/m2)的澆筑,緊接攤鋪土工格柵后才可以加鋪瀝青。做好壞爛板塊挖除處理工作,事先應對對周圍好的板塊進行縫深7~8cm的鋸縫處理,調平層取均值厚為1cm,上層瀝青應選用改性瀝青,下層瀝青應選用中粒式瀝青混凝土。
要結合公路加鋪層工作的特點,加強對公路技術設計人員的考察與培訓,要求技術人員對公路養護施工所需的基本地理知識、軟地基填埋(換填)技術、混凝土配合比和瀝青配合比等技術要熟練掌握。在工作之余,項目負責人員要多與設計人員溝通、加強與設計人員的情感交流,成立設計人員考核領導小組,對設計人員的技術水平、安全防范意識和質量管理意識進行全方位考察,使技術隊伍管理逐步向標準化、規范化推進。
合理確定工作進度,嚴格控制工程變更,遇到設計變更等突發情況時,及時做好設計人員與養護施工人員的溝通與協調工作,避免二次返工。設計前,充分調研公路施工環境的水文、地質等環境,提高養護的有效性和針對性。
在安全標準限制下,對路面平整度、結構強度、裂縫程度等因素的定量標準難度比較高,會影響設計效果。因此,要完善路面設計早期性能評價內容,參考發達國家相關經驗,對裂縫、車轍、平整度和抗滑性等性能指標進行定量分級,以科學制訂養護方案,有效預防公路路面破損問題,從而從根本上確保公路的平穩運營性和安全性。在這方面,借鑒其他國家的瀝青加鋪層設計方法,以美國為例,部分州對砼路面破裂尺寸的經驗值如表2。

表2 美國部分州對混凝土路面破裂尺寸的經驗值
改造水泥混凝土路面專業性較強,對設計人員提出了很高的要求。在原有水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土面層,不僅能夠充分利用原有路面,降低成本,而且施工技術成熟,施工便利,安全性較好,值得推廣借鑒。
[1]沙慶林,王旭東,水泥混凝土路面加鋪瀝青混凝土面層的技術研究,公路,2002。
[2]劉曉春,舊水泥路面的瀝青加鋪層設計分析,交通科技,2005。
[3]王新安.簡析瀝青混凝土路面施工管理與技術要點[J].黑龍江科技,2010,(01).