李志鵬、李曉輝
(1.江西昌泰高速公路有限責任公司,江西吉安343000;2.江西昌泰高速公路有限責任公司吉安南養護所,江西吉安343000)
在瀝青路面預防性養護方案設計的階段中,方案設計水平的高低直接影響到路面養護工程的質量。因此為了能夠滿足新時期瀝青路面預防性養護的需求,對養護方案設計要點進行分析,總結出更為科學有效的技術方案意義重大。
某高速公路項目的總長度為76km,設計時速100km/h,設計方案確定路基寬度為26m,為四車道的形式,已經完成通車運行。該瀝青路面的總施工長度為53km,占比達到70%。經過多年的運營,瀝青路面出現了較為嚴重的病害問題,主要是裂縫、坑槽、松散等問題,導致路面的運行受到嚴重的影響,也會威脅路面運行的安全性與舒適性,造成維修工作量比較大,需要投入較多的養護費用才能保證性能合格。
原路面的設計使用年限為15年,在該年限區間內,其中一個車道上的累計當量軸次為2.9×107 次,設計彎沉值0.190mm。
統計近兩年來的交通量數據信息,發現車輛類型的變化并不明顯,但是重載車輛的數量卻有明顯的增多,同時車輛速度也在不斷升高,對于道路的承載性能要求升高,所以導致道路的損壞情況比較嚴重。從交通量的數據分析發現,交通量的持續增加、重載車輛增多的情況下,對于道路運行的要求也在不斷提高,尤其是承載力、行駛性能等方面,如果無法滿足這些要求,就會導致結構損壞比較嚴重,造成交通事故。
從道路現場運行實際情況展開分析,發現瀝青路面的病害問題主要集中在某個標段部位上,其中抗滑性較低的路段比較多,還有坑槽、裂縫等嚴重的問題,各個區域內分布著不同的病害問題,給整個路面的交通運行產生不利影響。從這一方面分析,項目施工單位對于該道路項目的典型病害部位進行鉆芯取樣處理,了解病害的類型和影響的深度,得出如下結論:一是抗滑性能不足的路段上,現場分析之后發現,該路段的瀝青路面顏色要比其他路段深,石料表面磨光的情況比較嚴重;從芯樣的情況調查分析,其芯樣石料要比其他路段的深。根據這一結果可以了解到,導致路面抗滑性不足的情況,是因為路面表層的材料中,石料和瀝青路面的黏附性較低,石料磨光性較差的原因所導致的。二是坑槽發生比較嚴重的路段,現場調查分析發現其主要出現在車道左輪跡帶的部位上,由于左輪行駛的位置正好是施工過程中兩臺攤鋪機的接縫部位,所以容易發生嚴重的離析問題。三是裂縫比較嚴重的路段,測量后確定其裂縫最大長度在50m以上,芯樣下面層無法完全取出,在中上層出現裂縫斷開的情況。這一病害問題在填挖交界的位置上容易發生,主要形成原因是不均勻沉降。從芯樣情況調查分析,發現裂縫形式是上寬下窄,所以就可以確定為基層反射裂縫所導致的[1]。
3.2.1 路面抗滑性能不足的原因。有些瀝青路面抗滑性不足的主要原因就是坡陡、坡長,有大量的重載車輛進入到路段內行駛,由于緩慢爬坡、長時間制動導致表面受到外力作用而出現損壞嚴重的情況;混凝土級配、集料形狀與尺寸、攤鋪質量不足等都會導致離析問題的發生,表面構造比較深,從而使得抗滑系數比較低。還有就是瀝青路面的石料與瀝青材料的黏附性比較差,在雨季車輛行駛的情況之下,出現剝落的問題,導致表面磨光的情況發生。
3.2.2 瀝青路面坑槽的原因??硬鄄『栴}的發生,也是極為常見的,有些路段施工中,兩臺攤鋪機的接縫部位處于左輪跡的部位上,導致該位置的結構性能比較差,且裂縫集中路段施工上面層的攤鋪作業速度較快,極易出現壓實度不合格、空隙率過大等情況,還會發生離析的問題,車輛持續在荷載作用下,導致結構發生疲勞損壞的問題,所以容易在左輪跡的位置上發生坑槽的問題。此外,有些路段的坑槽是因為車輛行駛環節,油類灑落瀝青路面,并且逐步被壓入瀝青混凝土結構內部,造成黏結力降低而出現坑槽的問題。
3.2.3 瀝青路面裂縫產生的原因。橫向裂縫病害問題主要是出現在結構頂部以及路基填方路段內,結構物的端部出現橫向裂縫的原因就是臺背填料選擇不當、壓實度不足等,在正式投入使用之后,路基和橋、涵結構存在不均勻沉降差所造成的;填方路段出現橫向裂縫主要是在主車道的部位上,是半剛性基層發生的裂縫反射以及面層結構收縮所形成的。瀝青路面發生的縱向裂縫是在半填半挖的交界部位、高填方、軟路基等位置上,多數是因為路基穩定性不足或者不均勻沉降所形成的[2]。
通過相關資料調查分析發現,了解形成路面病害的主要原因,然后以本路段的交通運行實際情況,分析確定相應的應對措施,最終初步確定了養護施工方案。
4.1.1 路面養護原則
該養護方案在設計時,主要是通過將目前已經存在病害問題的路段展開全面的分析,采取病害處理、預防性養護的基本原則,了解當地的氣候、水文、地質等方面的因素影響,總結以往同類工程的經驗教訓,保證機械、材料正常供應,還要了解交通運行情況,選擇的養護方案符合技術、經濟性要求,希望通過養護工作的實施可以提高道路運行總體水平。
4.1.2 路面養護方案設計
在瀝青路面養護方案設計的環節中,考慮到養護工程的質量,在方案設計環節針對可能引起質量的問題進行分析,而后進行優化。
(1)對于強度不足的路段來說,進行現場強度參數的評價和分析,然后確定合適的補強方式,保證結構強度性能合格。應用鉆孔壓漿的工藝方案提高結構承載性能,對于當前已有病害問題實施修復處理,再對全幅路面進行薄層罩面施工。如果資金不足,需要將原路面結構實施病害處理,然后根據同類工程經驗選擇預防性養護的措施,其薄層罩面應該選擇使用抗反射裂縫性能較高的瀝青混合料,以滿足結構性能要求。
(2)抗滑性能不足的路段,檢測后發現其長度為23.6km。因為路段長度較長,抗滑性能還能夠達到國家標準的范圍內,所以不需要采取任何處理措施,但是要隨時監測抗滑參數變化情況,以便及時采取有效應對措施[3]。
(3)坑槽病害的路段,其總長度為860m 左右。因為坑槽主要是集中出現在某個路段中,所以施工單位綜合考慮到具體情況,決定在該路段內進行坑槽的修補處理,消除坑槽病害問題后,再進行全路段的薄層罩面施工。
(4)裂縫問題嚴重的路段,其長度達到5620m,在該路段上屬于分散存在的,縱向裂縫的形式為主,所以此次養護施工采用的是常規養護處理方式。而橫向裂縫的集中路段上,已經有了一定程度的唧漿、沉陷等病害問題,行駛的安全性、舒適性都比較差。以此次養護的方案為主,需要全面進行該路段的處理,將裂縫病害全面處治后再進行薄層罩面施工[4]。
4.1.3 路面養護方案確定
該高速公路的瀝青路面采取預防性性措施,考慮到路段的實際情況,發現結構強度性能不足、個別路段的坑槽、裂縫較為嚴重,所以結合實際病害問題選擇合理的應對措施,以確保路面的性能合格。
其一,結構強度較差的路段,主要的處理措施如下:在現場進行壓漿處理,然后鋪設一層厚度為3cm的SMA-9.5 薄層罩面。其二,裂縫集中的區域,需要先處理裂縫,然后進行薄層罩面施工。其三,坑槽集中路段,需要先修復處理,然后再進行表面處理。其四,其他病害的區域,需要先進行病害處理,然后采取預防性的養護措施,再進行全幅的路面表層鋪設施工[5]。
如果對于養護路段檢查之后發現其起終點、橋頭兩側、跨線橋凈空無法滿足的情況下,為了使得線形達到通暢度的要求,設置縱向過渡段,以滿足通行的要求。薄層罩面處理環節,縱向過渡段長度為30m,如果不能滿足要求,應該再進行銑刨處理完成后,進行調坡作業。此外,在微表處處理環節中,考慮到過渡段的養護需求,在過渡段處理的環節中做好相關的配置優化,保證各方面的施工參數能夠滿足工程需求。
綜上所述,在瀝青路面預防性養護方案設計的階段中,需要按照工程項目的具體要求做好預防性養護方案設計的優化。在具體設計階段中,對于材料以及施工方法均要進行詳細分析,并且在設計環節中還需要考慮到地質條件因素而產生的影響,如此才能夠提高瀝青路面預防性養護效果。