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有效防治高速公路沥青路面破坏措施

2011-12-31

中国新技术新产品 2011年2期
关键词:稀浆封层面层

谢 思 彭 勇

(宜春市公路管理局直属分局, 江西 宜春 336000)

一、高速公路沥青路面早期遭受破坏形态

高速公路沥青路面发生的早期破坏类型主要为:①水损坏,表现为面层松散、剥落、坑槽等;②横向裂缝,这种病害比较普遍,主要由于沥青面层温度收缩和半刚性基层的干缩引起;路基压实度不足也会引起这种病害;③纵向裂缝,大多发生在半填半挖路基或路面加宽处,主要由路基的不均匀沉降造成;④龟裂,其初始形态是沿轮迹带出现单条或多条平行纵缝,逐渐在纵缝间出现横向或斜向连接缝,形成龟裂。主要由路面结构强度不足引起。这种病害在我国早期修建的高速公路上较为普遍;⑤车辙,表现为沿行车带出现横向高差,主要是由于沥青混合料级配设计不合理、稳定性差或由于基层及面层施工时压实度不足,使轮迹带处的面层和基层材料在行车荷载反复作用下出现固结变形和侧向剪切位移引起;另外,重载或超载车辆过多也是产生车辙的重要原因。⑥波浪,主要原因是路面组成材料设计不合理或施工质量差,导致路面材料不足以抵抗车轮水平力的作用;在纵坡段,由于高温的原因也会出现这种病害。⑦松散,在我国早期的高速公路上曾出现,现在主要出现在水损坏严重的路段上⑧坑槽,上龟裂和松散等其它损坏进一步发展的结果;⑨沉陷,主要原因是路基压实度不足引起,特别是在一些高填方和压实困难的半填半挖路段以及构造物两端出现。⑩剥落,如果沥青混合料中使用了中性或酸性石料,将会造成集料与沥青之间的粘附性不足,在行车荷载的作用下,集料从路面剥落,使路面形成麻面,进而可能发展成为坑槽、松散等病害;施工时混合料离析也是产生剥落的原因之一。

二、高速公路沥青路面早期破坏原因分析

造成沥青路面早期破坏的根本原因有设计环节、施工环节的原因,也有通车后使用及养护管理方面的原因,以及其它原因,如工程所在地的环境因素,设计及施工规范本身的原因等。沥青路面早期破坏的直接原因一般都与水有关,破坏大多发生在雨季,一场大雨或是连阴雨过后,路面先是出现小面积网裂、冒浆,进而翻浆松散或坑槽,行车道特别是车辆轮迹处破损面积较多,程度较重,可见与车辆超重超载有关;破坏常发生在路面透水严重而又排水不畅的路段,可见与面层施工的不均匀性及通车后养护排水不及时有关。

三、沥青路面施工过程中质量的控制

①沥青的选用十分关键,要挑选符合规范各项要求的沥青,特别是沥青针入度,延度指标必须严格把关。此外,透层油、粘层油沥青应采用与沥青砼用同一种沥青,特别是油石比的选择应考虑粘层油透层油返油时对其的影响。

②在沥青混合料配合比设计上要特别重视。

③沥青混合料拌合时间、出厂温度、摊铺温度、碾压成型等温度控制必须严格按规范要求进行,合理安排工期,避开不利天气施工。

④摊铺机应选用熟练的摊铺机操作手,并选择两台前后错开同时施工,而少采用伞断面摊铺机,在摊铺过程中,应尽量避免停机,注意路面纵向接缝的成型及碾压工艺。

四、防治沥青路面早期破坏的有效措施

①在沥青混凝土面层内铺设土工合成材料,如在面层下部或底面合理采用适合的土工合成材料,既可提高面层的抗裂、防渗性能,还可对基层或路基承载能力的提高发挥作用,从而使面层抗疲劳强度获得提高,抗车辙及抗鼓包能力增强,同时还可降低弯沉值。

③加强路面的层间结合,使用高性能的粘结材料作粘层,既可提高路面的整体强度,又具有较好的防水性能。对于高速公路,有条件时可考虑采用橡胶乳液预处理等新技术或改性沥青。

③加强路面结构的防渗和排水设计,防止水损坏。雨水透入沥青面层是不可避免的,雨水透入后,如何将其及时排出路面结构层而不滞留在内,是十分重要的。

④为了提高沥青混凝土面层的不透水性,应尽可能提高沥青面层的压实度,严格控制沥青混合料的空隙率。

⑤加强施工质量控制。特别是应加强和改进原材料检验和混合料配合比试验,沥青混合料拌和、摊铺、压实工艺也应进一步提高。

⑥加强超限、超载运输管理,严格限制超载、超限车驶入高速公路。

⑦学习国内外先进的路面设计概念和沥青路面设计。

五、高速公路沥青路面养护技术

5.1 稀浆封层

稀浆封层技术是由一定级配的骨料、乳化剂、沥青、水和添加剂按一定配合比拌和成的稀浆混合料,及时、均匀地摊铺在路面上的薄层。经过十多年的实践证明,稀浆封层是一种较理想的筑、养路施工方法。它能够快速维修养护新、旧路面,治愈沥青路面早期出现的磨损、老化、裂缝、松散、坑槽等病害,提高路面的防水、抗滑、耐磨等功能,同时稀浆封层使用的沥青材料较少,施工工艺简单,且造价较热沥青低。

稀浆封层通常按封层的厚度分为Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型,相应的称为细封层、中封层、粗封层。细封层宜用于填封裂缝、填充空隙;中封层宜用于预防性的养护,以修补沥青面层的松散、开裂和老化,改善路面的抗滑能力,并可用于沥青路面或水泥混凝土路面的磨耗层或者稳定类基层的封层;粗封层可用于多层式封层的底层,并可用于面层,提高重交通量道路抗滑能力。

5.2 微表处微表处是一种专门为高速公路、城市干线、机场道面等高等级路面表层设计的养护技术,它由聚合物改性乳化沥青、100%轧碎集料、矿物填料、水和必要的添加剂组成。要使用专用的摊铺设备,一次性完成摊铺,并可根据路面损坏程度进行一层或多层摊铺。当路面出现开裂、磨光、车辙、松散、老化等病害时,采用微表处能迅速提高路面平整、耐磨、防滑、防水等性能,使路面达到良好的状态。

微表处技术在国外主要用于预防性养护,而国内的微表处施工更多地被用于修补性路面养护中。修补性养护是公路出现病害后进行修补养护,这种养护方式常因为病害路面零星分散、线长、面广,造成施工繁琐、功效低、成本高。因此,在公路养护技术发展中,先进的国家普遍采用预防性养护技术,即根据路面中结合料沥青性能的变化的规律,经过一定年限行车后,在其将要出现但尚未出现病害之前,便进行预防性养护,做到防患于未然,从而使沥青路面经常保持良好的服务状态。

5.3 沥再生

在沥青路面的养护中,多年来对路面病害多是采取挖弃旧面层重做新面层,在公路改造中多是采取挖弃或填埋。对挖取的废弃物沿线堆弃路边,既破坏环境又侵占粮田,尤其是高等级公路油路面层较厚,常需征用土地堆弃废料。破坏环境,侵占粮田,资源浪费,增大成本等矛盾更显突出。我们通过实际应用,深深体会到废旧沥青路面材料再生利用技术十分值得推广。

沥青路面在使用过程中,经受着行车和各种自然因素的作用,逐渐脆硬老化,其实是旧路面材料中的沥青结合料发生了老化。主要表现为针入度减小、软化点有所上升、延度降低。沥青材料不是单体,主要是由油分、胶质、沥青质等组成。在生产作业和使用一段时间后,沥青的化学组分及性质也随之改变,以致使沥青变硬,降低粘性而产生龟裂,松散病坏。通过掺入适量的再生剂在混合料中,经过加热拌合产生物理化学反应,使旧沥青恢复路用性能,达到路用技术要求后实现再生利用目的。

结束语。高速公路沥青路面早期损坏的原因是多方面的,我们必须根据其成因从路面设计、原材料进场到具体施工,有针对性采取一系列预防和改善措施。同时,必须建立健全质量保证体系,从管理部门、设计部门到施工部门,层层监管,从根本上减少沥青路面早期破损现象的发生。

[1]沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防[M].北京:人民交通出版社,2001.

[2]张国祥.高速公路沥青路面早期破坏研究[J].公路交通技术,2009(1):36-38.

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