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浅析高速公路沥青路面预防性养护技术

2019-09-10胡泽庭

甘肃科技纵横 2019年6期
关键词:养护技术预防性沥青路面

摘要:高速公路沥青路面预防性养护技术在公路还未发生损坏前或产生轻微病害尚未破损前,采取前瞻性和预见性养护措施,减少或推迟公路的修复养护为目的,实现科学化和规范化养护,在延缓路面使用性能恶化速率、延长其使用寿命和节约寿命周期费用等方面具有重要作用,因此在公路养护管理工作中到了广泛应用。基于此,笔者根据G30线连霍高速公路宝天段(K1268+000-K1358+908)、天水过境段(K1358+908-K1395+766)和天定段(K1395+766-K1503+000)合计235公里养护经验,阐述了高速公路沥青路面预防性养护意义,裂缝填缝类、稀浆封层、微表处、雾封层、薄层罩面和碎石封层等常见技术,为高速公路沥青路面预防性养护工作提供参考。

关键词:高速公路;沥青路面;预防性;养护技术

1、高速公路沥青路面预防性养护技术原则和准备工作

高速公路沥青路面预防性养护坚持“全面预防、防治结合”的养护原则,在公路还未发生损坏前或产生轻微病害尚未破损前,采取前瞻性、预见性的手段和有效的养护措施,把公路病害及造成病害的因素发现在先、处治在前。以提升高速公路的运营服务功能,延缓公路使用功能的衰减、防止公路出现病害或阻止轻微病害的进一步扩展,减少或推迟公路的修复养护为目的,同时实现科学化、规范化养护,最大限度地节约养护资金,提高养护效益为目标,是一种有计划性和主动性的养护工作。天水公路局高等级公路养护管理中心在G30线连霍高速公路宝天段、天水过境段和天定段的养护工作中,加强日常巡查力度,年初采取徒步调查方式对高速公路路面进行细致的调查摸底,对发现的路面病害进行详细登记,典型病害并进行拍照,留存照片,准确把握病害位置、类型、程度和数量[1]。按照《公路技术状况评定标准》的要求,将调查的原始数据进行分类整理,并将数据录入CPMS路况评定系统,评定出路面PQI值,结合路面分项PCI、RQI、RDI和SRI值[2],分析病害原因和需要预防性养护路段,科学合理制定预防性养护计划和病害处置方案。在三月份气温回升的有利时间,根据养护计划,在相关路段开展预防性养护工作。

2、高速公路沥青路面预防性养护常见技术

高速公路路面预防性养护根据材料和工艺,主要有裂缝填缝类、表层涂刷型封层类、封层类、罩面类等。主动采用稀浆封层、微表处、雾封层、薄层罩面、碎石封层技术以及灌缝、贴缝缝等措施及时处治路面表层料散失、沥青老化和各种路面裂缝,防止地表水下渗引发各类病害。

2.1裂缝填缝类技术

裂缝处理技术有溶剂型常温改性沥青材料灌缝、灌封胶处理裂缝、贴缝带贴缝等。溶剂型常温改性沥青,就是在普通沥青中加入SBR等改性剂改性而成的,常温下具有流动性,施工时不需要加热,具有良好的低温稳定性和渗透性[4]。灌封胶比较常见的是选用多种高分子聚合物等成分加工而成的沥青橡胶类灌缝胶,具有粘结能力强、弹性好、拉伸量大、不溶于水、不渗水、高温时不流淌、低温时不断裂和耐久性好等性能。灌缝前,必须清除缝内、缝边碎料、垃圾等污染物,并采用吹风机烘干,保证缝内干燥;灌缝后,表面应洒布粗砂或3~5mm的石屑,做到开槽(裂缝宽度大于5mm可不开槽直接灌缝)准确、清缝彻底、灌缝饱满、路面整洁、线条美观。贴缝带一般是聚丙烯织物材料等高分子聚合物,用于裂缝较轻时,具有成本低、速度快、效果好、通车快的特性。剪取长度略长于裂缝长度的一段贴缝带,将背面的隔离纸张揭去,使贴缝带覆盖整个裂缝,注意使裂缝处于沥青路面贴缝带中间部位,沥青路面和贴缝带之间紧贴对齐不能有气泡。

2015至2018四年时间,天水公路局高等级公路养护管理中心在G30线连霍高速公路宝天段(K1268+000-K1358+908)、天水过境段(K1358+908-K1395+766)和天定段(K1395+766-K1503+000)实施威路特寒冷型(-20℃)灌缝胶等灌缝累计达198762m,贴缝带贴缝累计达147360m。通过近几年在管养路段实施沥青路面灌贴缝预防性技术,有效防止了地表水进入,减缓了路面裂缝向更深层次病害发展,延长了路面的使用寿命。

2.2稀浆封层技术

稀浆封层是通过专门的封层拌合摊铺等机械设备,将一定级配的砂石骨料、乳化沥青等粘结材料按预先设计好的配合比組成稀浆混合料,铺设在原沥青路面上,形成一层沥青磨耗层,一般摊铺厚度不大。这样可以将沥青路面表面的裂缝进行覆盖,防止路面材料老化、路面细集料剥落等问题[5]。目前,稀浆封层级配的方式可细分为细封层、中封层、粗封层,它们主要应用在中交通路面、温度昼夜变化较大、环境温度干燥地区。稀浆封层养护高速公路沥青路面,开放交通速度较快,能修复沥青路面早期出现的纵横向裂缝、龟网裂、松散、坑槽、细集料剥落等病害,起到增加沥青路面的抗磨耐磨耗性能、提高路面平整度、提高路面防渗水性能等作用。同时稀浆封层施工工艺简单,且造价较低。

2.3微表处技术

微表处是将聚合物(改性)乳化沥青、粗细集料、水以及添加剂等按照配合比通过专用的同步摊铺设备拌和成稀浆混合料,摊铺在现有的沥青路面上的一种技术,其施工较为便利,对于交通的影响较小,不同于以往的热沥青混合料摊铺,路面能够在较短时间内达到正常使用功能。当路面出现裂缝、松散、老化等病害时,采用微表处能迅速提高路面平整度、增加路面抗磨耗和防水等性能,使路况质量达到良好的状态。另外桥面的面层损坏进行维修的情况,可以考虑使用微表处技术以减轻重量。微表处施工应按照“摆放安全作业区封闭交通→清理路面杂物→摊铺机摊铺→接缝及局部等人工处理→破乳养护→撤除作业区开放交通”的流程进行[3]。当原路面过于光滑时,应先很薄的的铺一层,待成型后再进行微表处;如有路面有坑槽修补不平整时,应先铣刨原有路面后0.5cm后,再进行微表处施工。稀浆料撒布要均匀,通过调节水量及矿料严格控制破乳时间,初期养护如有泛油现象要补撒集料。微表处技术由于采用质量较高的骨料和黏结力较大的改性乳化沥青,微表处比普通稀浆层有着较强的粘合性,且施工速度快,封闭交通时间短,因些其比较适合重载交通的路面,更适合于交通繁忙的公路,特别是高速公路沥青路面。按照矿料公称最大粒径的差别对微表处混合料划分成MS-2型、MS-3型,其中公称最大粒径4.75mm为MS-2型,公称最大粒径9.5mm为MS-3型。在中等级交通量高速公路、一、二级公路的罩面比较适用于MS-2型微表处。在高速公路、一级公路的罩面与车辙填充比较适用于MS-3型微表处。微表处使用的沥青路面必须是结构性能良好、没有严重结构性病害的现象,并且在实施前需要对路面坑槽、裂缝等病害进行油路修补或灌贴缝作业,处治好原有路面病害,以保证微表处作业效果。

2015至2018四年时间,天水公路局高等级公路养护管理中心在G30线连霍高速公路宝天段(K1268+000-K1358+908)、天水过境段(K1358+908-K1395+766)和天定段(K1395+766-K1503+000)实施微表处累计达535554平方米。在路面病害集中和路面PQI值较低路段,根据预防性养护计划,实施微表处技术处治后,能及时处治沥青路面表层集料散失剥落、沥青材料老化、路面纵横向裂缝、龟网裂和块状裂缝,防止地表水下渗诱发其它路面路基病害。通过后续跟踪观测,能延缓和阻止路面病害的继续发展,防止病害进一步恶化,避免造成结构性破坏,维持路面的使用,有效延长路面使用寿命,路况质量能有效保持。

2.4雾封层技术

雾封层是利用专用雾封层撒布车在沥青路面上喷洒一层薄薄的、高渗透性乳化沥青或改性沥青,以形成一层严密的防水层将路面封闭。经雾封层后,由于所用材料流动性比较大,可渗入到骨料缝中去,可流入到裂缝中去,从而恢复路表沥青粘附力,填补微小裂缝和空隙,防止路表水下渗,这样人工形成一层防水层对路面进行防护,起到了防止地表水进入的作用,极大地减少了路面发生水损坏的概率,对沥青路面材料的粘结有非常好的效果。雾封层采用沥青撒布车一次性施工,要求喷洒层与下面层接触紧密、均匀,并具有良好的抗磨耗能力。

2.5薄层罩面技术

薄层罩面能提高原有沥青路面的平整度,提高路面的抗滑性能,增加了行车的安全性,延长路面使用寿命。薄层罩面是用摊铺机摊铺和用压路机碾压的单层沥青混合料。薄层罩面的代表厚度是15-30mm,一般为20mm左右,混合料宜选用间断级配、改性沥青或其它添加剂,以提高罩面层的水稳性。罩面层的厚度宜根据路面的等级、交通量的大小、道路等级、道路的功能要求等综合确定。

2.6碎石封层技术

碎石封层主要是在沥青路面上将单一粒径的石料及瀝青胶结料通过碎石封洒布车同时进行洒布,胶结料和石料间通过胶轮压路机或者自然行车碾压,使其粘结性达到最佳,有效的对现有路面的沥青碎石磨耗层进行保护。碎石封层能够对原路面的松散、裂缝、老化等病害进行有效的修复,使得路面的抗滑性得到提升,作为沥青路面预防性养护措施之一,其较为经济、有效。碎石封层在中、小交通量或者速度不快的道路中较适用。

3.结语。

G30线连霍高速公路宝天段、天水过境段和天定段由于运营年限不同,综合以上几种常用预防性养护技术,天水公路局高等级公路养护管理中心选择实施了微表处和灌贴缝预防性养护技术,经过实施后跟踪观测和效果评价,基本控制了沥青路面损坏的进一步发展,维持了路面服务性能,延长了路面使用寿命。相比于传统的高速公路路面养护技术,具有延长公路使用寿命、保持公路完好、提高公路质量、降低公路养护成本的优点,为此强化预防性养护工作开展对沥青路面的管养有较大帮助,并且对促进科学化管理、增加公路长效性与安全性有很大帮助。另外,预防性养护应根据病害类型,因地制宜,灵活处治,在路段的确定、预防性养护措施的选择、实施预防性养护的最佳时机、施工工艺流程及技术要求等做到及时性和科学性,保证施工安全。实施过程积极地采用技术可靠、经济合理的新技术、新材料、新工艺和新设备。实施预防性养护后,做好跟踪观测和评价,对路面预防性养护的时间及施工质量最初评价,总结预防性养护的施工工艺及预防性养护的养护周期,分析达到的效果及提出建议,并应注意节约资源,遵守环境保护、水土保持及安全生产等方面的法律法规。

参考文献

[1]公路沥青路面养护技术规范JTJ 073.2-2001.人民交通出版社,2001

[2]公路技术状况评定标准JTG H20-2007.人民交通出版社,2008

[3]公路沥青路面施工技术规范JTG F40-2004.人民交通出版社,2004

[4]孙祖望、任民.沥青路面预防性养护实用技术.中国建材工业出版社,2017

[5]河南交通投资集团.高速公路沥青路面预防性养护技术规范.人民交通出版社.2017

作者简介:胡泽庭(1985.12—),男,汉族,甘肃天水人,大学本科,工程师,2008年毕业于兰州理工大学土木工程专业,主要从事公路工程养护及施工管理。

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