沥青路面预防性养护介绍(10篇)
1.沥青路面预防性养护介绍 篇一
试论沥青路面公路预防性养护对策
[摘 要]预防性养护以保护路面并防止路面病害扩展、延长路面使用寿命为目的,一般应用于没有出现损坏或者轻微损坏的路面。对沥青路面公路进行预防性的养护可以有效延长路面的使用寿命,减少了大范围重修的频率,具有很好的社会效益、经济效益。本文主要对沥青路面公路的预防性养护对策进行论述,希望对沥青路面公路的预防性养护有一定借鉴意义。
[关键词]沥青路面 公路 预防性养护
中图分类号:u416.217 文献标识码:a 文章编号:1009-914x(2013)16-0130-0
1预防性养护是维护公路的一种策略,是为了预防路面早期的破坏以及延缓破坏的进程,采取的一种措施,目的是阻止路面的破坏率,延长使用寿命,主要应用于路况较好并且没有出现结构性破坏,如果有了结构性破坏,就不需要再对沥青路面公路进行预防性养护。
一、沥青路面公路预防性养护对策
1.裂缝填封
裂缝填缝是采用高粘度的密封胶填封裂缝的养护方法,一般是为了防止雨水以及冰雪由裂缝渗入到路面内部。填缝是把密封材料灌到路面的裂缝里,一般用于温缩裂缝或者是宽度比较大的裂缝,一般超过5mm。冬季气温降低,这种裂缝受路面温缩的影响,宽度会增大,夏季由于路面碰撞,裂缝变小,由于夏季多雨,填缝适用于冬季时对路面进行养护。封缝用于微小的裂缝,一般低于5mm,主
要是为了防止水分由裂缝进入路面内部造成结构性破坏。
裂缝填封要在路面极少或没发生结构性裂缝前使用,裂缝范围小时进行预防性养护才经济有效,要是路面有很多疲劳裂缝,就不再是经济有效的养护措施了。
2.雾封层
雾封层是在沥青路面喷洒乳化沥青的预防性养护对策,主要为了封住路面,防止路面老化而松散,不过雾封层会使路面抗滑性能降低。雾封层施工工艺比较简单,可以有效延缓路面病害发生,施工投入成本也比较低,主要用于路面防水、微裂缝的封闭以及补充沥青材料等。
施工时,由雾封层洒布车喷洒薄层的高渗透性乳化沥青,把沥青路面公路封闭起来,形成密实的防水层,有着隔水防渗以及保护路面的功效,减少水对路面造成的破坏,提升沥青路面的骨料之间的粘合力,从而延长了使用寿命并节约了养护资金。像中等程度裂缝的路面、沥青老化的路面或比较松散的路面,适合采用雾封层进行预防性养护,裂缝严重、泛油或者抗滑性能弱的路面不适宜采用这种方法。
3.稀浆封层
稀浆封层是把乳化沥青、水、集料以及添加剂按照一定比例搅拌到一起,均匀的摊铺于沥青路面上的预防性养护措施,厚度一般在10mm以内,可以有效防止路面轻度裂缝的扩散,阻挡水分渗入到沥青路面内,路面抗滑性能也得到了很大的提升。稀浆封层施工方便、使用效果显著、环保并且可以恢复交通快,具有很好的经济效益。采用稀浆封层对沥青路面进行预防性养护,比使用20年没有养护直接重建投入的成本要低63%,和每10年加铺路面所需的费用相比低55%。
施工时,根据要求的厚度摊铺到沥青路面上,和原路面牢固的接合到一起,形成均匀的养护层,可以迅速修复磨损、老化等病害。稀浆封层的使用不受气候条件限制,不过在气候温和的地区,路面养护的效果会更好。像磨耗严重的路面、老化的路面、渗水的路面以及车辙比较轻的路面等比较适宜用稀浆封层进行沥青路面公路的预防性养护,而车辙较深、裂缝严重或者泛油沥青路面不适宜用这种方式进行养护。
4.微表处
微表处是把乳化沥青、水、矿粉、集料以及添加剂按照一定比例搅拌到一起,摊铺到沥青路面的养护措施。可以有效防止路面老化、松散,提高沥青路面的抗滑性,而且还可以用于填补车辙。微表处与稀浆封层没有明显的区别,不过,微表处必须要用改性的乳化沥青,铺筑厚度也可以达到100mm。像轻度裂缝、路面松散、泛油、渗水、疲劳裂缝比较轻微以及轻度不平整等都适宜用微表处进行预防性养护,而疲劳裂缝严重、磨耗严重以及过度泛油的路面不适宜使用这种方式进行养护。
5.石屑封层
石屑封层是直接在公路路面上喷洒沥青,然后撒布石屑,再碾压。
可以有效地封住路面,增加摩擦系数,适用于交通量比较大的路面。施工时,在公路路面均匀的涂洒沥青结合料,再撒上粒径比较均匀的碎石,然后进行碾压,使碎石粒径嵌入油层五分之三。随着沥青结合料的改良以及施工工艺的进步,采用石屑封层进行沥青路面公路的预防性养护,优势越来越明显,在防渗水、提高沥青路面抗滑性以及耐磨性方面,有着特别好的效果。像轻度裂缝、渗水以及路面磨耗和轻度不平整等都比较适宜用这种方式进行预防性养护,而结构损坏、大量温度裂缝等不适宜使用这种方式进行预防性养护。
6.超薄磨耗层
超薄磨耗层是比较新的技术手段,施工时,先把改性乳化沥青洒在路面上,然后摊铺热沥青混合料,厚度一般为10mm到20mm,主要用于整治较小的沥青路面损坏,还可以有效地提升路面抗滑性。超薄磨耗层一般在高等级的沥青或者水泥路面使用,形成的表面层具有超长耐久、防滑、抗车辙以及抗磨耗的特点。像路面防滑性严重不足、轻度不平整、轻度泛油以及磨耗等比较适宜用超薄磨耗层对路面进行预防性养护,而路面车辙较深、疲劳裂缝明显、损坏严重等不适宜进行预防性养护。
二、沥青路面公路预防性养护对策的使用方法
沥青路面公路在损害程度方面多种多样,而同一种路面损坏又有着多种可以选择的预防性养护措施,所以,在对路面进行预防性养护时,要根据具体的情况进行分析,选择合理高效的预防性养护对策。
费用效益分析法,根据沥青路面情况,合理分析,计算出各种备用方法的效益费用,然后选择最可行的方式。寿命周期费用法,根据路面的使用寿命以及路面建造、运营维护以及清理等所需费用,选择适当的预防性养护对策。综合评判法,选择预防性养护对策时把材料的获取、施工质量、气候、环保、交通影响、耐久性以及抗滑性等综合考虑,分析最佳的费用效益。
总结:
随着我国经济建设的迅速推进,公路道路建设得到了快速的发展,紧跟着经济发展的步伐。然而,沥青路面公路在使用的早期很容易出现一些不同程度的裂缝或者其他损害,为了避免沥青路面损坏的加剧,及时对公路进行预防性养护可以有效地阻止路面的继续损坏。预防性养护在保护沥青路面,延长使用寿命方面发挥了重大的作用,随着技术的进步,它的作用会越来越明显,具有很高的社会效益以及经济效益。
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2.沥青路面预防性养护介绍 篇二
一、预防性养护的重要性
路面养护可以分为预防性养护和矫正性养护两大类。国外研究结果表明。对路面进行有计划的预防性养护, 其花费不仅大大低于矫正性养护的费用, 而且路面的使用性能也要好得多。美国科氏路面解决方案中提到, 美国道路业曾通过对10多万km不同等级道路的研究, 发现这些道路的使用性能和寿命有一个共同的变化特征:一条质量合格的道路, 在使用寿命75%的时间内性能下降40%, 这一阶段称之为预防性养护阶段;如不能及时养护, 在随后12%的使用寿命时间内, 性能再次下降40%, 从而造成养护成本大幅度地增加, 这一阶段称之为矫正性养护阶段。通过调查统计得出矫正性养护比预防性养护将多投入3~4倍的费用。
二、预防性养护的内容和特点
(一) 养护时机合理
沥青路面在其寿命周期内可分为三期:a.建成投入使用开始, 沥青逐渐被氧化、损耗;b.沥青路面出现微小裂缝、小坑槽或脱皮现象;c.路面出现较大面积裂缝, 并贯通形成龟裂, 最终出现结构问题。路面预防性养护是对高速公路路面采取一种高标准的养护方式, 要求在路面尚处于良好状态时, 即路面处于第一阶段时开始采取保护性养护措施, 把病害消灭在萌芽状态, 使路面始终处于良好的服务状态。
(二) 养护周期规律
预防性养护标准高, 而路面使用性能随时间变化逐渐下降。因此必须周期性实施养护措施, 即定期开展路况调查, 采集路况数据, 进行分析与评价, 当路面使用性能降到预定标准时, 及时实施养护策略, 恢复路面服务功能, 如此循环往复。一般高速公路要求每年进行一次路况检测, 实施预防性养护可增加检测频率, 特别是对常巡查中发现病害的路段作专项检测与评价, 根据分析、评价结果实施养护措施。沥青路面在一个寿命周期内实施六次以上全路面预防性养护, 可取得良好的经济效果, 同时保持路面较好的服务功能。其周期短, 即养护频率高。
(三) 预防性
对路面状况连续检测、评价3年后, 获得一组连续数据, 可以建立模型对路面使用性能各指标进行预测, 对将来需要养护的路段及养护对策进行预测。通过路况的检测、评价与预测, 适时对路面采取适宜的保护性养护措施, 保护路面, 预防各种病害的发生与发展。通过评价与预测, 考虑未来交通量的增长, 对出现病害或预测即将出现病害的路段针对病因采取有效措施, 做到治本治标, 以防微小病害发生与恶化。所以预防性养护属于主动养护, 体现了“预防为主, 防治结合”的养护原则。
(四) 机械化程度高
路面预防性养护离不开先进的检测手段。先进的检测手段效率高, 不仅能满足预防性养护的检测频率, 而且能保证检测数据的精度和科学性, 处理数据、信息的能力也大大提高。很多发达国家都非常重视高速公路的检测效率和质量, 已开发和应用集成检测技术, 由一台专用车即可完成路面状况的各项检测。另外, 路面预防性养护宜采用机械化的施工方法, 以保证路面养护施工高效、优质、快速完成。
三、公路沥青路面破坏原因
(一) 局部裂缝一般是在路面使用3~5年后发生的, 其表现多是细线状裂缝。
引起局部裂缝的原因可归纳为基层和路基的压实度不均匀、施工质量控制不严格及局部材料质量等问题。
(二) 车辙是在道路横断面上由于车辆轮胎重复行驶久
而久之产生的一种路面沉陷现象, 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, 重载和超载车辆过多也是产生车辙的重要原因。
(三) 桥头跳车现象发生在桥和涵洞等构造物与路面交
接的部位, 是由于材料压实不均匀而产生的与构造物间的高差所致。
(四) 波浪的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。
(五) 沉陷主要是由路基压实度不足引起的, 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。
(六) 松散和剥落松散主要出现在水损坏严重的路段上;
如果沥青混合料中使用了中性或酸性石料, 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。
(七) 坑槽是龟裂和松散等其他损坏进一步发展的结果。
四、几种预防性养护措施的应用探讨
目前, 国内外普遍采用的预防性养护技术措施有:
(一) 雾封层
当沥青路面尚处于基本完好的状态, 但已开始出现轻微疲劳龟裂、贫油的现象, 雾封层是这一阶段养护的最有效手段, 且费用较低。雾封层可起到恢复路表沥青粘附力、填补微小裂缝和空隙、防止路面渗水等目的, 将路面性能维持2~3年时间, 推迟了造价更高的养护工程。但雾封层对于填补长期裂缝没有太大效果。在梨温高速公路养护工作中, 对车道微表处后, 同时在中央分隔带边缘采用了雾封层来解决路面渗水的问题, 通过雨季期的观测, 封水的效果比较显著。
(二) 裂缝填封
裂缝填封是常规的养护措施。及时对沥青路面裂缝实施有效的填封, 可大大减少坑槽的形成和裂缝的进一步发展, 防止因水的渗透使路面裂缝扩大, 反映在PCI指数上, 即下降速率降低, 从而使道路的寿命延长。根据我们的养护工作实践, 对沥青路面的裂缝及时选用性能优越的密封胶进行有效的填封处理相当重要, 否则雨季后路面裂缝将迅速发展, 并发坑槽、唧浆等一系列路面病害。
(三) 薄层罩面
薄层罩面是一种传统的预防性养护方法, 是在原有路面上加铺一层厚度不超过2.5cm的热沥青混合料。薄层罩面可有效地防止性能正在下降的路面继续恶化, 改善路面平整度, 恢复其抗滑性能, 并对路面有一定的补强作用, 但在多数情况下费用较其它预防性养护方法高。薄层罩面通过改善功能条件来延长结构稳固路面的寿命, 但不能矫正结构上的弱点。
(四) 石屑封层
石屑封层是一种经济型的养护手段。施工时将沥青粘结料喷洒在路面上, 然后立即铺撒一层大小均匀的石屑, 用于增加路面抗滑性, 对结构稳固但开始老化并存在一些表面损害的路面起到延长寿命的作用。传统上, 石屑封层最普遍地用于低交通量道路, 随着材料改进与技术的发展, 有些聚合物改性乳化石屑封层也越来越多地用于重交通量的道路。目前, 在高速公路沥青路面养护工作中石屑封层还少有应用。
五、结语
3.关于沥青路面预防性养护技术 篇三
关键词:沥青路面;预防性养护;必要性
一、公路预防性养护的必要性
对道路采取预防性养护,有利于降低道路的全寿命成本。道路的全寿命成本,不仅考虑初期修建和该路面结构的使用寿命,还应考虑预定分析期内可能采取的各种方案发生的费用。当道路严重损坏时,再采取措施进行养护的“反应型养护方式”已不能适应目前城市经济发展和道路文通的需求了。必须转变工作思路,防患于未然,在道路状况良好或是病害出现的早期就采取预防性养护的措施进行修复,以保证道路的完好和交通安全。传统的道路养护理念、方式与道路交通拥挤的现状不协调。道路交通的特点是车流量大,人均道路面积小。等路面破坏后才考虑维修,此时的道路已经发生了结构性的破坏,需对基层进行处理,维修时间长占用道路造成交通拥挤;而且维修前,由于路况差、行车颠簸,车辆通行速度受很大限制,道路原本提供的交通流量无法充分发挥而易造成拥堵。预防性养护大多通过对路面层处理的方式来起到对道路补强的作用,施工方便快捷,对交通影响小;通过对路面预防性的养护,在道路行驶质量明显下降前就采取措施恢复道路通行能力,就能给道路用户提供机动性大、拥挤少且更大安全、舒适和耐久的路面。
二、沥青路面公路的病害
2.1根据病害程度的分类
第一,功能性破坏。在沥青路面公路的面层有小微裂缝、麻面、沥青老化、脱皮、泛油以及路面渗水等一些轻微的病害,使得路面不平整,并降低了抗滑性能,失去了预期的功能。第二,结构性破坏。在沥青路面公路的面层有严重裂缝、沉陷或坑槽,致使整体或局部沥青路面公路的结构毁坏严重,已无法在承受车辆的正常荷载。以上这两种破坏不一定会同时出现,不过都是慢慢积累起来的。通常,沥青路面公路先出现功能性破坏,然后是结构性破坏。结构性破坏往往只能进行彻底的翻修,不过功能性破坏只需要进行适当的修整养护,就可以恢复沥青路面公路的整性以及抗滑性。预防性养护可以很好的改善并提高路面优秀的使用性能,并延长路面的使用寿命,满足交通运输的需要。
2.2根据病害破损类型的分类
裂缝类病害主要有网裂、龟裂以及各种纵横向裂缝等;松散类病害主要有松散、脱皮、掉料、啃边、剥落以及抗槽等;变形类病害主要有车辙、波浪、沉陷以及拥包等;另外还有泛油和磨光等。
在交通运输中,沥青路面公路的病害不仅行车的质量和安全,还会减少公路的使用年限,带来不良的社会影响。沥青路面出现病害有多方面的原因,主要包括设计、材料质量、施工工艺以及外界条件影响。所以,对路面进行有效的养护和预防性养护,在维持沥青路面公路良好性能并延长使用寿命上有着重要的作用。
三、沥青路面公路的预防性养护技术
3.1表面封层
表面封层是采取连续方式在整个沥青公路的表面敷设养护层,用来达到封缝、封水、抗滑、恢复平整度和表面功能的效果。封层材料有沥青、封层剂或沥青和集料的混合料,主要用于复原或者延缓路面表层沥青材料老化,恢复路面的抗滑阻力,消除路面表层微小的裂缝,避免水由表面渗入到沥青路面的结构层,还可以阻止集料从沥青公路的表面脱落或崩解。在当前的沥青路面预防性养护中,表面封层常用的技术有雾层封层、石屑封层、稀浆封层以及还原剂封层等。
第一,雾层封层以及还原剂封层。施工时,在老化的沥青公路路面上喷洒雾状乳化沥青或者专用再生剂,可以有效地更新并还原沥青路面表层的氧化沥青膏体。不过,对沥青公路路面进行雾层封层或还原剂封层后,需要挺长时间才可以重新开放交通,而且喷洒太多的材料在公路的表面会形成一层薄膜,降低路面的摩擦阻力,还需要通过铺砂来增加路面的抗滑阻力。
第二,石屑封层。施工时,把沥青材料喷洒在路面上,像乳化沥青、热沥青以及轻质沥青等,然后撒布砂或者级配适当的集料,再紧接着碾压。这种方法的特点是敷设简单、价格低廉,不过初期的养护时间比较长,高速行驶会出现比较大的噪音,而且在车辆高速行驶时,路面的松散集料容易被撞击并粘附于车身或者挡风玻璃上,损失集料还会降低路面的抗滑能力,这种方式很少在交通流量大以及高速行驶的沥青公路上使用。
第三,稀浆封层。这种方式应用比较广泛,由乳化沥青、碎集料、矿粉、添加剂以及水组成稀浆混合物,搅拌均匀后摊铺到破坏的沥青路面之上,和原路面牢固结合形成均匀、抗磨的养护层。这种方法对新旧路面出现的裂缝、松散、坑槽以及老化等病害具有很好的预防和修复作用,可以快速平整路面并提高防水、抗滑和耐磨性能。稀浆封层的特点是凝固成型快、开放交通早,并且可以连续作业,节省喷洒以及碾压的工序,有效降低成本。所以,这种方法施工简单、效率高,广泛应用在交通流量大和高速行驶的沥青公路上。
3.2薄层罩面
这种方法使用的比较早,属于传统的公路预防性养护技术。施工时,把热沥青混合料加铺在原有沥青路面上,厚度不能大于2.5cm,可以有效地阻止沥青路面的恶化,改善路面的平整度并恢复抗滑阻力。此外,还可以校正路面轮廓,有补强效果。不过,这种方法养护费用高,层面比较薄、冷却快,无法使用压路机,致使密实度较低,对混合料的设计、碾压工艺、温度以及压路机的型号都有着严格的要求,所以使用范围比较狭窄。
3.3裂缝填封
在沥青公路路面上,裂缝属于比较常见的病害,有微小裂缝、小裂缝、中裂缝以及大裂缝等。通常,低于6mm的裂缝属于没有出现结构性损坏的路面,这种病害可以通过裂缝填封进行预防性养护。施工时,先清扫干净裂缝,把乳化沥青或者热沥青灌到裂缝中,做好贴风式封面,可以很好的防水深入裂缝,避免裂缝扩大。
3.4预防性养护时机
沥青路面公路的预防性养护,关键就是要选择适当时机,根据病害类型采取相对的养护方法。比如,在南方,沥青路面公路的病害主要是由于水害,所以在进行路面的预防性养护时,要注重排水和防护。要确保排水系统可以可以正常排水,像拦水带、截水沟以及涵洞要完整,出现损坏时要及时修复,避免雨水渗漏毁坏路面。在雨季来临前,全面检查并维护路面的排水系统,确保挡墙泄水孔顺畅。
沥青路面公路的交通状况不同,养护时所采取的措施往往也不同,在进行沥青路面的预防性养护时要选择适当时机,制定合理的养护方法。预防性养护技术要符合路面病害的特点,并考虑经济因素,在保证路面性能的前提下节省养护成本。要定期进行沥青路面公路的巡查,发现路面或者附属设施出现质量隐患,要及时进行修复,根据预防为主和防治结合的原则,因地制宜,做好沥青路面的日常预防、季节保养,保证路面完好。
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4.高速公路沥青路面预防性养护 篇四
摘要:高速公路的预防性养护对延长高速公路的使用寿命,减少后期维修费用有很重要的意义,高速公路的预防性养护在外国已得到了很好的发展,但在中国还处于刚刚起步的阶段。预防性养护具有养护时机合理、养护周期规律、预防性以及机械化程度高等特点,预防性养护的措施有很多,包括坑槽修补、灌缝、路表封层等。养护时机的选择是预防性养护决策的核心
关键字:预防性养护;发展;养护措施;养护时机
1.前言
近几年来,随着国民经济的高速发展,道路交通量日益增大,车辆大型化且严重超载,使公路路面面临严峻考验,许多高等级公路沥青路面建成后通车不久,便发生了沥青路面开裂、坑槽、松散、车辙等较为严重的早期病害。路面的破损对车辆行使速度、承载能力、机械磨损、燃油消耗、行车舒适、交通安全以及环境保护等造成了较大的影响,因此路面的维修养护就成为保证其服务质量和使用寿命的重要手段。高速公路养护可以分为两种:预防性养护和矫正性养护。我国现在大多数公路养护都属于矫正性养护,相当大比例的高速公路通车仅两三年就要进行修补,在前期没有舍得投入进行预防性养护是重要原因之一。研究表明,路面的使用性能不是直线下降的。在使用初期,其服务能力下降较缓慢,但当损坏状况超过某一限值时,路面的服务能力就开始急剧下降,病害急剧增多。若在此之前就采取预防性养护措施,则可及时阻止这种发展趋势,从而使路面始终维持较好的服务状况,可以有效地延长路面的寿命。由此,尽快建立预防性养护体系,开展预防性养护工作具有十分重要的意义。
2.高速公路的养护
高速公路是一种快速的、大交通量的运输系统,快速、安全、舒适、通畅是其基本要求,高速公路养护作业与一般低等级公路相比有以下特点:
(1)预防性
根据各地的不同季节的气温特点、水温条件、交通量和超载车辆的规律,按照“预防为主,防治结合”的原则,因地制宜,采取有效地技术措施,合理安排养护工作,做好预防性保养和修理,确保高速公路的安全通畅,并使高速公路的寿命得以延长,服务质量得以提高。
(2)经常性和周期性
高速公路的养护室一项长期的任务,每天、每月、每季都有不同的内容。春季要做好沥青路面裂缝的灌治,防治坑槽、松散、翻浆等病害的出现;夏季是路面养护施工的有利季节,即使处治各种病害,恢复路面性能等;秋季要抓紧完成养护工程任务,适时做好冬季病害的预防性保养和修理;冬季要做好防雪、防水、防滑,疏阻抢险及养护采备工作。
(3)复原性
复原性指经过养护维修后的路面应该完全恢复路面原有的使用性能,即其平整度、摩擦性能、承载能力、噪声等使用性能应满足高速公路快速。安全。舒适的基本要求,而不能因养护维修作业而有所下降。
(4)补强性
高速公路的养护维修作业还往往带有弥补原有路面强度不足的要求,这就是所谓的补强作用。补强不仅是增强原有路面的薄弱环节,而且还常常出于对延长路面的寿命以及满足日益增长的交通流量的考虑。
(5)时效性
所谓时效性是指高速公路养护维修作业时交通扰乱持续时间对经济效益的影响,尽可能减少对交通的干扰、减少养护作业时间,快速地准备好作业现场,在养护维修工作完成后快速撤离现场,恢复交通。
(6)安全性
高速公路的车流量大,车速高,在进行养护维修作业时通常只是封闭一个车道,在车辆继续运行的情况下必须确保养护操作人员以及来往车辆驾驶员的安全。
高速公路养护维修技术的发展正式围绕着如何更好地满足这些要求而展开的。
3.高速公路的预防性养护
3.1预防性养护概述
预防性养护是一种主动性的养护策略,是一种对公路周期性的强制保养措施,它根据路面的状况,有计划地采取预防性措施来对公路进行养护,它并不考虑公路是否有了某种损坏,是否已经到公路大中修的年限或者路面病害数量达到某一指标。预防性养护的最佳时机应开始在路面尚处于良好状况,或者是由某些病害预兆时进行。虽然预防性养护需要投入一些费用,但和公路一段时期的正常养护总成本相比,和公路大修改造一次性投入及公路使用寿命相比,它又是一种效益非常良好的养护措施。
高速公路有如下特点:
(1)具有全封闭或半封闭性,交通受到严格监管,交通量大、车速高,中断交通会带来巨大的经济损失和社会压力。
(2)路面病害一旦发生往往发展迅速,且常常给交通安全带来较大隐患。
(3)路面结构一旦破坏后,修复难度大、可逆性低、修复成本高,有时甚至超过工程建设成本。
作为高速公路应时刻保持良好的通车条件和行车安全性具有至关重要的意义,绝不允许公路病害发展到严重影响高速公路行车安全和通行能力的地步。因此,高速公路病害的预防和快速、及时维修工作十分重要。一定要把预防性养护作为高速公路养护重点,把病害消灭在萌芽状态确保安全畅通。
3.2预防性养护的发展情况
3.2.1国外发展情况
20世纪60年代,美国、加拿大等发达国家大规模的公路建设已经基本结束,公路部门的任务开始由公路的规划、设计、施工转移到如何管理和维护这些耗资巨大的公路设施上。路面作为公路基础设施的重要组成部分,由于直接受到交通荷载、自然环境等因素的影响,以及材料本身的老化,随着时间的推移会逐渐损坏。另外,近年来世界各国都普遍面临着路面养护资金不足的困境。因此,路面管理者急需提出合理的养护措施,并充分有效地利用有限的资源,使路面在一定时期内保持良好的性能。路面预防性养护就是在这种背景下产生的。加拿大在20年前就意识到了预防性养护的重要性,早在20世纪70年代晚期安大略省运输部就系统地应用预防性养护的观念实施了一个路面管理计划。80年代早期,渥太华的市政部门就意识到及时进行路面养护的重要性。美国在20世纪90年代初系统地提出路面预防性养护的概念。近年来,美国的公路管理部门,包括联邦公路管理局(FHWA)、路面维护机构(FP2:the Foundation of Pavement Preservation)和美国各州公路工作者协会(AASHTO)联合发起了实行路面预防性养护的策略。AASHTO在1999年对41个运输部门进行了调查,已有36个运输部门制定了路面预防性养护计划,所有运输部门都开始采用各种路面预防性养护措施。为了推动这项技术,AASHTO已经在6个方面资助了50个研究子课题。
3.2.2 国内发展情况
各国道路都已经向着建养并重的趋势发展,我国也不例外。我国《公路沥青路面养护技术规范》(JTJ073-2001)明确提出:公路养护工作必须贯彻“预防为主,防治结合”的方针,说明预防性养护已经得到了一定的重视。少数省份如河南、河北、江苏、山东、陕西等开始在这方面进行尝试。为了满足高速公路维修养护的需要,一些单位已经开始研发高分子聚合物改性沥青的稀浆封层。通过“八五”期间交通部重点新技术推广项目“乳化沥青稀浆封层成套技术”的研究和推广,稀浆封层技术有了一定的发展。河南省公路管理局、新乡市公路科技研究所和前西安公路交通大学合作,采用丁苯乳胶与CRS-1型慢裂快凝阳离子乳化剂混合再加上辅助剂制成改性乳化沥青,进行了改性稀浆封层施工。2003年8月,河北省衡水市在国道G307线武强县城北段完成了12 km同步碎石封层试验段,效果良好。经过封层后的路面使用状况大大改善,并且经过多次雨水冲刷,没有发生渗水现象。近年来,在沪嘉高速、沪宁高速、四川内宜高速等公路路面上进行了微表处施工。另外,目前国内已成功地开发出了一种专用于预防性养护的“沥青路面养护剂”,已在生产上推广使用。
4.沥青路面预防性养护内容和特点
4.1养护时机合理
沥青路面在其寿命周期内可分为3期:①建成投入使用开始,沥青逐渐被氧化、损耗;②沥青路面出现微小裂缝、小坑槽或脱皮现象;③路面出现较大面积裂缝,并贯通形成龟裂,最终出现结构问题。路面预防性养护是对高速公路路面采取的一种高标准的养方式,要求在路面尚处于良好状态时,即路面处于第1阶段时始,沥青逐渐被氧化、损耗;②沥青路面出现微小裂缝、小坑槽或脱皮现象;③路面出现较大面积裂缝,并贯通形成龟裂,最终出现结构问题。路面预防性养护是对高速公路路面采取的一种高标准的养护方式,要求在路面尚处于良好状态时,即路面处于第1阶段时开始采取保护性养护措施,把病害消灭在萌芽状态,使路面始终处于良好的服务状态。
4.2养护周期规律
预防性养护标准高,而路面使用性能随时间变化逐渐下降,因此必须周期性实施养护措施,即定期开展路况调查,采集路况数据,进行分析与评价,当路面使用性能降到预定标准时,及时实施养护策略,恢复路面服务功能,如此循环往复。一般高速公路要求每年进行一次路况检测,实施预防性养护可增加检测频率,特别是对日常巡查中发现病害的路段作专项检测与评价,根据分析、评价结果实施养护措施。因此,预防性养护具有明显的周期性,相对于另外2种路面养护类型,其周期短,即养护频率高。研究表明:沥青路面在一个寿命周期内实施6次以上全路面预防性养护,可取得良好的经济效果,同时保持路面较好的服务功能。
4.3预防性
对路面状况连续检测、评价3年后,获得一组连续数据,可以建立模型对路面使用性能各指标进行预测,对将来需要养护的路段及养护对策进行预测。通过路况的检测、评价与预测,适时对路面采取适宜的保护性养护措施,保护路面,预防各种病害的发生与发展。通过评价与预测,考虑未来交通量的增长,对出现病害或预测即将出现病害的路段针对病因采取有效措施,做到治本治标,以防微小病害发生与恶化。所以预防性养护属于主动养护,体现了“预防为主,防治结合”的养护原则。
4.4机械化程度高
路面预防性养护离不开先进的检测手段。先进的检测手段效率高,不仅能满足预防性养护的检侧频率,而且能保证检测数据的精度和科学性,处理数据、信息的能力也大大提高。很多发达国家都非常重视高速公路的检测效率和质量,已开发和应用集成检测技术,由1台专用车可完成路面状况的各项检测。另外,路面预防性养护宜采用机械化的施工方法,以
保证路面养护施工高效、优质、快速完成。
5.预防性养护措施
5.1灌缝
处置基本上是为了阻止水分进入现存的裂缝中,补缝和灌缝分别指处理几乎不活动的裂缝和正在温度及车轮荷载下发展的裂缝。由于路面结构采用的半刚性基层沥青路面结构,因而路面出现了不同程度的反射裂缝,为了防止雨水冲刷及在荷载作用下裂缝扩展,及时对裂缝进行灌缝。目前,国内常用的裂缝修补方法有:普通沥青灌缝、SBR改性乳化沥青灌缝、路面裂缝密封胶修补裂缝和压浆法修补裂缝。
5.2坑槽修补
针对路面出现的局部破坏如坑槽、松散等,常采用修补方法为:热补法和冷补法。采用就地热补的方法,过去通常的做法是将破坏区域的旧沥青混合料全部清除,然后再用新沥青混合料填补,这种修补方法可以保证修补质量,但大量的旧沥青混合料被废弃,造成了资源的极大浪费和环境污染。为了避免资料的浪费,国内不同省份进行了冷补材料的开发和应用
5.3路表封层
路表封层技术主要用于恢复路面功能性损坏和非失稳性车辙的处治。参考国内外经验,常用的路面封层技术包括:雾状封层、沥青表处、碎石封层、薄层热拌沥青混合料、超薄磨耗层、稀浆封层和微表处技术。各路表封层适用条件如下:
(1)雾状封层。
雾状封层的作用是封闭路面,阻止路面开裂松散,延缓路面老化,提供路面边缘与路肩的轮廓。雾状封层仅仅是在路表面喷洒不含集料稀释的乳化沥青。适用状况功能性:①中等的纵横向裂缝,块状裂缝;②表面松散、风化;③老化的沥青路面;④水侵入结构:没有改善路面结构仅仅是防止水分进入路面结构内部。施工可行性:需要乳化沥青的破乳时间,因此施工后要封闭2 h以便破乳。期望寿命: 1~2年,造价: 2.88~4.32元/m2。
(2)沥青表处。
沥青表处通过喷洒聚合物改性沥青填充空隙和裂缝;喷洒细集料或沙子;再喷洒聚合物改性沥青;最后使用胶轮压路机碾压。气候:适合各种气候环境,在高温干燥环境下最优。交通:在低等交通量下效果良好(日交通量<7 500)。适用状况功能性:①中度的纵横向裂缝,块状裂缝;②表面松散、风化(施工时应清除表面松散料);③水侵入结构:没有改善路面结构,但是能暂时的封住低等的裂缝。施工可行性:路表面需要清洁,需要特别的铣刨设备。期望寿命: 1~3年,造价: 7.2~11.92元/m2。
(3)碎石封层。
碎石封层在路面喷洒乳化沥青后,洒布碎石石屑,用压路机将骨料嵌挤进原路面50~70%,效果与集料级配、最大粒径相关,可进行罩面及提高抗滑性能。双层可以获得很好的路用性能。交通:通过合适的设计与施工,碎石封层可以在重交通路面上表现优异,然而由于碎石易于松散,主要还是应用在中轻交通路面上。适用状况功能性:①低等的纵横向裂缝,块状裂缝;②表面松散、风化;③老化的沥青路面;④水损坏;⑤轻度不平整;⑥轻度唧浆;⑦抗滑能力降低施工可行性:路表面需要清洁,在温暖时间施工,碎石洒布要紧跟沥青洒布,碾压要紧跟碎石洒布,大概要封闭2 h才能开放交通。期望寿命: 4~7年,造价:单层7.1~8.64元/m2,双层10.56~11.92元/m2。
(4)薄层热拌沥青混合料。
薄层热拌沥青混合料铺设厚度19~38 mm的沥青混合料,密级配、开级配、SMA均可。薄层沥青虽作为功能层考虑,但仍然部分承担了车轮荷载的应力分布。适用状况功能性改善:①中轻度的纵横向裂缝,块状裂缝;②表面松散、风化(施工时应清除表面松散料);③路面
不平整;④轻度唧浆;⑤抗滑能力降低路面使用性能;⑥抗车辙。施工可行性:路表面需要清洁,洒布粘层油提高与现有路面的粘结,薄层沥青散热快,需要规定最低碾压温度保证及时碾压。期望寿命: 7~10年,造价:密级配16.7~19.2元/m2,开级配12~13.5元/m2。
(5)超薄磨耗层。
超薄磨耗层由断级配、改性沥青组成的混合料所铺设的10~20 mm的HMA表层,可以有效填补裂缝,提高摩阻力,是一种新型的处理办法。气候:各种气候环境性能优异。交通:比其它养护措施更能承受高交通量及重载。适用状况功能性:①低等的纵横向裂缝,块状裂缝;②表面松散、风化;③路面不平整;④轻度唧浆;⑤抗滑能力降低。施工可行性:需要特别的摊铺设备及许可。期望寿命7~10年,造价: 24~28.72元/m2。
(6)稀浆封层。
稀浆封层通过将良好级配的集料(细砂和矿粉构成)和乳化沥青的构成的混合物,通过专用喷洒器喷洒在整个路面表面。对处理低等级的裂缝、路表防水、提高在64 km /h车速下的汽车抗滑能力有效,厚度通常小于10 mm。交通:适用交通量大,车辆荷载增加而破坏的公路,稀浆封层材料的特性(如集料质量、级配、乳化沥青含量)可以根据交通量状况调整。适用状况功能性:①低度的纵横向裂缝,块状裂缝;②表面松散、风化;③老化的沥青路面;④抗滑能力降低;⑤填补车辙带(车辙不严重)。施工可行性:路表面需要清洁,集料干净、有棱角、耐磨、级配良好、均一(100%破碎),避开在高温天气施工(防止冲刷问题),未破乳前不得开放交通,在允许最低温度下不得施工。期望寿命: 3~5年,造价: 6.72~9.12元/m2。
(7)微表处。
微表处使用聚合物改性乳化沥青、细集料、矿粉、水与稀浆封层采用的一样的添加剂。主要目的是阻止松散、路面老化、同时提高路面的抗滑性能。可以提高路面平整度,填补15 mm以内的车辙。适用状况功能性:①中度的纵横向裂缝,块状裂缝;②表面松散、风化;③老化的沥青路面;④轻度不平整;⑤中轻唧浆;⑥抗滑能力降低;⑦填补车辙(车辙已经稳定)。施工可行性:为防止流淌,应避免在高温时间施工,在寒冷地区铺设则有可能导致松散,不要在允许最低温度下施工。期望寿命: 4~7年,造价: 8.4~16元/m
25.4预防性养护最优时间的选择
预防性养护决策的核心在于养护时机的选择,这是达到预防性养护经济性目标的关键。而对给定的路面,选择的预防性养护技术措施相关的最优时间,使得养护成本最小而养护效果最好。在这里,可以应用寿命周期成本分析法,即“为了使用户所用的系统具有经济寿命周期成本,在系统的开发阶段将寿命周期成本作为设计的参数,而对系统进行彻底的分析比较后作出决策的方法”。在预防性养护决策分析中,特殊之处是分别将养护技术措施在寿命周期内不同时间实施作为比选方案,进行效益成本评价,得到寿命周期成本最低的方案,也即是与养护技术措施相关的最优时间。如果可行的养护技术措施不止1种,则将多种措施的最优时间作为比选方案,再次进行分析决策。
(1)确定寿命周期:对一般工程产品而言,寿命周期是指从研究开发、设计、建造、使用直到报废所经历的全部时间;对路面预防性养护而言,全生命周期则是指从高速公路从投入运营(养护周期开始的时间点)直到路面状况超出允许值、路面需要重新翻修(养护周期结束的时间点)的时间段。
(2)工程系统效率:工程系统效率SE是投入寿命命周期成本后所取得的效果或者说明任务完成到什么程度的指标。在路面预防性养护中,以路面质量指数PQI为总体评价指标,采用路面状况、行驶质量抗滑性能为单项分析指标,也可采用路面破损率(坏板率)、国际平整度指数IRI、横向力系数等直接指标进行分析。
(3)工程寿命周期成本:寿命周期成本LCC是系统在寿命周期内的总费用,广义上不仅包括资金意义上的成本,还包括环境成本(如技术措施导致的环境污染)、社会成本(如造成的使用者延误费用)。而在预防性养护寿命周期成本计算中,目前主要是指资金成本。具体计算中,对每一个比选方案,除了要计算预防性养护技术措施费用,还应预测预定分析期内可能采用的日常养护费用、路面达到应当翻修状态下所需的改建工程费用等。
(4)确定最优方案(时间)对一种技术措施来说,Topt就是实施预防性养护的最优时间,也可以说是最优,可以得到最大的效益比成本。如果有多种可行的技术措施,则需将各种技术措施在最优时间实施作为比选方案,再次计算CE,取CE最大值者为最优方案。
6.结语
预防性养护是解决矫正性养护形成的非良性循环的有效模式。有资料显示预防性养护可延长公路寿命达15年,养护费用降低45%。在发达国家的多年应用表明,预防性养护是理论基础坚实、决策体系科学、工作程序规范、技术措施先进、经济效益显著的高速公路养护模式。而我国公路管理部门对预防性养护的研究和应用刚刚起步,缺乏基础数据和实践经验,因此积极研究和推广预防性养护,在我国的高速公路养护管理中具有积极意义和重要价值。参考文献:
【1】 郭贵平,高等级公路养护技术与养护机械,人民交通出版社,2001
【2】 权戈冰,项琴,朱宏伟,沥青路面预防性养护的研究进展及趋势,交通标准化,2008
【3】JTJ 073.2-2001,公路沥青路面养护技术规范
【4】 李树斌,高速公路沥青路面预防性养护技术探讨,科技经济市场工程建筑,2008
【5】 陈园明,高速公路路面预防性养护探讨分析,黑龙江交通科技,2007
【6】 王开生,高速公路路面预防性养护技术,黑龙江交通科技,2008
5.沥青路面预防性养护介绍 篇五
发布时间:2007-09-
21樊英华,孔繁盛山西省交通科学研究院
摘要:通过大运高速公路沥青路面的调查,在对数据进行分析的基础上,提出沥青路面预防性养护的时机的几种确定方法,可作为高速公路沥青路面进行预防性养护对策制定的参考。
关键词:沥青;路面;预防性养护;时机;确定
0、引言
山西省交通科学研究院于2001年承担山西省交通厅科技项目“高等级公路长期使用性能的研究”,作为该项目的一项重要分题,我们对预防性养护技术进行了大量调查研究。预防性养护是为了防止路面早期损坏和延迟路面损坏的进程而采取的措施,其目的是延缓路面的损坏,增加路面的使用寿命。为了防止路面轻微病害的进一步扩展,以减缓路面使用性能进一步恶化与延长路面使用寿命为目的的养护作业,通常用于没有发生损坏,或只有轻微病害与病害迹象的路面。
预防性养护概念是美国2O世纪90年代初提出的,其有别于传统的道路养护理念。主要有以下观点:a)不改进路面结构性能的情况下,使具有良好服务水平的道路保持更长时间;b)在恰当的时间、用恰当的方法,在合适的路段进行养护。预防性养护是一种社会效益和经济效益均很好的养护方法,其有效性和经济性在很大程度上取决于采取预防性养护措施的时机。美国于2003年7月在密执安州立大学成立了国家道路预防性养护中心(NCPP),专门从事预防性养护时机以及相关技术的研究。另外,AASHTO、FPP和FHWA主办了多次预防性养护专题研讨会,准备用3年的时间来支持预防性养护时机选择的研究项目。但到目前为止,路面预防性养护的时机问题仍然没有得到满意解决。
截至2006年底我省高速公路通车里程达到了1752 km,其中,其中沥青路面约占总量的90%,所以沥青路面使用质量直接影响到我省交通的畅通和经济的发展。鉴于此,对我省大运高速公路进行了全面调查,以求研讨预防性养护有效时机。
1、调查过程简述
1.1 主要调查内容
本次针对预防性养护对策的调查工作主要进行了路面颜色、渗水系数、构造深度、路面轻微病害等几个内容:
(1)沥青路面颜色的变化(深浅)
调查沥青路面颜色的变化,分析路面颜色的深浅变化的原因(如沥青用量、矿料类型、行车磨耗、老化、沥青膜剥落、集料脱落等)。
(2)目测道路表面状况
沿路观察路况并结合询问管理人员,记录沥青剥离、集料脱落、表面微裂缝等轻微病害。
(3)构造深度检测
按照施工时路面标段划分,每标段选取典型路段在主车道轮迹带检测路表的构造深度。
(4)渗水系数检测
在构造深度相同位置进行渗水试验,以评价路面的密水性能,同时与构造深度进行相关分析。
1.2调查结果
通过路况调查及现场检测数据分析,得到以下调查结论:
a)路面表面颜色主要受碎石颜色影响,不能据此作为是否进行预防性养护的依据。
b)沥青膜剥离、集料的脱落(松散)阶段是预防性养护的有效时机。
c)现有渗水试验不能作为路面是否进行预防性养护评价的依据,目前沥青路面渗水仪根本不能反映行车尤
其是高速行车条件下的路面渗水情况,以及由此而产生的动水压力对路面的破坏情况,所以使用目前的渗水仪不能判别路面的抗渗性能,应使用从新选定适合条件的渗水实验装置。
d)构造深度可与目测结合制定预防性养护时机及措施。
2、AC类沥青路面路预防性养护时机确定
从目前来看,国内外对预防性养护时机,还没有十分有效的单一方法来界定,通过本次调查,结合国内外研究成果提出以下方法。
(1)运营时间确定预防性养护时机法
国外学者Hicks等人认为每个路段大致都有一个需要进行预防性养护的时间。虽然进行各种预防性养护的实际时间随交通水平和环境有所不同。但管理部门可据此确定所辖路段进行预防性养护的大致时间。本次检测路段通车时间在4-5年,大部分路段还处于良好状况,为减少病害的出现及恶化,应及早实施预防性养护措施,结合国外对预防性养护措施实施的时间,提出时机及对策如表1。
表1 不同预防性养护措施应用的时间
(2)目测调查结合构造深度检测确定预防性养护时机
通过对比大运高速公路调查,发现技术人员的目测判断对预防性养护时机的确定作用较大,表2为目测对路表特性分级依据。
表2AC类沥青混凝土路面路表特性分级表
调查过程中发现,构造深度与集料的脱落存在一定的相关性,考虑各路段级配变异及混合料的离析,分析时用路段平均值来进行评定。通过数据分析发现,构造深度大小与集料脱落程度有对应性,即同一段段落构造深度越大,对应的集料脱落越严重。集料脱落轻微路段平均值在0.6 mm左右;根据以往检测对AC类沥青路面,竣工时构造深度一般在0.4-0.60 mm之间,特大、特小值分析应该为沥青混合料离析所致,结合路段调查结果,发现构造深度0.7 mm左右为集料脱落程度的临界值。而当测点构造深度在0.8 mm以上,对应集料脱落严重,已经处于不利状况。综合考虑确定当构造深度处于0.7-0.8 mm时,为实施第一次预防性养护的临界时机。
调查中发现,当集料脱落继续加重,构造深度达到0.8 mm甚至更大时,路表将出现大量的微裂缝,并且微裂缝有连通、加剧的趋势,这时一些粗集料也开始脱落,使得集料之间的束缚减弱,部分集料已经凌空,在一次或几次大吨位轮胎作用下可能很快就脱落,进而形成坑洞及坑槽,也加大了雨水进入引起水损坏的机会。所以,综合考虑实施微表处和薄层罩面的临界构造深度为0.8-1.0mm和>1.0mm。
此外提出一个新指标,即轮迹带构造深度与两轮迹带中间构造深度比,简称构造深度比TDR。调查显示,行车道轮迹带受车轮的长期碾压、磨损,表面集料脱落明显较行车道中间带大,调查中TDR数据表明构造深度比均大于1。部分路况较好段,构造深度比在1.2以下,故以此为临界值,由于本次调查路段使用年限均不太长,未检测到构造深度超大值,故根据路况的可能发展趋势,将不同预防性对策的临界值暂定为1.2-1.3、1.3-1.5、>1.5。由于受路段数量、检测点数及通车年限的影响,本文推荐构造深度比仅作为参考指标,待进一步深入研究后,再作为主要指标。另外建议各路段建立相应的数据库资料,对比分析,建立本段的构造深度比的临界值,使该指标能够更准确的评价路面性能。
综合以上分析结果,提出表3所列确定预防性养护时机及措施的方法。
表3 目测调查结合构造深度确定(AC级配)沥青路面预防性养护措施
注1:构造深度指行车道轮迹带检测值的平均值。
注2:构造深度比为行车道轮迹构造深度与行车道中间带构造深度比,在判定时机时仅作为参考因素。注3:本表仅针对AC级配沥青混凝土路面。
该方法必须由有经验的养护技术人员通过目测调查及路况发展比较,结合构造深度的检测确定,实施时应以目测情况为主结合构造深度,进行相应的预防性养护措施。目测及构造深度检测时应以1 km为一个评定单元,目测采取徒步进行,并将路表情况拍照、记录;同时在该单元随机抽取20个断面检测构造深度及计算构造深度比,以平均值代表该路段。
(3)专家论证确定预防性养护时机及措施
无论采取上述那种方法,都建议进行专家论证。预防性养护是在路面还处于良好状况下,路面外观根本没有表现出多少破坏或路面仅仅有某些破坏的前期征兆时而采取的措施,受多种不确定因素影响。所以养护单位在初步制定预防性养护措施后,应邀请3-5位养护方面的专家,对所处治路段进行评价并对拟用措施进行论证,在此基础上最终确定实施方案。
3、结论
6.沥青路面预防性养护介绍 篇六
建立了高速公路沥青路面预防性养护的宏观路况标准与微观路况标准,介绍了该标准的确定过程、使用方法与应用情况.研究表明建立的`宏观标准符合预防性养护的理念与特点,高低适宜,范围适当,与微观标准配合.
作 者:刘祥胜 LIU Xiang-sheng 作者单位:安徽省高速公路总公司,安徽,合肥,230051 刊 名:淮北职业技术学院学报 英文刊名:JOURNAL OF HUAIBEI PROFESSIONAL AND TECHNICAL COLLEGE 年,卷(期):2009 8(1) 分类号:U416.217 关键词:预防性养护 宏观路况标准 微观路况标准 高速公路 沥青路面
7.高寒地区沥青路面预防性养护 篇七
随着我国公路交通的快速发展,西藏公路交通建设取得了可喜成绩,为促进西藏经济发展和维持社会稳定发挥着重要作用。就路面而言,沥青路面已广泛应用于青藏公路、川藏公路、新藏公路等干线公路,显著提高了公路的舒适性与服务水平。但西藏高海拔寒冷地区的低温、冰冻、强辐射等特殊自然条件,给沥青路面的使用带来了明显影响,与一般地区相比,沥青路面使用性能降低较快,使用寿命缩短。同时,西藏高寒地区的低温冰冻、高寒缺氧给沥青路面养护带来了很大困难,更加速了沥青路面的破坏。本文在系统分析西藏高寒地区沥青路面主要病害与成因的基础上,借鉴已有经验,论述西藏高寒地区沥青路面进行预防性养护的意义以及适宜的预防性养护措施,为提高高寒地区沥青路面使用性能提供依据。
1 沥青路面主要病害类型及成因
1.1 病害类型
通过多年对青藏公路等西藏高寒地区公路沥青路面的调查和研究,发现沥青路面的主要病害有变形、裂缝、松散和泛油。
变形是沥青路面最为严重、最为常见的破坏形式,主要表现为波浪、沉陷和车辙。变形破坏与公路所处地区的多年冻土有密切关系,受冻土路基的冻融影响显著,主要分布于多年冻土区,在融区和季节冻土区则较少。
裂缝是沥青路面上较为普遍的破坏类型,主要有横向裂缝、纵向裂缝、块状裂缝和龟裂等。横向裂缝所占比例较大,且分布较有规律性,在同一路段内基本等间距分布,裂缝间距大多集中在5 m~20 m之间,且在路面宽度范围内贯通。纵向裂缝多出现在高路堤路段的路面中央和路肩边缘,严重程度不断加剧,长度由数米至数百米不等。块裂和龟裂多出现在沉陷路段,这种裂缝在行车荷载的作用下极易扩散,造成更大面积的损坏。
沥青面层松散类破坏包括松散、坑槽、脱皮等,其中以松散破坏占多数。受轮胎与路面的作用以及环境因素的影响,不少路段路面表层材料散失严重,中细集料散失,粗集料外露,表面粗糙,路面呈现坑凹。
1.2 病害成因分析
西藏高寒地区沥青路面的各种病害是该地区沥青路面特殊使用条件与施工条件综合作用的必然结果,其病害产生的原因可以归结为气候因素、交通荷载、设计、施工和养护管理五个方面。
常年持续低温、降温速率快、昼夜温差大、日照强烈、太阳总辐射量大是高寒地区的主要气候特征。在低温下,沥青变得脆硬,沥青混合料的劲度模量高,变形能力和应力松弛性能差。强辐射作用下,沥青老化加快,变得干涩,粘性降低,使混合料的水稳性下降而出现松散、坑槽等病害。同时,沥青老化也使沥青混合料的低温抗裂性能降低,裂缝率提高。
近年来随着西藏各项建设事业进程的加快,公路运输车辆日益大型化,轴载不断增大,重载比例不断提高,恶化了路面的工作条件。
西藏公路在设计和施工中为了适应低温条件,一般均用高标号沥青。虽然高标号沥青低温柔性好,低温抗裂性强,但其粘性较低,与集料粘附性较差,造成水稳定性差和抗冻性能不佳,这是沥青路面出现松散类病害来自材料方面的一个主要原因。沥青路面的特殊施工条件主要有施工工期短、施工温度低、碾压成型困难和养生条件有限等。该地区最佳施工时间为每年的5月~9月,但气温仍较低,日温差也较大,夜间往往出现负温,有效施工时间短。同时,降水又集中在7月~9月,且雨雪无常,明显影响路面施工的连续性。另外,路基增高和加宽部分的压实不足也是导致路基路面产生纵向裂缝的主要原因之一。
2 预防性养护及其意义
2.1 预防性养护的概念
预防性养护,就是在合理的时间内对相关公路设施进行正确维护。预防性养护以道路系统正常使用状态下的部分功能性缺失为对象,以延缓道路损坏,延长道路使用寿命为目的,需在路面出现明显破坏之前进行。
2.2 预防性养护的意义
长期以来,公路的养护和运营成本以及正常的通行之间存在着明显的相互制约甚至矛盾。预防性养护就是基于解决上述矛盾而提出的一种全新的路面养护理念。旨在寻求一种更有效的公路沥青路面养护措施,特别是特殊地区沥青路面的养护,保证公路运营质量和运输效率。为了从根本上解决上述矛盾,最大可能的使路面病害在产生的初期就得到控制甚至彻底消灭,从而避免路面病害的蔓延与进一步恶化影响其使用性能,大大的降低公路养护费用,使得路面自始至终都处于正常的服务水平,沥青路面的预防性养护作为一种全新的养护新理念已经成为公路沥青路面健康发展的必然需求。
3 西藏高寒地区沥青路面预防性养护
3.1 改性乳化沥青稀浆封层(微表处)
3.1.1 应用场合
病害少的部分路段,可直接进行微表处封水处理;局部路段破坏严重,需要铣刨处理掉病害部位,补充面层后再做微表处;个别路段存在着基层、底基层破坏,即产生严重沉陷的部位,需要挖除破坏层后,重做结构层、面层,再进行微表处理。
3.1.2 裂缝处理
裂缝宽度在2 mm以下,采用高压气体喷射设备进行清缝,清除缝隙内积留的灰尘和杂物。清缝完毕后,可直接采用微表处理,或者先进行灌缝处理,再进行微表处理。灌缝时,填缝材料需在具有双层保温层,间接导热泊加热的锅炉内搅拌融化,同时应避免在填料时产生气泡。裂缝宽度在2 mm以上时,采用开槽切割,高压气体喷射清缝,吹扫次数不得少于两次,直至清理干净为止。清缝完毕后必须进行灌缝处理,最后微表处理即可。
3.1.3 道路凹槽及车辙处理
针对路面产生的凹槽,一般采用切割机切齐边线,将旧料铲除,并用热拌混合料进行强度修补,强度达到要求后再进行微表处理。
深度超过10 mm车辙,需用车辙填补箱单独处理,然后在行车的作用下养护24 h,再在上面进行微表处理。深度小于10 mm局部车辙或窄车辙,应先进行铣刨,用普通沥青混合料修补处理,以恢复路基、路表强度及横断面形状,达到设计要求,最后再进行微表处理。
对于基层及底基层破坏的段落,应按照前面所述挖除破坏的结构层后重新摊铺、养生处理后再进行微表处理。
3.2 同步碎石封层
3.2.1 技术要求
从对沥青路面的预防性养护角度来看,与其他的技术相比,同步碎石封层技术并没有对施工条件提出更高的要求,但是为了提高养护性能,充分发挥这种新技术的优势,还需要有一定的条件。首先,要对公路表面损伤进行诊断,明确将要进行修补的要害问题;充分考虑沥青结合料和骨料的质量标准,比如其润湿性、粘合性、耐磨性、抗压性等;在技术规范所允许的范围内进行摊铺操作;正确合理地选择材料,确定级配,正确操作摊铺设备。
3.2.2 施工工艺
常用的结构:普遍采用间断级配结构,碎石封层所用石料粒径范围有严格要求,即等粒径石料最理想。考虑到石料加工的难易程度及路面防滑性能的要求不同,可采用2 mm~4 mm,4 mm~6 mm,6 mm~10 mm,8 mm~12 mm,10 mm~14 mm 5挡,比较常用的粒径范围为4 mm~6 mm,6 mm~10 mm两种,而8 mm~12 mm和10 mm~14 mm这两挡主要用于低等级公路过渡型路面的下面层或中面层。
根据路面平整度情况和抗滑性能要求确定石料的粒径范围。一般路面养护进行一次碎石封层即可,在路面平整度较差时可选用适宜粒径的石料作为下封层整平,然后再做上封层。碎石封层作为低等级公路路面时需两层或三层,各层石料粒径应互相搭配以便能产生嵌挤作用,一般遵循下粗上细的原则。
封层前要对原路面进行认真清扫,作业过程中应保证足够数量的胶轮压路机,以便在沥青温度降低之前或乳化沥青破乳后能及时完成碾压定位工序。另外,封层后即可通车,但在初期应限制车速,待2 h后可完全开放交通,从而防止快速行车造成石子飞溅。
使用改性沥青作为粘结料时,为保证雾状喷洒而形成均匀、等厚度的沥青膜,必须保证沥青的温度在160 ℃~170 ℃范围内。
同步碎石封层车的喷油嘴高度不同,所形成沥青从溶胶型向凝胶型转变,减少了沥青中“自由”蜡的含量,从而使改性沥青的性能得到明显改善,尤其是高温性能、低温抗裂和抗老化性能更为突出。
同步碎石封层车应以适宜的速度均匀行驶,在此前提下石料和粘结料两者的撒布率必须匹配。作为表处层或磨耗层的碎石封层,其使用条件是原路面平整度和强度满足要求。
3.2.3 技术优势
同步碎石封层技术应用于路面养护,由于胶结料和石料的粘结,使得铺筑后的封层有良好的抗裂性能,减少了路面的裂缝,对原路的裂缝有一定的修复作用。同步碎石封层表面粗糙,改善了原路面的抗滑性能,提高了公路路面的使用功能及服务水平。同时可以节省材料设备成本,降低工程造价,提高工作效率,由于同步碎石封层设备的高精确度,也使得劳动强度大大降低。施工完成后,2 h内即可通车,缩短了封闭交通的时间,提高了公路的运输效益。总之,同步碎石封层技术作为一种全新的养护手段,其经济性能和技术性能都十分优越。应沿着引进、消化、吸收、改进、提高的技术路线将该技术早日推广到公路建设和养护生产中。
4 结语
1)预防性养护可以防患于未然,对于减轻低温冰冻、强太阳辐射老化等对高寒地区沥青路面的危害,延长沥青路面使用寿命具有重要意义,应在养护管理中予以重视。2)变形、裂缝、松散和泛油是西藏高寒地区沥青路面的主要病害类型,而该地区特殊的自然条件是沥青路面病害的主要原因之一。3)改性乳化沥青稀浆封层(微表处)和同步碎石封层可以有效预防表面裂缝、表面老化及其进一步诱发的沥青路面病害,且施工简便、成本较低,适宜于西藏高寒地区沥青路面预防性养护。
摘要:为了进一步提高西藏高寒地区沥青路面使用性能,降低养护维修成本,延长使用寿命,在总结分析西藏沥青路面病害与成因的基础上,借鉴国内外沥青路面预防性养护的经验,论述了适宜于高寒地区沥青路面的预防性养护技术措施,以达到预期目标。
关键词:沥青路面,高寒地区,预防性养护,病害
参考文献
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[3]沙庆林.高等级公路半刚性基层沥青路面[M].北京:人民交通出版社,1998.
[4]周辉.高速公路沥青路面预防性养护研究[J].中外公路,2007,27(3):246-247.
8.沥青路面预防性养护介绍 篇八
1、沥青路面预防性养护措施
1.1微表处养护技术
微表处是采用专用机械设备将聚合物改性乳化沥青、粗细集料、填料、水和添加剂等按照设计配合比拌合成稀浆混合物摊铺到原路面上,并很快开放交通的具有高抗滑和耐久性能的薄层。微表处养护的施工工艺如下:
施工前的准备,即:对摊铺机进行标定,建立微表处混合料设计得出的各组成材料的质量与其体积间的关系,确保施工配合比的准确程度;对原路面进行处理,根据原路面的状况,选择使用人工或机械清扫、路面冲洗、鼓风机吹风等方式将路面清扫干净、干燥;进行放样划线,如果不是直接以车道线、路缘石等为参照,应根据路幅宽度、路拱横坡、摊铺宽度沿摊铺方向画出控制摊铺线,但尽可能使纵向接缝位于车道线附近;实行交通管制,采取交通管制措施,确保施工人员和施工机具的安全、未成型的微表处层。微表处摊铺作业工艺,即:将符合要求的各种材料装入摊铺车内,将装好料的摊铺机开至施工地点,对准控制线,放下并调整好摊铺箱,使其边缘橡皮及滑板紧贴路面;按生产配合比和现场矿料含水率情况,依次或同时按配比输出矿料、填料、水、添加剂和乳液,进行拌合;拌好的混合料流入摊铺箱并分布于摊铺箱达到适量时,开动摊铺车匀速前进,在需要时同时打开摊铺车下边的喷水管,喷水湿润路面;摊铺速度以保持混合料摊铺量与拌合量基本一致为准,保持摊铺箱中混合料的体积为摊铺箱容积的三分之一至二分之一;稀浆混合料摊铺后,应立即对局部缺陷处进行人工找平,对超大粒径骨料产生的纵横向刮痕尽可能清除;当摊铺车内任何一种材料快用完时,应立即关闭所有输送材料的阀门,让搅拌器中的混合料拌合完并送入摊铺箱,摊铺完后摊铺机停止前进,升起摊铺箱,将摊铺车移出施工点(遗留在路面上的混合料必须清理掉),用水清洗搅拌缸和摊铺箱,并用刮刀对橡胶板进行清理,而后重新装料摊铺;当整个作业面工作完成后,应进行初期养护,禁止一切车辆和行人通行,直到混合料能够满足开放交通的要求为止。
1.2碎石封层技术
碎石封层技术是一种在喷洒沥青类结合料后立即撒布一定粒径的粗集料,经碾压而形成的薄层封层。碎石封层的施工工序如下:沥青洒布车和石料撒布车的标定;清除路面突起部分,用鼓风机将路面上所有的松散材料处理干净,彻底清扫路边缘和路肩;准备施工材料,乳化沥青保持适宜温度,碎石筛除超粒径颗粒及粉尘;进行乳化沥青洒布,然后跟进撒布碎石,乳化沥青洒布车与碎石撒布车相距应在50米范围,沥青洒布温度控制在70到80度,尽量让沥青结合料与碎石撒布时间缩短;撒布碎石后的5分钟内在乳化沥青破乳前进行碾压,全幅至少碾压两遍,每次碾压重叠碾压宽度的一半,最后一遍的碾压方向应与开放交通时的行车方向一致;施工结束前清扫路面多余粒料,开放交通前保证路面有充足的时间养生成型,避免新铺筑的碎石封层路面遭到破坏。
1.3季节性预防性养护
公路沥青混凝土路面预防措施要根据不同的季节采取不同的方法,比如:春季刚刚过完寒冬,路面结构会发生冻胀现象,表层也会出现水痕,此时需要在这些部位在路肩、路基边坡挖排水渗沟,将地面水引流到结构之外。夏季雨水多,气温高,要充分做好路面的排水工作,防止路面长时间潮湿造成的破坏,由于高温的作用,沥青路面容易软化造成路面成波浪状,这是要注意洒水降温,一般在正午时进行,也不宜洒水过度,以防引起交通安全事故;秋季要做好公路沿线边沟积水的疏导排放工作;冬季要注意防冻问题,保证路面处于干燥状态,避免路面结构发生冻胀而造成的破坏。
1.4雾封层
雾封层技术的最大功效是防止路面材料的进一步老化,延长路面的使用寿命,它主要是利用专用设备,以雾状将雾封层材料洒到沥青路面上,将路面上的微小裂缝封闭住,使之能够有效防水和避免松散,它是一种经济有效的预防性养护措施,它的养护成本低,施工机具智能化、施工速度快;乳剂型和溶剂型是雾封层所采用的主要材料,将前者喷洒在路面上可以有效防止路表水渗入路面结构层,避免松散和坑槽等的水损害,后者在前者的作用之上还可以为原路面老化沥青补充轻质油份,使得老化的,沥青再生;该技术比较实用于路面表面贫油、麻面、细颗粒脱落等病害情况。当然,这种方法关键点在于选择适当的养护时机,如果没有及时选择此养护方法,病害发展程度已经非常严重了,该方法的使用效果就会大大降低;并且这种方法不适合路面摩擦系数较低的路段。
2、结束语
总之,沥青路面在使用过程中,难免会出现车辙、裂缝、松散、坑槽、脱皮等破损病害,若不能及时有效地进行维修,将会进一步使病害加重扩散,加速沥青路面破坏,影响道路的使用安全性能。预养护对策选择之前必须进行路面预养护适用性判断,以保证预养护的效果。
参考文献:
[1]侯元成.水泥混凝土路面的裂缝防治[J].现代农业科技,2010,(18)
[2]万先进.关于组建高速公路专业化养护公司的探讨[J].重庆交通学院学报(社会科学版),2002,(03)
[3]李祝龙,丁小军,赵述曾.浅谈高速公路养护管理体制及对策[J].公路,2002,(08)
9.沥青路面预防性养护介绍 篇九
雾封层在沥青路面预防性养护中的应用
文章介绍了过雾封层技术的施工工艺控制和使用效果,并结合广东新台高速公路在沥青路面预防性养护中的.应用,取得了良好的效果,为今后推广使用雾封层技术,对沥青路面预防性养护工作中提供一些有益的参考.
作 者:张德中 作者单位:广东能达高等级公路维护有限公司,广东,台山,529261刊 名:中国高新技术企业英文刊名:CHINA HIGH TECHNOLOGY ENTERPRISES年,卷(期):“”(13)分类号:U418关键词:雾封层 沥青路面 施工工艺 路面养护
10.沥青路面养护实习报告 篇十
公路工程与管理专业
一、实习目的
在公路养护质量管理体系中,路面养护是公路养护管理工作的中心环节。今次沥青路面养护的实习,使我有了一次全面的感性认识,加深了我对所学课程知识的理解,使学习和实践相结合,更好地提高和巩固自己的专业技能。
通过实习,能更好地积累实际工作经验和检验自己在实际工作中的能力。
二、实习单位及岗位
经我局领导同意和安排,我参加了广州市公路管理局北城分局东片公路养护中心的养护工作,即边工作边实习,并负责路面病害状况的调查和路面病害的维修质量检查,对各种病害数据进行统计等。
三、实习内容及过程
(一)、加深认识沥青路面常见病害的种类,及病害的破损计量方法
路面是在路基上铺筑成一定厚度的结构层。它直接承受交通荷载的作用,经常受气候、水文等自然因素所影响而损坏,因此,必须采取预防性、经常性的保养和维修措施,以保持路面平整完好、横坡适度、排水畅通,且具有足够的强度和抗滑性能。
根据《公路技术状况评定标准》(JTG H20—2007)规定:
沥青路面破坏类型有:龟裂、块状裂缝、纵向裂缝、横向裂缝、坑槽、松散、沉陷、车辙、波浪拥包、泛油、修补等十一种。实习主要内容是以路况巡查、路面病害的计量方法及修补沥青路面裂缝为主。实习(工作)过程是以1公里路段为巡查单元,下面叙述沥青路面裂缝的识别和计量方法的规定。
1、:龟裂:
龟裂是沥青路面最为重要的一种裂缝形式,在路面上表现为相互交错的小网格状裂缝,其形状类似乌龟背壳而被称为龟裂。按裂缝块度、缝宽的大小及裂缝有无变形,将龟裂分为轻、中和重三种。轻度龟裂:初期裂缝,裂区无变形、无散落,缝细,主要裂缝宽度在2mm以下,主要裂缝块度在0.2~0.5mm之间。
中度龟裂:龟裂的发展期,龟裂状态明显,裂缝区有轻度散落或轻度变形,主要裂缝宽度在2~5mm之间,部分裂缝块度小于0.2m。
重度裂缝:龟裂特征显著,裂块较小,裂缝区变形明显、散落严重,主要裂缝宽度大于5mm,大部分裂缝块度小于0.2m。
损坏的统计按龟裂外接矩形面积计算,测量时分别实地丈量并记录龟裂的外接矩形长和宽,然后计算损坏面积。有时同一片区域中存在不同严重程度的龟裂损坏,无法进行分块区分时,应按其中最重的程度记录和统计。
2、块状裂缝:
块裂表现为纵向和横向裂缝的交错而使路面分裂成近似成直角的多边形大块,块裂的网格在形状和尺寸都有别于龟裂。按照裂缝块度和裂缝宽度的大小,将块裂分为轻、重两和等级。损坏的计量按块裂涉及的路面面积计算。
轻度块裂:缝细、裂缝区无散落,裂缝宽度的3mm以内,大部分裂缝块度大于1.0m。重度块裂:缝宽、裂缝区有散落,裂缝宽度的3mm以上,主要裂缝块度在0.5~1.0m之间。
损坏的统计按块裂外接矩形面积计量,测量时分别实地丈量并记录块裂的外接矩形长和宽,然后计算损坏面积。如同一片区域中存在不同严重程度的块裂损坏且无法进行分块区分时,应按其中最重的严重程度记录和统计。
3、纵向裂缝:
纵裂是与道路中线大致平行的单条裂缝,有时伴有少量支缝,按裂缝宽度大小及裂缝边的破坏情况分为轻、重两种等级。纵裂的计量按长度计算,并按0.2m的影响面积换算成损坏面积。
轻度纵裂:缝细、裂缝壁无散落或有轻微散落,无支缝或有少量支缝,裂缝宽度在3mm以内。
重度纵裂:缝宽、裂缝壁有散落、有支缝,主要缝宽大于3mm。
纵裂长度按裂缝在行车方向的投影长度实地丈量或目测估计,如同一条裂缝的不同部分损坏程度不同,应根据不同的损坏程度分段测量和统计。
4、横向裂缝:
横裂是与道路中线近似垂直的裂缝,有时伴有少量支缝。按裂缝宽度大小及裂缝边 缘的破坏情况分为轻、重两种等级。横裂的计量按长度计算,并按0.2m的影响面积换算成损坏面积。
轻度横裂:缝细、裂缝壁无散落或有轻微散落,无支缝或有少量支缝,裂缝宽度在3mm以内。
重度横裂:缝宽、裂缝贯通整个路面、裂缝壁有散落并伴有少量支缝,主要缝宽大于3mm。
横裂长度按裂缝在垂直于行车方向的投影长度实地丈量或目测估计,如同一条裂缝的不同部分损坏程度不同,根据不同的损坏程度分段测量和统计,并把结果资料上报局生产股。
(二)、沥青路面裂缝病害的维修
由于沥青路面裂缝的修补工作量大,其常用的维修方法是根据裂缝的起因、气候和缝宽的大小来进行。下面我以实习中用过的方法来讲述。
1、对轻微的裂缝
在高温季节,我们常采用喷洒沥青撤料压入法修理,或进行小面积封层;在低温、潮湿季节宜采用阳离子乳化沥青封层或采用相应级配的乳化沥青稀浆封层。
2、由于路面基层温缩、干缩引起的纵横裂缝
缝宽在6mm以内的,首先将缝隙刷扫干净,并用压缩空气吹干净尘土后,我们常采用热沥青或乳化沥青灌缝撤料法封堵;缝宽在6mm以上的,先剔除缝内杂物和松动的缝隙边缘,或沿裂缝开槽后用压缩空气吹干净,采用砂粒式或细料式热拌沥青混合料填充、捣实,并用烙铁封口,随即撤砂、扫匀;也可以采用乳化混合料填封。
3、因土基、路面基层的病害或强度不足引起的裂缝类破损
首先应处理土基或基层。确定将要修补的范围,开挖部分成方形或长方形,清除不良的基土,槽壁垂直,然后再用最佳含水量的砂性土填实。再按原沥青路面设计要求修复路面。
4、因路面用沥青性能不好或路龄较长,产生较大面积的裂缝,当强度尚好,通过技术经济比较,下面修理方法都可选: a)乳化沥青稀浆封层。
b)加铺沥青混合料上封层,或先铺设土工布,再在其上加铺沥青混合料上封层。c)橡胶沥青薄层罩面。
四、实习总结及及体会 这次道班工地实习,时间需短,但深有体会。使本人将课本所学到的专业技术知识与工地实际工作紧密地联系在一起,使自己的知识得到了巩固和提高。特别是对沥青路面病害的防治,我翻阅了大量的资料,并结合我的认识,下面谈谈我的总结与见解。
(一)、沥青路面裂缝应力分析
1、结构性破坏裂缝
沥青路面的结构性破坏裂缝主要是由于行车荷载引起的。在车轮荷载作用下,大于半刚性基层材料的抗拉强度时,半刚性基层的底部就会很快开裂。在荷载的反复作用下,底部的裂缝会逐渐扩展到上部,并使沥青面层也产生开裂破坏。
2、温度裂缝
沥青面层上的非荷载型裂缝主要是温度裂缝。温度裂缝有两种,一种是低温收缩裂缝,另一种是温度疲劳裂缝。
(1)低温裂缝
沥青材料在较高温度条件下,具有良好的应力松弛性能,温度升降产生的变形不至于产生过大的温度应力,但当气温大幅度下降时,沥青材料逐渐发硬并开始收缩。此时半刚性基层的底部将产生拉应力,当拉应力沥青混合料的应力松弛赶不上温度应力增长,混合料劲度急剧增大。由于沥青面层在路面中是受到约束的,面层中产生的收缩拉应力或拉应变一旦超过沥青混合料的抗拉强度,沥青面层就会开裂。这种情况在沥青面层与基层的附着力不够好、允许有一定的自由收缩时,裂缝就更容易发生。由于沥青路面宽度有限,收缩受路面结构的相互约束小,所以低温裂缝主要是呈横向的。
(2)温度疲劳裂缝
这种裂缝主要发生在日温差较大的地区。由于温度反复升降导致沥青面层温度应力疲劳,使沥青混合料的极限拉伸应变变小,加上沥青的老化使沥青劲度增高,应力松弛性能降低,最终达到极限抗拉强度使路面产生裂缝。
3、半刚性路面的反射裂缝及对应裂缝
(1)由半刚性基层温缩开裂引起的反射裂缝:通常假设导致反射裂缝的机理是处于沥青面层下的半刚性基层已经开裂,并且允许有垂直位移和水平位移。冬季或在寒冷地区,在结合得好的沥青面层下,开裂的半刚性基层的水平位移使得直接在裂缝上的面层内产生大的拉应力或拉应变,由于在较低温度下沥青面层通常较硬,它只能承受小的拉应力或应变,因此容易被拉裂,并且裂缝的扩展途径是由下至上的。沥青面层的厚度越薄,反射裂缝形成的越早和越多。(2)由半刚性基层干缩开裂引起的反射裂缝或对应裂缝:对于新铺的半刚性基层,随着混合料中水分的减少,要产生干缩和干缩应力;水分减少得越多越快,产生的干缩应力和干缩应变就越大。在已经产生干缩裂缝的半刚性基层上铺筑沥青面层,在较薄沥青面层的情况下,半刚性基层的裂缝会由于温度应力而使面层底部先开裂,并较快形成反射裂缝。一旦行车产生的拉应力与温度应力相结合,反射裂缝会开形成得更快。在较厚沥青面层的情况下,由于温度应力在表面最大,基层的裂缝将促使面层先从表面开裂,然后逐渐向下传播形成对应裂缝。
(二)、探讨沥青路面裂缝的预防措施
根据上述所分析的产生原因,有很多问题还有待于研究。在此我只能简单地谈下我从实习工作中的体会:
预防沥青路面的裂缝产生,应从设计阶段、选择沥青材料、提高路面施工质量、加强对路面的养护等方面进行综合性的考虑,采取相应的预防措施。
1、设计阶段的考虑
在设计阶段,应注意收集该地区的地质情况、交通量情况、水文、气候等,通盘考虑哪些因素影响沥青路面的使用寿命;设置合适的路面结构及厚度,从根本上提高路面的承载能力。
(1)提高路基工作区的强度和稳定性
路基是路面的基础,路基工作区是路基承受荷载影响较大的深度区域,该区域具有足够的强度和整体稳定性极为重要,否则将产生不均匀沉降导致发生路面开裂。
路基工作区深度:
Za(KnP/r)1/3(1)式中:Za──路基工作区深度,m;
P──车轮荷载,kN;
K──系数,取K=0.5;
r──土的重度,kN/m3;
n──系数,n=1/10~1/5;
由式1可知,当车轮荷载越重,路基工作区深度就越在。而在路基路面设计时,车辆荷载是按标准的额定轴(Bzz─100)考虑的,当公路建成后,路基工作区的深度已经是固定了。公路交付使用后,当公路上车辆超载行驶时,路基工作区的深度必将随之加大,超出了预设的深度,超出的部分路基强度、稳定性、刚度明显不足,路基路面就会产生裂缝、深陷、车辙等病害。因此,面对当前公路超载现象十分普遍的情况下,应当在施 工时加大路基工作区的深度。
(2)基层应有合理厚度:当基层厚度增加时,基承载能力迅速增加;试验证明,当半刚性基层厚度由10cm增至25cm时,其承载能力提高为原来的3倍。
(3)修筑防裂路面:研究表明,面层反射裂缝明显受沥青路面厚度的影响,厚度超过15cm的面层可以有效的防止受拉疲劳所产生的裂缝,还可降低车辆荷载引起的剪应力。
总之,设计阶段是路面质量保证的第一道关卡,有了全面的设计考虑,才能保证路面的质量。
2、沥青材料的选择
矿料质量的好坏,对保证沥青面层的使用品质和性能至关重要。应严格遵照现行的沥青路面施工及验收规范中对矿料质量技术指标的要求。应尽可能提高矿料与沥青的黏附性要求,以改善沥青混凝土的水稳性。
现行沥青路面设计及施工技术规范中,明确规定了在沥青面层中应有至少1层的密实式沥青混凝土。其特点是料径颗粒级配连续,相互之间嵌挤密实,在压实后空隙率小,一般在5%以下。这种混合料对路面的强度、防水性能提升起了显著的作用,建议在沥青面层使用。另外,为改善路面的抗滑和抗辙槽等性能,我国成功应用的抗滑表层和多碎石沥青面层,像沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)表面层,作为一种理想的面层结构,空隙率仅为2%~4%,不仅抗滑、抗辙槽,而且具有密水性能好、减少开裂的优点。
3、路面施工质量的控制
施工是影响沥青路面质量的重要控制关口,应采取强有力的技术保证措施。从基层准备、材料使用、配合比设计、混凝土拌制、运输、摊铺,直至最终碾压成型,沥青混凝土的各个施工阶段和环节,都应严格实行标准化、规范化和程序化管理,采取强而有力、切实有效的技术保证措施。特别是最后道工序──压实,碾压工作是沥青路面施工的最后关键工序,碾压不充分,面层的强度达不到要求,使沥青路面面层的剩余空隙率偏大,雨水易进入,造成半刚性基层的破坏。因此,进行沥青路面施工时,应加强对压实的控制措施,如机械的选用、压实次数的控制,压实指标的检测等。
4、养护方面的保证
通常,沥青路面裂缝不会是一下子就发展起来的,一般是从小裂缝开始,逐步发展到严重的路面裂缝病害。因此,养护工作是控制裂缝发展、延长路面使用寿命的关键。
在日常的养护工作中,要善于沥青路面病害的发现,因为有了发现,才可能对它进 行处理,才能保证把早期的病害消除在萌芽状态中。
在养护过程中,应建立一整套的路面巡查制度,保证周期性的对沥青路面的平整度、破损情况、路面强度、抗滑性能等进行巡查、检查;善于根据路面颜色的变化、路面轻微病害、路面的突变异起等推断、分析病害发生的原因,掌握病害的程度,并采取相应的处理措施,确保路面经常处于完好状态。
沥青路面裂缝产生的原因复杂多样,在裂缝发生前采取裂缝预防措施和处理技术可大大减少沥青路面裂缝的出现。裂缝的预防强调从道路的设计、施工乃至养护均要建立“预防为主”的思想,通过道路结构的选择、施工技术的应用、材料的选用等,减少裂缝的出现或使得原有的、不可避免的裂缝活性大大降低。
以上初步探讨并提出了几点措施,从中可以看出,探讨如何预防沥青路面裂缝病害的这一课题,并非三言二语的问题就能讲清楚,我感到在实际工作中还有很多知识需要学,与实际工作的要求还相差很远。
这次参加道班的养护实习,时间虽短,但深有体会,锻炼了自己的实际工作能力,见识增长了不少。使本人能将学校所学到的专业技术知识与工地实际工作紧密地联系在一起,使自己的知识得到了进一步的巩固和提高。
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