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国道沥青路面养护技术探析

作者:公路工程技术

凌云

广州市道路养护中心北城养护所

摘 要:国道在大陆经济建设与交通运输事业方面发挥着不可取代的作用,但是随着国道路面承载量增加,路面质量也受到影响,进而产生一系列病害问题。基于此,强化沥青路面养护处理,科学分析国道沥青路面病害产生的原因,从稀浆封层、石屑封层,到微表面处理等,都要科学运用路面养护技术,从而全面提升国道路面整体质量。

关键词:国道;沥青路面;养护技术;应用;

作者简介:凌云(1987—),男,湖南长沙人,本科,工程师,主要从事公路养护及工程管理;

国道沥青路面养护技术探析

0引 言

公路路面养护的目的是提高道路整体质量,在养护过程中对道路路面可能出现的病害进行预测,并采取有效的预防养护措施降低或避免病害发生的技术,则称之为预防性养护。国道在运营过程中需要定期进行预防性养护处理,这样能够有效保障国道公路的可持续运营,延长国道公路使用寿命。本文就以国道沥青路面养护技术为内容,对其具体内容与应用进行几方面具体研究。

1国道沥青路面病害的主要成因

由于大陆国土面积广袤,地理气候条件复杂,国道沥青面层发生的病害种类以及诱发病害的原因,会受到地理、养护技术、气候、使用情况等不同的因素影响,产生较大的差异,要想做好国道沥青路面养护技术的应用,就要结合沥青路面病害成因,进行养护技术的科学选择,下面就先针对国道沥青路面病害成因进行具体分析。

1.1 沥青路面施工过程中存在的质量问题

因为国道是连接首都与各省、自治区、直辖市首府的公路,也是连接各大经济中心、港站枢纽、商品生产基地和战略要地的主要干线公路,所以导致了国道建设的整体路线较长,一般相对应的情况下会采取分段、分批次建造的方式,这时因为是分段、分批次的建造就会出现非常明显的质量各异问题,经过调查研究表明其中主要原因是,因为分段、分批次的建造,各个承包商对技术方面要求存在相应的差异,而在实际建造过程中,也对技术方面要求标准有明显区别,所以才会出现明显的质量问题。还有由于跨径较大,根据不同路面的地质状况和环境气候,在建造阶段并没有针对不同情况给出相应的解决办法,都按照设计采取了统一的建造方案,最终导致所修建的沥青路面都会产生不同程度的路面破损,对实际使用造成影响。

1.2 运输过程中发生超载问题

随着大陆改革开放的不断深入和社会主义市场经济的不断发展,大陆经济的不断提高,公路运输事业得到了全面发展,国道公路上车辆行驶数量正逐日增加,越来越多的货物和旅客进入到运输行业中来,这些因素对于公路的损伤也变得更高。在大部分运输情况下,如果按照规定的装载量进行运输,不仅赚不到钱,无法弥补运输成本费用,而且还会赔钱。所以在运输成本的压力下,为了确保在相同路段内获取更高的利润,许多大型货车司机都存在一定的超载行为,这些超载行为带来的直接后果,就是对原本可以正常使用的路面造成更大的压力,超出其荷载以后对路面造成破坏。比如:原有的大型货车只能承载一吨的货物,但货车司机在原有的基础上又添加两车厢货物,此时对路面造成了更大的压力,在与自身重量相加以后,会对沥青路面造成更严重的破坏,直至路面无法使用。

1.3 自然环境带来的问题

国道公路多数距离较长,还要承受四季的变化以及风霜雨雪的侵袭,沥青路面在经历长时间的浸透和腐蚀以后,其表面保护层会有明显的破损情况,此时内部沥青在没有保护的情况下更容易损坏。还有,有些国道需要铺设在山区或者地势较低的区域,这些区域的国道会由于山体滑坡而产生的碎石冲撞或长时间的雨水浸泡威胁,之后配合车辆的长时间使用和碾压,再次造成沥青路面稳定性的破坏,致使国道公路沥青路面造成损伤,影响正常使用。

2国道路面沥青养护相关技术分析

国道公路沥青路面从施工单位铺设完毕以后,在后期使用过程中公路养护单位对其还要进行日常养护,这也是提高沥青路面使用年限的关键。对于相应的路面病害问题采取有效的路面处置措施才能起到更好的保护效果,养护是保证其服务质量和使用寿命的重要手段,结合上面提到的沥青路面病害几方面的成因,通常采取的养护处理措施有以下几种。

2.1 雾状封层和还原剂封层

对沥青路面进行封层养护处理,是避免路面出现表面损伤的措施,同时完成了沥青路面的表面修复。还原剂封层和雾状路面封层两项技术的工艺概括为:雾状封层采用雾状乳化的沥青,对长时间使用的老化路面直接喷洒,将损坏沥青路面重新修复,满足正常使用要求。利用沥青膏体同样可以修复路面,达到养护效果。在施工阶段,有时会出现沥青喷洒超量情况,此时需要及时补救,避免沥青凝固而增加施工难度,采取的措施为:利用细沙对路面进行摊铺,增加路面原有阻力,增加路面抗滑性。还原剂封层就是将专门研制的还原剂或者再生剂通过相应的设备喷洒在已经老化的沥青路面上,更新和还原表面已经老化的沥青膏体,同时保护尚未老化的那部分沥青,使其维持原有性能,减缓老化时间。从施工角度来看,与雾封层类似,也是在沥青路面表面增加一个薄薄的养护层来达到防水、封缝、抗老化等养护目的,只是这里喷洒的是还原剂(专用的再生剂要求渗入路面6 cm左右)。

2.2 路面裂缝填封

在沥青路面各类破损形式中,裂缝是最常见、最易发生和最早期产生的病害之一,沥青路面的整个使用期都会出现缝隙,并随着路龄的增长而加重,此时利用裂缝填封技术,可以完成断裂路面的修复,并起到预期的养护效果,减少后期维护成本的投入。通常情况下,路面破损宽度小于3.0 mm以下时,可直接利用低稠度沥青和密封胶混合涂刷裂缝表面,达到缝隙修补目的;如裂缝宽度在4.0~6.0 mm以内,可以在裂缝中间灌密封胶,让展开的裂缝之间胶合,避免裂缝扩大,达到养护效果。这种方法有一个使用条件,就是该处裂缝位置要处于降水量较小且温度较低的区域,只有这样才能达到预期的修补效果,让路面可以正常使用。

2.3 碎石封层

碎石封层养护技术在沥青路面养护过程中,起到良好的效果,因此应用更加广泛。通常乡镇公路、交通流量较少的区域可以采取这种养护方法。该方法的主要过程为:在已经铺设好的沥青路面上喷砂物料,然后利用大型碾压机,对物料进行均匀碾压,致使粗物料与细物料都可以压实,达到封层养护目的。碎石封层是一个高沥青含量的柔性耐磨薄表面处治层,因为其中掺加的功能性聚合物,使其具有了增强粘结力、粘附性、耐磨性和抗裂能力,在道路养护中抗裂方面有显著效果,尤其对于减少路面的反射裂缝有着相当重要的作用。

2.4 微表封层

由于沥青路面的长时间使用,容易引起表层的沥青材料氧化、路面抗滑阻力的下降、水从微小裂缝渗入路面结构层、集料从表面脱落和崩散等问题,所以,这是就可以采取微表封层办法,来提高沥青路面的抗摩擦性和抗滑阻力,从而增加路面的使用寿命。该项技术在高速公路上可以起到更好的养护效果,避免高速公路因路面阻力较小而产生事故。其主要工艺为:将水、矿粉、破碎集料、乳化沥青、添加剂等材料均匀混合,然后利用机械设备将混合料添加到沥青表面,达到分层效果。添加过程要不停搅拌,避免混合料凝固。此种方法对沥青表面抗磨能力有明显提高,既达到了养护效果,又可以与原有的沥青表面充分粘合,是一种高效率的全新技术。混合料内部具有更高的聚合力,施工时厚度保持在10~15 mm之间,避免材料损失,保证施工质量。其快速凝固成型和早起开放交通的特性,省去了喷洒和碾压工序,不仅施工过程简单,还具有很高的工作效率,因而更加适用于现阶段国道大交通流量和高速行驶的道路上。

2.5 薄层罩面

薄层罩面是一种传统的施工技术,该种方法应用时间较长,并广泛应用于大型的修补施工中。该种方法是在原有沥青路面的基础上,重新添加2~2.5 mm的热沥青混合料,既可以对原有沥青表面进行修复,又可以完成保护层的铺设,降低了原有路面的恶化状况。该种方法是一种路面改善方法,即对原有路面进行一种整体性的修复,让其平稳性和舒适性重新恢复最初状态。该项技术虽然可以将原有被破坏的沥青路面进行重新修复,但是在实际操作时,却存在许多问题,比如:无法控制好铺设厚度、无法掌握冷却时间等。还有,由于后期需要进行震压,所以会出现部分路面密度不够或分布不均匀问题,致使无法达到预期的施工效果。解决方法通常是,严格控制施工温度,并科学进行材料混合,同时要求按标准完成施工工艺。该工艺相比较普通沥青施工工艺而言,具有更好的抗滑性能,在降噪和防水方面也远远高于普通工艺,由于磨损层的施工量较小,作业时间大大减少,对养护作业时来自交通疏导方面的压力起到了很好的解决作用,但是由于诸多方面的限制,存在不少问题,最为常见的是沥青罩面铺设后两年左右,路面会产生反射裂缝,进而导致沥青罩面从路面脱落,使路面遭到破坏,需要采取措施改进和完善。

2.6 填洞修补术

在日常的养护作业过程中,填洞修补术的方法是平时比较常用的一种方式。该方法可以完成沥青路面的永久性修补、半永久性修补、应急性修补。永久性修补,在设计寿命较长的道路,包括挖除破损处材料、置换新的沥青混合料等地方,可以有效地保证路面的使用年限继续延长,通常可以保持两年以上,得到的效果比较明显;半永久性修补也是提高沥青路面的使用年限,只不过在物料使用方面存在一定差异。这种方法针对于破损路面有更好的修复效果,在对损害路面进行修补时,利用冷补材料和灌注乳化沥青进行路面修复,用于防止较小的坑槽向更大损坏变化;应急性修补是紧急的路面压力解决办法,对出现紧急状况的路面及时修补,让其在短时间内可以被正常使用,避免出现路面拥堵问题,用于已经影响车辆行驶的坑槽需要立即修补等情况。施工时,对于不同情况下的路面可以选用不同的热拌沥青混合料、冷铺沥青混合料等材料,进行对应的处理措施,不需要针对性的完成切边和封边工作,只要保证大型坑洞被填充即可。

2.7 开槽修补法

对于沥青路面的细小裂缝,可适当使用灌缝机、开槽机,将原有的裂缝拓开,进一步灌缝修复。采用开槽机将路面原有的裂缝进行加宽、加深处理,使灌进去的沥青有一个更好的黏结面,让灌缝的效果更好、寿命更长。根据裂缝宽度的不同,执行相应的解决办法。在裂缝小于5 mm时,利用设备对裂缝中的杂物进行清理,然后利用压缩空气将裂缝尘土吹净,利用开槽机将裂缝拓宽,同时将沥青液沿一定方向灌入裂缝当中,当裂缝重新填平以后,向其中加入石屑或粗砂,之后压实,完成修补。当裂缝超过5 mm时,则需要利用切割设备将裂缝切割成为一定宽度的凹槽,在清理杂物以后,向其中添加实屑和粗砂,同时浇灌沥青,冷却成型以后压实,完成修补。使用灌缝机对裂缝进行修复相对于传统热灌来说,具有更好的防水性能,使用寿命更长,灌缝质量更好。

2.8 沥青再生技术

沥青再生技术可以完成老化沥青路面的再生。过程是:将老化沥青表层翻松,或进行软化,同时向其中加入再生剂和还原剂,让混合以后的新沥青与原有的沥青充分融合,之后利用大型压实机进行震荡压实。该项技术的好处在于,可以完成全部路面的养护工作,并且不受天气、地理环境、温湿度等条件限制,通过路面沥青再生,在将路面性能提升到技术要求的同时,还能起到节约大量材料资源,降低养护成本,也可避免废弃沥青材料对环境的污染,实现行业循环经济,促进生态环境保护,是实施“节约型社会”战略举措的具体实践,有着非常显著的社会效益和经济效益。

3结束语

国道公路承担着大陆交通运输与经济发展的重任,因此每年都拥有巨大的荷载量,随着荷载量的增加,国道公路沥青路面病害发生几率也有所提升,这大大增加了国道运营成本。基于此,做好国道沥青路面病害分析与养护处理,可以有效防止沥青路面病害问题的发生,从而提高国道公路整体稳定性、安全性,降低国道公路维修养护成本,促进国道公路综合效益的实现。本文主要对国道公路沥青路面病害问题以及养护技术进行了分析,旨在助力于大陆国道公路的稳定运营。

参考文献

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国道沥青路面养护技术探析

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