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滬寧高速公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù) 作者:趙佳軍 李 捷 摘要:闡述路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的重要性,介紹滬寧高速公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的開展方法及預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù),并對(duì)進(jìn)一步做好預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作提出建議。
1 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的重要性 路面養(yǎng)護(hù)可以分為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)和矯正性養(yǎng)護(hù)兩大類。國外研究結(jié)果表明。對(duì)路面進(jìn)行有計(jì)劃的預(yù)防性養(yǎng)護(hù),其花費(fèi)不僅大大低于矯正性養(yǎng)護(hù)的費(fèi)用,而且路面的使用性能也要好得多。美國科氏路面解決方案中提到,美國道路業(yè)曾通過對(duì)10多萬km不同等級(jí)道路的研究,發(fā)現(xiàn)這些道路的使用性能和壽命有一個(gè)共同的變化特征:一條質(zhì)量合格的道路,在使用壽命75%的時(shí)間內(nèi)性能下降40%,這一階段稱之為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)階段;如不能及時(shí)養(yǎng)護(hù),在隨后12%的使用壽命時(shí)間內(nèi),性能再次下降40%,從而造成養(yǎng)護(hù)成本大幅度的增加,這一階段稱之為矯正性養(yǎng)護(hù)階段。通過調(diào)查統(tǒng)計(jì)得出矯正性養(yǎng)護(hù)比預(yù)防性養(yǎng)護(hù)將多投入3～4倍的費(fèi)用。 由此可知預(yù)防性養(yǎng)護(hù)在延緩路面使用性能惡化速率,延長其使用壽命和節(jié)約壽命周期費(fèi)用方面具有重要意義。根據(jù)SHRP計(jì)劃估算,在整個(gè)路面壽命周期內(nèi)進(jìn)行3-4次的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)可以延長使用壽命10-15年,節(jié)約養(yǎng)護(hù)費(fèi)用45%~50%。我國現(xiàn)在大多數(shù)的高速公路養(yǎng)護(hù)是矯正性養(yǎng)護(hù),預(yù)防性養(yǎng)護(hù)較少,相當(dāng)比例的高速公路僅僅通車2～3年就要進(jìn)行修補(bǔ),預(yù)防性養(yǎng)護(hù)做得不夠是造成這種情況的重要原因之一。因此,高速公路養(yǎng)護(hù)部門必需高度重視預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作。 2 滬寧高速公路概況 滬寧高速公路江蘇段主線全長248.21 km,是江蘇省第一條高速公路,也是全國較早建設(shè)的一條高速公路。由于當(dāng)時(shí)缺乏經(jīng)驗(yàn),施工工藝水平不高,加之半剛性瀝青路面許多技術(shù)難題尚未解決,公路的設(shè)計(jì)存在許多先天不足,特別是該路處于江南水網(wǎng)地區(qū),路面極易出現(xiàn)早期水損害。水損害的形式主要表現(xiàn)為坑槽、橫向裂縫及基層唧漿、表面松散和麻面、車轍和平整度下降、表面泛油和抗滑能力不足等,如不及時(shí)采取預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施,在每年夏季高溫多雨季節(jié),路面水損害會(huì)集中暴發(fā),很難及時(shí)進(jìn)行維修。并且將投入更多的人力、物力,同時(shí)也很難取得良好的維修效果。此外,在2003年以前,江蘇尚未全面推行貨車計(jì)重收費(fèi)模式,貨車超載十分突出,加劇了路面破壞。對(duì)此,滬寧高速公路建成通車后,養(yǎng)護(hù)部門始終堅(jiān)持"預(yù)防為主,防治結(jié)合"的原則,通過開展科學(xué)的檢測和評(píng)價(jià),及時(shí)制定養(yǎng)護(hù)對(duì)策,加大養(yǎng)護(hù)投入,大力開展瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作。同時(shí)積極開展科學(xué)研究,推廣應(yīng)用新技術(shù),新材料,新設(shè)備,新工藝,保證了路面良好的行駛狀況。 3 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)開展方法 高速公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是個(gè)系統(tǒng)工程,必需通過對(duì)路況調(diào)查,分析與評(píng)價(jià),才能提出有效的對(duì)策,制定科學(xué)的養(yǎng)護(hù)計(jì)劃,把握正確的時(shí)機(jī),適時(shí)進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù),以保證高速公路始終保持良好的技術(shù)狀況。 3.1 路況調(diào)查 養(yǎng)護(hù)部門高度重視日常巡查,定期檢查和檢測,要求做好每日不少于一次的道路日常巡查,每月一次的路面定期檢查,雨后立即開展特殊檢查以及時(shí)發(fā)現(xiàn)存在的問題和隱患。自1996年滬寧路建成通車后,每年都委托專業(yè)單位對(duì)全線進(jìn)行彎沉、平整度和橫向力系數(shù)檢測， 2003-2004年因擴(kuò)建未進(jìn)行檢測,2004年為了給擴(kuò)建工程提供老路利用依據(jù)進(jìn)行了彎沉檢測,以及時(shí)掌握各項(xiàng)指標(biāo)的變化規(guī)律,為正確分析評(píng)價(jià)路況,制定科學(xué)的養(yǎng)護(hù)對(duì)策提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。 3.2 分析評(píng)價(jià) 通過持續(xù)開展路面日常檢查,定期檢查和檢測,養(yǎng)護(hù)部門對(duì)相關(guān)病害及路面技術(shù)狀況發(fā)展情況進(jìn)行了分析。滬寧高速公路蘇州段在通車3年后半剛性基層反射裂縫已在路表全面出現(xiàn)，至2002年初,蘇州段、無錫段橫向裂縫密集路段平均每隔30-50 m就存在一條橫向裂縫,必須對(duì)裂縫進(jìn)行有效處治,否則路表水下滲將對(duì)半剛性基層造成巨大損壞,造成路面坑槽不斷增加,尤其是每年雨季會(huì)集中暴發(fā)。 滬寧高速公路常州段在通車3年后泛油基本穩(wěn)定,但車轍(深度主要在1.5～2.5 cm)仍在加速發(fā)展。 隨著交通量的增長,滬寧高速路面三大技術(shù)指標(biāo)持續(xù)衰變,至2001年全線橫向力系數(shù)已下降至養(yǎng)護(hù)規(guī)范規(guī)定的下限(sFc t>40),部分路段已低于規(guī)范值,使行車安全存在較大隱患，至2002年底全線路面彎沉不斷衰減,路面強(qiáng)度系數(shù)SSI達(dá) 0.947,實(shí)測彎沉代表值已接近設(shè)計(jì)彎沉,路面整體強(qiáng)度顯著降低;至2002年底全線路面平整度已加速衰變,雖實(shí)測值仍遠(yuǎn)好于養(yǎng)護(hù)規(guī)范值(δ≤3.5 MPa),但實(shí)際行車舒適度已明顯下降。因此,必需及時(shí)采取預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施,提高路面抗滑性能,平整度及路面整體強(qiáng)度。 3.3 養(yǎng)護(hù)對(duì)策 根據(jù)上述分析,養(yǎng)護(hù)部門決定采取如下養(yǎng)護(hù)對(duì)策: (1)對(duì)路面橫向裂縫進(jìn)行及時(shí)灌縫處理; (2)對(duì)局部表面松散,麻面,輕微網(wǎng)裂等采用路面強(qiáng)化劑涂覆處治或熱補(bǔ)處理; (3)對(duì)大面積抗滑能力下降,輕微車轍,表面松散,麻面等采取微表處處理; (4)對(duì)路面承載力較低,車轍較嚴(yán)重或病害較集中的路段,采取局部銑刨維修后進(jìn)行罩面處理。重點(diǎn)開展開槽灌縫, 路面加強(qiáng)劑涂覆,修路王熱補(bǔ),微表處及薄層罩面等技術(shù)研究,并適時(shí)推廣應(yīng)用。 3.4 養(yǎng)護(hù)效果 滬寧高速南京段于1999年率先推廣應(yīng)用修路王熱補(bǔ)工藝;于2002年開展了開槽灌縫工藝研究,提高了灌縫的耐久性,減少了因裂縫滲水引起路面特別是基層的破損;于2002-2003年對(duì)全線大范圍實(shí)施了微表處預(yù)防性養(yǎng)護(hù),共實(shí)施302萬㎡。經(jīng)處理后路面橫向力系數(shù)有了明顯提高,不僅有效地提高了路面行車安全性,而且較好地處治了路面輕微的車轍、麻面、網(wǎng)裂等病害,既改善了路面外觀形象,又起到了很好的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)效果;于2002年聯(lián)合江蘇省交通科學(xué)研究院對(duì)東段進(jìn)行了彎沉、平整度、基層完整性、路表破損狀況等詳細(xì)檢查,檢測,制訂了科學(xué)的罩面方案;于2003年上半年開展了東段路面集中維修(對(duì)病害進(jìn)行銑刨處理后全面加鋪4 cmSMA-13),及時(shí)改善了路況,并為不中斷交通條件下進(jìn)行的滬寧高速公路擴(kuò)建工程創(chuàng)造了條件，十幾年來路面養(yǎng)護(hù)投入逐年加大,有效地保證了路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的實(shí)施。 4 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù) 4.1 裂縫處理 半剛性瀝青路面出現(xiàn)裂縫時(shí)，應(yīng)及時(shí)采取灌縫處理措施,以防路表水通過裂縫下滲。傳統(tǒng)的裂縫處理方法直接將重交石油瀝青加熱后灌入裂縫中,這種方法雖然可以防止雨水對(duì)路面基層的滲透，緩解裂縫進(jìn)一步的發(fā)展，但由于密封材料灌得不夠深,且瀝青材料與瀝青混凝土粘結(jié)不好,在氣溫高時(shí)會(huì)軟化,易被車輪帶走,很難達(dá)到持久的效果。通過反復(fù)研究,采用開槽壓力灌縫處理方法,可將密封材料灌到裂縫的深層,灌縫效果較好,能延長路面的使用壽命,提高行駛車輛的安全性與舒適性。根據(jù)灌縫材料不同,可分為熱補(bǔ)和冷補(bǔ)兩種。
(1)灌縫材料：熱補(bǔ)所用灌縫料可采用科來福溫帶型灌縫膠和鞍山森遠(yuǎn)改進(jìn)型熱帶灌縫膠,前者要求加熱至193.C,稠度大,凝固快,但無法加工形成表面封膜;后者要求加熱至165℃,流淌性好,凝固后與瀝青混凝土粘結(jié)性更強(qiáng)。冷補(bǔ)所用灌縫料為ERA-C和HR路面再生劑,兩種材料滲透性好,可直接通過壓力灌縫機(jī)灌入裂縫中,經(jīng)較短的固化時(shí)間,即可開放交通。 (2)施工工藝：開槽壓力灌縫的操作程序?yàn)?span lang=EN-US>:準(zhǔn)備工作→備料→開槽沿裂縫走向)→清縫(用吹風(fēng)槍或森林滅火器吹)→灌縫(壓力灌縫機(jī))→觀察→二次補(bǔ)灌→人工刮平形成封膜→固化→開放交通。 (3)注意事項(xiàng)：為保證灌縫膠與槽口良好的粘結(jié)，應(yīng)注意:①槽口的深度應(yīng)大于寬度,一般以寬:深接近1:2為宜,切縫深度一般為10-20 mm,寬度為5-10 mm,寬縫切深可>30 mm;②施工時(shí)應(yīng)保證路面干燥,路面槽口內(nèi)不能存在自由水,否則要用噴燈烘干槽口;③開槽后應(yīng)把槽口清理干凈,不能讓粉塵留在槽口內(nèi),并注意清理槽口處松散的石子(可用鋼絲刷);④對(duì)槽口內(nèi)灌注密封膠后,應(yīng)用刮板將縫口刮平,以形成路表的封膜,并避免因密封膠流動(dòng)而產(chǎn)生的凹凸不平現(xiàn)象。 4.2路面強(qiáng)化劑涂覆 對(duì)于路面局部出現(xiàn)輕微網(wǎng)裂、松散、麻面等病害時(shí),可直接采用特殊的路面強(qiáng)化劑進(jìn)行表面涂覆處理，路面強(qiáng)化劑能滲入到瀝青路面中,對(duì)瀝青路面及其表面部分起到密封和保護(hù)作用，防止水分滲入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部,以免降低瀝青和集料的粘結(jié)力。 (1)涂覆材料：常用的路面強(qiáng)化劑有TL2000,ERA-C和SEALSTAR等,但各種材料在應(yīng)用效果上存在一定的差異。其中TL-2000施工方便、快捷, 有一定的抗老化能力,防滲水能力強(qiáng),對(duì)于早期病害預(yù)防和淺表性病害處理有一定的效果。但是該材料稠度大,施工不易控制用量,且價(jià)格高；ERA-C具有較好的流動(dòng)性,較強(qiáng)的粘結(jié)性及密水性能,能夠有效地防止水滲入,除用于路面表面防滲處理、麻面處理、事故造成的局部燒傷及劃痕處理外,還可用于灌縫以及在坑槽修補(bǔ)過程中用作粘層油;SEALSTAR噴灑在路表后也能起到很好的隔離作用,不僅能隔離水也能隔離車輛滴漏下來的汽、柴油,對(duì)保護(hù)收費(fèi)廣場及服務(wù)區(qū)停車場的瀝青路面有較好的效果;但在主線應(yīng)用中,為保證抗滑性,需摻加一定量的石英砂。并要求路況較好,全幅噴灑,養(yǎng)護(hù)時(shí)間較長,對(duì)交通影響較大。 (2)施工工藝：局部應(yīng)用時(shí)可采用人工涂刷方法。具體操作程序?yàn)?span lang=EN-US>:清掃路面→測量施工路面面積→確定材料最佳用量→準(zhǔn)備材料→用毛刷或T型木推涂刷均勻→養(yǎng)護(hù)→開放交通。 (3)注意事項(xiàng):①路面必須清掃干凈,并保證處于干燥狀態(tài)；②嚴(yán)格控制材料用量,特別是大范圍應(yīng)用時(shí)必須通過試驗(yàn)確定合適的用量,用量過少效果不明顯,用量過多會(huì)使路面的抗滑能力下降。甚至?xí)?dǎo)致瀝青軟化,產(chǎn)生擁包,車轍等病害；③如大范圍應(yīng)用,必須先對(duì)應(yīng)用范圍內(nèi)的路面結(jié)構(gòu)性病害進(jìn)行徹底處理,且應(yīng)考慮采用機(jī)械化施工工藝,保證噴灑均勻,外觀整齊、美觀。 4.3修路王熱補(bǔ) 對(duì)于路面局部輕微的網(wǎng)裂、松散、麻面、車轍、泛油、淺坑等病害,可采用修路王熱補(bǔ)處理。 (1)熱補(bǔ)與冷補(bǔ)的差異。加熱板是修路王的關(guān)鍵部分,通過高強(qiáng)度輻射式加熱板可對(duì)瀝青路面進(jìn)行間歇性熱輻射加熱(加熱過程由程序控制),在較短的時(shí)間內(nèi)讓熱量均勻滲透到瀝青路面的結(jié)構(gòu)中,熟練控制下路面不會(huì)被氧化或燒焦。與傳統(tǒng)開挖冷補(bǔ)工藝相比,應(yīng)用修路王熱補(bǔ)具有以下幾點(diǎn)好處:①因采用加熱板加熱,新舊材料接合面粘結(jié)得更緊密,消除了傳統(tǒng)冷補(bǔ)方法開挖形成的弱接縫,避免了路表水透過接縫下滲;②通過現(xiàn)場熱再生,舊料可再生利用,既節(jié)約,又環(huán)保;③因修路王為綜合修補(bǔ)設(shè)備,不需過多的配套車輛和設(shè)備,且修補(bǔ)速度快,作業(yè)人員較少。 (2)施工工藝。修路王熱補(bǔ)操作程序?yàn)?span lang=EN-US>:準(zhǔn)備工作→確定路面維修范圍→調(diào)整加熱板平面位置和高度→間歇式加熱路面→耙松并鏟除大料一噴灑乳化瀝青→添加新料→梳拌均勻→碾壓密實(shí)→冷卻→開放交通。 (3)注意事項(xiàng)。①修路王有效加熱深度一般為5—6 cm,因此,處理表層病害時(shí)可單獨(dú)使用,對(duì)深層次病害必須配合采用其他設(shè)備和方法；②修路王熱補(bǔ)技術(shù)含量較高,操作人員應(yīng)經(jīng)系統(tǒng)培訓(xùn),確保在不同現(xiàn)場條件下靈活操作,保證施工質(zhì)量。 4.4 微表處 微表處是以聚合物改性乳化瀝青為粘結(jié)料密級(jí)配快凝型冷拌瀝青罩面層,具有良好的防水,抗滑,耐磨和填充作用,可顯著改善路面的使用性能,延長路面使用壽命。它很適于處理路面早期出現(xiàn)的抗滑能力不足,輕微的網(wǎng)裂、松散、麻面和車轍病害,避免病害的進(jìn)一步發(fā)展,起到預(yù)防性養(yǎng)護(hù)和美化路面的作用。 (1)微表處與稀漿封層的差異。微表處不僅具有普通稀漿封層的優(yōu)點(diǎn),還做了以下幾方面的改進(jìn): ①提高了材料的彈性和高低溫性能; ②具有更好的抗磨耗性能和更高的早期強(qiáng)度; ③縮短了開放交通的時(shí)間。因而微表處適用于普通稀漿封層所不適用的高等級(jí)和重交通路面。 (2)施工工藝。微表處的施工程序?yàn)?span lang=EN-US>:施工準(zhǔn)備(路面病害預(yù)處理,設(shè)備標(biāo)定)→封閉交通→清掃路面→放樣→攤鋪機(jī) 就位→攤鋪→早期養(yǎng)護(hù)→開放交通。 (3)注意事項(xiàng)。①微表處技術(shù)不適用于已產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性破壞(如路基沉降引起的縱向裂縫,溫縮引起的橫向裂縫,基層唧漿等)的路面,處理該種路面時(shí)必須先行徹底處理后方可應(yīng)用;②微表處施工控制技術(shù)含量較高,操作人員應(yīng)經(jīng)系統(tǒng)培訓(xùn),要熟練掌握不同氣溫,路面條件下的現(xiàn)場調(diào)整方法;③要重視微表處早期養(yǎng)護(hù),未開放交通前嚴(yán)禁車輛闖入。 4.5 薄層罩面 為研究對(duì)路面承載力較低或車轍較嚴(yán)重或病害較集中段的處治技術(shù),養(yǎng)護(hù)部門已會(huì)同研究單位開展了Pc-13排水性路面,UTA-10瀝青混凝土,UTA-10礦物纖維瀝青混凝土和SMA-10瀝青混凝土等多種類型薄層罩面技術(shù)研究,目前正在跟蹤觀察,待試驗(yàn)成功,適時(shí)推廣應(yīng)用。 5 結(jié)語 (1)路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)對(duì)我國高速公路逐步由建設(shè)期轉(zhuǎn)入養(yǎng)護(hù)期具有十分重要的意義,必須堅(jiān)持預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的原則,不斷加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)工作的主動(dòng)性,預(yù)見性和系統(tǒng)性,以實(shí)現(xiàn)路面壽命周期效益最大化目標(biāo); (2)路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程,不僅需要科學(xué)的檢測,分析,評(píng)價(jià),預(yù)測方法,而且需要有效的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)及足夠的資金,同時(shí)應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)研究,以尋求更好的檢測、分析、評(píng)價(jià)、預(yù)測方法和更有效的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù),同時(shí)加大養(yǎng)護(hù)投入,確保預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作的展開。 【轉(zhuǎn)載自 網(wǎng) 站 ：w w w . g l s w . n e t 】 |
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