浅谈沥青路面预防性养护措施

(整期优先)网络出版时间:2022-07-04
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浅谈沥青路面预防性养护措施

孟宪光 王利娟

( 1.济南市市政工程设计研究院(集团)有限责任公司,山东 济南, 250003; 2.山东工程职业技术大学,山东 济南, 250200)

:目前国内外对路面预防性养护的概念争议比较大,养护管理方法也有比较大的争议,但预防性养护的措施大同小异。本文主要从国内外的研究现状进行介绍,并对路面填缝、局部修补、雾封层、稀浆封层、微表处等养护措施进行简述。

关键词:沥青路面 预防性 养护措施

1.前言

沥青路面在使用过程中,经受交通荷载作用和温度及光照的反复影响,使沥青路面逐渐老化、脆硬,再由于地表水逐渐侵入到沥青与集料的界面上,导致沥青混合料之间的粘结力丧失而发生路面龟裂、松散、脱皮等病害,降低路面的通行能力,影响交通安全,因此要加强公路的预防性养护,以减少和防止沥青路面病害的产生。

2.国内外研究现状

2.1国外研究现状

早期美国联邦资金仅限于资助新建公路,后来才可用于1英寸厚度以上的加铺项目,因此美国公路部门习惯在路面状况达到勉强及格或差的时候(即PSI<2. 5)才重修路面以修复结构性损坏和恢复路面使用功能。

澳大利亚各州已建立起了类似于美国PMS的资产管理系统,包括优先次序建模、成本效益分析、需求分析等;法国铺筑道路的理念是:铺筑足够坚固的基层,以保证每10~15年重铺一层磨耗层,每隔20年进行结构性加铺,所以重建工程较少,仅使用薄层、超薄层等几种加铺类型;南非普遍采用了预裹沥青集料铺筑路面以防路面集料脱落。

2.2国内研究现状

近年来,国内开始对预防性养护的理念予以关注,并在全国各地进行了不同程度的尝试,已取得了一定的实际效果。

首先,国内各大高校与各地道路预防单位及相关科研机构合作,拉开了预防性养护研究的序幕。上海于公路管理处2007年2月正式实施《上海市公路沥青路面预防性养护技术规程》;江苏省2001年将《乳化沥青稀浆封层技术应用研究》项目列入江苏省交通科技计划,作为预防性养护的重点推广技术;山东省于2000年开始引进智能化、高性能沥青洒布和碎石撒铺设备,并研究、推广沥青碎石封层预防性养护技术。

其次,国内很多专家学者相继投入到公路预防性养护研究队伍中,并且取得了骄人的成绩。资建明等人提出了以建立养护短期效用预测模型来进行养护时机的选择;戴洁分析了中国高速公路沥青路面早期损坏特征,揭示了路面性能衰变规律,提出了适合于高速公路沥青路面预防性养护的检测、评价与预测方法;曾峰、张肖宁对广东省某高速公路进行路况调查后,根据调查结果,研究预防性养护对策选择流程、养护路段划分指标和方法。

3.养护技术措施

3.1路面裂缝填缝

裂缝填封是指将密封材料灌入到特定的裂缝内,这种裂缝通常是指温缩裂缝或宽度较大(>5mm)的裂缝。裂缝在冷季温缩时宽度较大,在暖季因材料膨胀裂缝宽度较小,加之暖季多雨,所以填缝的最佳时机是在气温较低的干燥季节,如春季的4月至5月初,即环境温度为中等凉爽温度,裂缝宽度约为50%,填封材料受拉、压应力都不太大的时候。

作为预防性养护技术,填封技术应用的最佳时机应该在结构强度足够、表面状况尚好,路面很少或没有出现大、宽的裂缝之前进行,路面裂缝分布密度小、程度较轻时应用才经济有效。

3.2局部修补技术

目前常用的修补办法主要有两大类:热拌沥青混合料和冷拌沥青混合料。两种修补技术,均适宜在较温暖的气温条件下、干燥状态时采用永久性修补工艺。但热拌沥青混合料作修补材料对施工条件要求较苛刻,需要专用拌和设备,并且施工工艺对修补的效果影响很大,只有在适当的条件下修补才能获得长的使用寿命。相反施工工艺对冷拌材料的修补效果影响较小,但采用冷拌材料的修补使用寿命较短。

3.3雾封层

沥青路面正常使用几年后,路面便开始出现轻微裂缝、松散、老化等现象,其渗水性大大提高如果在这一时期未进行预防性养护,雨季过后将会导致明显的网裂、龟裂、坑洞等路面损坏。雾封层采用为改性乳化沥青,流动性比较大,可渗入到骨料缝中并流入到裂缝中去,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,将路面性能维持2~3年时间,推迟造价更高的养护工程,提高了道路的经济效益。

3.4稀桨封层

稀浆封层是指将粗细集料、填料、水、乳化沥青和添加剂按照一定比例集中载于稀浆封层机中,通过封层机本身拌和均匀形成流动状态的沥青混合料摊铺到路面上而形成的沥青表面处治层,经过析水、蒸发、凝固、形成密实、坚固、耐磨的路面保护层。

稀浆封层材料采用乳化沥青,具有裹覆性、流动性好和渗透力、粘结力强等特点,可以封住表面良好但氧化的路面,提高路面的抗滑能力,纠正热沥青混合料的松散和细集料的散失,减小噪音,封住微小的路面裂缝,改善行车舒适性。

3.5微表处

微表处技术作为一种预防性养护方法可以处理路表面出现轻度裂缝、车辙、麻面、光滑、路面渗水等病害;可以防止路面松散,延缓路面老化,填补车辙,提高路面的抗滑性和防水性,改善路面平整度和行车舒适性。微表处技术是一种改善路面服务能力的预防性养护行为,当路面疲劳裂缝、温度裂缝严重,路面损坏严重时不可采用。微表处的寿命一般为4~7年。

目前对稀浆封层和微表处的区别并不是十分明显,主要区别是微表处必须用改性乳化沥青。稀浆封层的铺筑厚度为一层石料厚,微表处的摊铺厚度为最大石料尺寸的2~3倍且可以为几层,最大厚度可达1000mm左右,并且微表处可以填补车辙。

3.6同步碎石封层

同步碎石封层,就是用同步碎石封层车将高温沥青(喷洒时热沥青的温度应达160℃以上)与洁净干燥的均匀石料几乎同时喷洒在路面上,保证沥青与石料在最短的时间内完成结合,并在外荷载作用下不断形成强度。此时沥青的结合温度在120℃以上,并具有足够的粘结性;同时由于流体沥青的表面张力,使热沥青沿石料表面向上爬升,爬升高度约为石料高度的2/3,并在石料的表面形成一个半月面,使石料被沥青裹覆的而积达约70%,保证了沥青与石料有足够的结合强度。

3.7薄层沥青罩面

薄层沥青混凝上泛指层厚较薄的沥青混凝土路面。其中又包括两个方面的含义:其一是指整个沥青路面结构层较薄;其二是指厚度较薄的沥青表面层。这里我们所说的薄层沥青混凝土面层被定义为:用摊铺机摊铺和用压路机碾压的单层热拌沥青混凝土。可以认为:薄沥青混凝土面层是“薄磨耗层”与“厚表面处治”之间的一种交叉。其代表厚度是15一30mm且可在局部面积上铺得较厚。它具有表面处治的全部优点,而没有表面处治需要后续照顾的缺点,且可以在不适宜表面处治的气候条件下铺筑,在一定程度上还可以调整原路面的不平整度。

3.8超薄磨耗层

超薄磨耗层是一种具有较大构造深度,抗滑性能好的磨耗层。作为预防性养护措施可适用于路面较平整、辙槽深度小于lOmm,无结构性破坏的公路。磨耗层一般厚度为20mm左右,混合料宜选用断级配,改性沥青或其它添加剂,以提高超薄磨耗层的水稳性。

超薄磨耗层优点在于有效降低路面噪音,减少雨天行车时汽车带起的水雾,提高了雨天行车时的安全系数,具有更高的抗滑性能和排水性能,改善了路面的平整度,提高行车舒适性。

4结语

通过对国内外预防性养护研究现状进行了解,国内预防性养护技术发展较慢,尚处于起步阶段,需要进行更多的科研工作。预防性养护作为公路日常养护的重要组成部分,要切实作好预防性养护工作,必须解转变观念加强学习,才能将预防性养护运用的日常公路养护工作中去。

参考文献

[1]李学红.高速公路沥青路面预防性养护计划研究[D].西安:长安大学,2007.

[2]郝宇宁.高速公路预防性养护与罩面材料的研究[D].长安大学硕士学位论文,2007.

[3]宋扬.沥青路面预防性养护时机研究[D].河北:河北工业大学硕士学位论文,2007.

[4]]赵双.浅议加强沥青路面预防性养护的意义[J].甘肃:甘肃科技.2003第9期.