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在役高速公路沥青路面预防性养护方式分析

时间:2024-07-28

(山西交通控股集团有限公司晋中高速公路分公司, 山西 晋中 030600)

0 引言

高速公路在设计时,对其使用年限是有一定规定的,但是随着高速公路使用,沥青路面也逐渐受到了损坏,其荷载强度、应变性能等大大减小,甚至会出现一系列路面病害,例如车辙、坑槽、泛油、麻面等,造成路面的使用问题,给人们的交通运输工作、出行带来了诸多不方便,甚至可能导致人们的生命安全。而预防性养护技术的大量应用,可以有效提防高速公路沥青路面的病害问题、保障路面质量及延长使用年限,为高速公路事业的发展提供理论及应用性依据。

1 高速公路沥青路面的病因及预防性养护的重要性

1.1 高速公路沥青路面预防性养护特征

所谓预防性养护是一种相对主动性的养护措施,是对公路强制性的周期养护措施,它通过路面的病害状况,有计划、有目的采取预防性措施来,这种方式并不考虑公路是否已经出现了某种损坏或者某些病害是否已经达到一定指标。预防性养护的采取的最佳时间应是路面仍处在比较好状况下,或者是出现较小的病害征兆。虽然预防性养护在前期需要投入一些费用,但与公路正常养护的一段时间总成本比较,和公路较大修补一次性投入成本及公路使用时间相对比,预防性养护是一种经济效益相当两脚的养护方式。

1.2 预防性养护的重要性

我国《公路沥青路面养护技术规范》(JTJ073-2001)明确表示:高速公路养护方式一定要贯彻“预防为主,防治结合”的方针,这已经明确的表明了我国对公路养护相当重视。对于我国高速公路路面出现的这些质量问题,由于我国目前的设计和施工水平影响,给公路养护工作增加了很大难度。遵循我国规范相关要求,必须需要对沥青路面进行养护。路面养护的主要类型有预防性养护方式与纠正性养护方式。对于预防性养护是一种新理念养护方式,且其成本较低。按照 SHRP计划估算,如果在公路路面寿命周期内需要预防性养护(3到4次),可以对路面使用时间进行有效延伸,一般可使路面使用年限增加10到15年,养护成本则可以节约其他养护方式的一半左右。

在外界环境与内部因素的共同作用下,沥青路面的损坏程度必然由慢到快,随着破损程度的进展,养护成本一定增多,对于高速公路的养护管理,养护部门一定要提前采取必要的预防性养护,尽早的发现轻度破损状况与病害现象,分析其中原因,对于出现的病害采取保护性措施。而对于我国高速公路沥青路面各类破损特点,高速公路管理部门及科研人员应该迫切研究开发预防性养护方式,提供实施路面预防性养护各种具体措施。

2 高速公路沥青路面预防性养护技术

随着高速公路使用时间的逐渐增加,沥青路面会在不同程度上受到破损,容易出现麻面、网裂、范油、车辙等系列质量问题,针对出现的路面质量问题制定相应的养护方式,从而提高高速公路使用时间。对于我国高速公路而言,沥青路面养护措施相对有效方式有以下几种:微表处、灌缝、热再生、稀浆封层等,以下对于这四种养护措施的具体做法及优缺点作一一介绍:

2.1 灌缝

相对比其他养护方式,灌封是一种预防性的养护方式,目的是防止水分进一步侵蚀路面。通过冷热灌缝材料使用而防止渗水到路基、防止基底水分结成冰和结构损坏;最重要的优点是,灌缝能够加长沥青路面的使用时间,且施工费用仅为挖补路面养护方式成本的1/6。

灌缝是通过将密封材料灌入到裂缝中,对于温度受缩裂缝或宽度比较大的裂缝(裂缝宽度一般在 5mm以上)。对于此裂缝在东季时,路面温度收缩宽度比较大,对于暖季,由于材料膨胀而使裂缝宽度相对而言较小,暖季多雨水,因此填补裂缝的最佳时机应选择气温比较低的干燥季节,如可以选择在春季或秋季。封缝指的是在灌封后沿着裂缝或则直接在裂缝破损处涂刷少量的沥青或其他防水密封材料,此裂缝一般相对较小(宽度一般在3mm左右)。

2.2 微表处

微表处经常作用于高速公路和城市主要干线等大型路面养护中,主要作用是通过阻止路面麻面、老化、松散等病害,增加路面的抗滑性,从而提升路面平整度,对于 15mm以内的路面车辙,养护效果十分显著。微表处养护方式采用主要材料是聚合物改性乳化沥青,级配材料包括水、矿渣粉、细沙及外加剂,通过计算将这些材料合理的配比,形成良好级配,将将形成的混合物覆盖在路面上,使混合物与路面的全面贴合。使用摊铺设备,使摊铺一次性完成,若路面顺坏严重可酌情增加摊铺次数,保证摊铺质量,在摊铺全部完成两小时后可再次通车。

适用路面:①原路面基层面与横断面状况比较好,沥青路面表层病害包括纵、横向裂缝中度破坏,出现少量车辙,抗滑性能减小,麻面程度轻到中度。②预处理:填补坑缝、清理淤泥、大的坑槽部位挖除填补等。③适用使用时间2-4年。

2.3 稀浆封层

稀浆封层对于沥青路面是一种比较理想的养护技术,稀浆封层通过将配比良好的集料和乳化沥青的形成的混合物,使用专用喷洒器喷洒全部的沥青路面表层,当路面出现一层薄层时结束。稀浆封层施工成本较低,可以保护原始沥青路面,主要作用可以修复路面老化、小面积破损、麻面等病害,对于防水、耐磨性能可以有效提高。

适用条件:①原路面基层和横断面良好,横断面均匀。表面病害包括轻到中度车辙,表面不规则,轻到中度的松散。②沥青路面预先处理:对裂缝、麻面、坑槽等进行清理、清除、填补。③适用使用时间:2-4年。

2.4 热再生

热再生是指沥青路面通过温度收缩缝和荷载变形裂缝导致水分进入路基各个面层,破坏路基结构基础,从而导致沥青路面早期损坏出现:车辙、坑槽、泛油、麻面等,对沥青路面产生的损坏通过沥青加热板设备实现废物旧料再利用、从而使成本减少、提高效率、增加环保安全的特点,热再生可以快速的修补路面使交通恢复,延长高速公路路面使用时间。

适用路况情况如下:①路面出现微型裂纹;②磨耗层损麻面及损坏面积较小的路面;③轻度车辙、龟裂的沥青路面;④老化不太严重的路面结构。

3 结束语

预防性养护是一个全新的养护概念,养护时机的选择是这项技术的关键点,预防性养护时机的选取应基于路面病害状况,公路养护管理部门应该弄清道路部分功能出现失效的大约时间,在路面性能变坏前进行预防性养护,一旦出现结构破损,对于预防型养护措施的养护效果就不在是十分可观了。因此对于养护时间的选择是相当重要的,对于研究者而言,应加大力度研究具体的时间点。对于公路部门应该进一步加强公路的预防性、周期性、整体性、科学性的养护,提高和巩固公路使用状况,加强对各种路面的预防性养护。从而使道路处于一种比较良好的使用状态,为社会提供相对安全、高效的服务。

[1]JTG H20—2007公路技术状况评定标准.

[2]JTG H10—2009公路养护技术规范.

[3]李海辉.高速公路沥青路面预防性养护研究.科学之友,2007.

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