同步碎石封層技術(shù)在瀝青路面裂縫施工中的應(yīng)用

秦初榮

摘要:同步碎石封層技術(shù)被公認(rèn)是世界上耗能最低、性價(jià)比最高的公路建設(shè)和路面養(yǎng)護(hù)技術(shù),這也是該項(xiàng)技術(shù)得以快速發(fā)展遍及世界的基礎(chǔ),這對(duì)我國尚處于發(fā)展中國家的國情也是十分適用的。文章介紹的同步碎石封層技術(shù)是公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)的重要革新,具有極強(qiáng)的耐久性、防滑性和防水性,在處治路面裂縫方面具有良好的成本效益和性能。

關(guān)鍵詞:同步碎石封層技術(shù);瀝青路面裂縫;黏結(jié)料

中圖分類號(hào):U416 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A

文章編號(hào):1674-1145(2009)29-0179-02

瀝青路面建成后,不論基層是柔性的還是半剛性的,都會(huì)不可避免地產(chǎn)生不同程度的裂縫。裂縫的形成初期雖然對(duì)路面使用功能影響不大,但裂縫的擴(kuò)展將會(huì)逐步減弱結(jié)構(gòu)承載力,裂縫滲水導(dǎo)致基層以下的結(jié)構(gòu)層產(chǎn)生沖刷與水穩(wěn)定性問題,從而導(dǎo)致網(wǎng)裂、龜裂、坑槽及其他病害的產(chǎn)生,降低路面的服務(wù)水平。因此對(duì)裂縫進(jìn)行適時(shí)的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)對(duì)延長(zhǎng)路面使用壽命是極其重要的。

瀝青同步碎石封層技術(shù)是由同步碎石封層機(jī)將碎石和熱瀝青同步灑鋪在路面上,再通過壓路機(jī)的碾壓形成一種以瀝青和碎石為結(jié)合料的磨耗層,一小時(shí)后就可以開放交通。從國外的使用情況來看,該技術(shù)具有良好的防水性和較好的耐磨性,可使瀝青路面的使用壽命延長(zhǎng)10～15年。同時(shí),瀝青同步碎石封層技術(shù)與傳統(tǒng)使用的稀漿封層或薄層封面技術(shù)相比,對(duì)原路面的小裂縫、貧油、泛油、光滑等起到很好的修復(fù)作用,且成本只是熱瀝青混合料罩面的50%左右。在公路病害初期作為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的措施,既可減少投入,又可延長(zhǎng)路面使用壽命,體現(xiàn)及時(shí)、補(bǔ)早、補(bǔ)少、補(bǔ)徹底的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)理念。

一、瀝青路面裂縫

(一)產(chǎn)生原因及分類

瀝青路面,因其具有地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)、行車舒適、維護(hù)方便等優(yōu)點(diǎn),而被廣泛用于高速公路。但在高速公路通車后瀝青路面會(huì)逐漸出現(xiàn)多種路面病害,造成瀝青路面破損的原因很多,主要有交通條件、氣候條件、排水條件、材料因素、施工水平、管理水平(養(yǎng)護(hù)頻率、資金投入和設(shè)備條件)等。但歸根結(jié)底,還是由于瀝青路面的使用性能下降造成的。概括地講,瀝青路面的使用性能主要是指高溫穩(wěn)定性、低溫抗裂性、水穩(wěn)定性、抗疲勞性、抗老化性及表面服務(wù)功能。

瀝青路面的破損主要可分為裂縫類;變形類(車轍、推移、波浪或搓板、沉陷、壅包);松散類(坑槽、磨光、松散、剝落)及其他四大類。而其中裂縫是最常見的病害,也是養(yǎng)護(hù)中首先遇到的問題,是預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作的主要內(nèi)容之一。裂縫可分為輕微裂縫與嚴(yán)重裂縫:

1.輕微裂縫。該裂縫多屬局部裂縫,一般是在路面使用3～5年后發(fā)生的,其表現(xiàn)多是細(xì)線狀裂縫。裂縫的形狀有以下兩種:(1)發(fā)狀或條狀:不需要放大即能發(fā)現(xiàn)的路面條狀裂縫。瀝青面層較薄時(shí)將成為貫穿裂縫;面層較厚時(shí),尚不貫通。(2)發(fā)射裂縫:由于基層物理性的開裂,反映至瀝青面層而呈現(xiàn)出的條狀裂縫(又稱反射裂縫)。

2.嚴(yán)重裂縫:(1)龜裂:路面由于壓實(shí)不足、路基下沉等原因產(chǎn)生的小網(wǎng)格式的、成塊的、不規(guī)則破碎性的網(wǎng)狀裂縫,由于其形狀類似于烏龜背殼,故俗稱為龜裂;(2)網(wǎng)裂:不規(guī)則的大網(wǎng)格式片網(wǎng)狀裂縫,裂縫間距大小相近,形狀和尺寸上都有別于龜裂;(3)縱橫裂:順路方向出現(xiàn)在行車道的縱向長(zhǎng)條裂縫,或橫斷方向有規(guī)則的裂縫。其中橫向裂縫通常在溫差變化較大的地區(qū)發(fā)生。夏季完好的路面到了冬季會(huì)由于路面溫度收縮,產(chǎn)生縱向近似等間距的橫向裂縫。橫向裂縫一般貫通整個(gè)路面寬度,縱向間距約為5～30m不等?？v向裂縫通常以單條裂縫出現(xiàn)。

(二)防治措施

瀝青路面使用初期產(chǎn)生的裂縫對(duì)瀝青路面的使用性能常無明顯影響,但隨著表面雨水或雪水的逐漸浸入,導(dǎo)致裂縫兩側(cè)的路面結(jié)構(gòu)層特別是裂縫附近土基的含水量加大,甚至飽和。其結(jié)果是路面承載能力明顯降低,在大量行車荷載反復(fù)作用下,產(chǎn)生沖刷和唧漿現(xiàn)象,加速路面破壞,所以對(duì)瀝青路面產(chǎn)生的裂縫必須及時(shí)治理。減輕或防治裂縫的措施基本上可分為三類,第一類是針對(duì)基層的,第二類是設(shè)置隔離裂縫中間層或應(yīng)力吸收膜(或稱應(yīng)變消減膜)中間層,第三類是針對(duì)瀝青面層的。

自2002年同步碎石封層技術(shù)從法國賽格瑪(SECMAIR)公司引入中國,該技術(shù)在短時(shí)間內(nèi)得到中國公路界眾多領(lǐng)導(dǎo)和專家的一致認(rèn)可。同步封層技術(shù)以其明顯增強(qiáng)路面的防水性,降低路面的噪音,延長(zhǎng)道路的使用壽命等綜合優(yōu)勢(shì)在中國道路養(yǎng)護(hù)施工中被廣泛采用,該技術(shù)在路面裂縫的預(yù)防及治理中行之有效,且實(shí)施所消耗的費(fèi)用很低,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

二、同步碎石封層應(yīng)用

路面長(zhǎng)時(shí)間的抵抗交通帶來的壓力遲早會(huì)產(chǎn)生裂縫,從而影響路面的滲透性,滲透性的增強(qiáng)提高了路面層內(nèi)部水的含量從而造成了內(nèi)部裹附能力的消耗。由于裂縫外觀狀況和裂縫寬度等的不同裂縫病害可分為不同的損壞等級(jí),要根據(jù)路面開裂的密度和裂縫狀況,確定適宜的養(yǎng)護(hù)措施。

(一)概念

同步碎石封層是指用專用設(shè)備同步碎石封層車將碎石及瀝青膠結(jié)材料同步灑鋪在路面上,形成保護(hù)原有路面的瀝青碎石磨耗層。其封層具有強(qiáng)度高、表面粗糙、防滑、不透水、耐久性好、防止雨天行車水霧等優(yōu)點(diǎn)。據(jù)統(tǒng)計(jì),在歐洲有95%以上的公路均采用這項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行養(yǎng)護(hù),在國內(nèi)尚屬新型的養(yǎng)護(hù)技術(shù)。

(二)同步碎石封層

因路面瀝青性能不好或路齡較長(zhǎng)、油層老化產(chǎn)生較大面積的裂縫(包括網(wǎng)裂),但基層強(qiáng)度尚好時(shí),可采用同步碎石封層技術(shù)對(duì)裂縫路面進(jìn)行全面處理。同步碎石封層對(duì)材料的要求如下:

瀝青黏結(jié)料:同步碎石封層技術(shù)的領(lǐng)先性能很高,但對(duì)適用瀝青沒有特別嚴(yán)格的要求。可以使用不同的瀝青結(jié)合料,如軟化純?yōu)r青、聚合物改性瀝青、乳化瀝青、聚合物改性乳化瀝青、稀釋瀝青等,熱瀝青主要用于大規(guī)模封層。使用改性瀝青作為黏結(jié)料時(shí),為保證霧狀噴灑而形成均勻、等厚度的瀝青膜,必須保證瀝青的溫度在160℃~170℃范圍內(nèi)。

碎石:普遍采用間斷級(jí)配結(jié)構(gòu),碎石封層所用石料粒徑范圍有嚴(yán)格要求,即等粒徑石料最理想。碎石要求經(jīng)過反擊破碎(或錘式破碎)得到的碎石,針片狀石料嚴(yán)格控制在15%以內(nèi),幾何尺寸要好,不含雜質(zhì)和石粉,壓碎值小于14%,對(duì)石料酸堿性無特殊要求,并嚴(yán)格經(jīng)過水洗風(fēng)干。

(三)黏結(jié)層

對(duì)路面裂縫不僅要治理,還要實(shí)施有效的預(yù)防措施。同步碎石封層還可以做新建瀝青路面下面層與上基層之間的覆層。若在瀝青路面下面層與上基層之間加鋪一層能承受很大應(yīng)變而不破壞,能分散基層的收縮應(yīng)力或應(yīng)變,將由于車輛荷載產(chǎn)生的應(yīng)力重新分布的應(yīng)力吸收中間層,則能夠有效防止或減少向上發(fā)展的反射裂縫。該應(yīng)力吸收中間層同樣可以設(shè)置在舊路面與新鋪瀝青混合料之間,能夠有效減少舊路面的裂縫向上覆層擴(kuò)散。

三、結(jié)語

瀝青路面裂縫在我國公路網(wǎng)各種等級(jí)的公路上到處可見,是非常普遍的一種破損現(xiàn)象,要考慮裂縫損壞程度、交通量、路面類型等因素制定技術(shù)經(jīng)濟(jì)均合理的處治措施,這對(duì)延長(zhǎng)路面的使用壽命是極其重要的。

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