寒區(qū)高速公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)探討

肖澤玉

(哈大高速公路大修工程指揮部)

1 預(yù)防性養(yǎng)護概述

1.1 路面預(yù)防性養(yǎng)護的概念

所謂路面預(yù)防性養(yǎng)護,即通過定期路況調(diào)查,及時發(fā)現(xiàn)路面輕微破損與病害跡象,分析研究其產(chǎn)生原因,防止微小病害進一步擴大,使路面始終處于良好的服務(wù)狀態(tài),是帶有保護路面和以減緩路面使用性能惡化速率為目的的技術(shù)措施。它可以延緩由于交通和環(huán)境荷載作用而引起的路面使用質(zhì)量的下降,并延長使用周期。

1.2 預(yù)防性養(yǎng)護的意義

高速公路實施路面預(yù)防性養(yǎng)護,能及時修復(fù)路面微小病害,防止水分侵入路基,使路面整體結(jié)構(gòu)始終得到保護,不致產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p傷,從而減少銑刨、翻修次數(shù),大大節(jié)省大修費用,并延長路面使用壽命,保持路面良好的服務(wù)狀態(tài)。

預(yù)防性養(yǎng)護是針對公路路面尚未出現(xiàn)嚴(yán)重的破壞,為了改善和恢復(fù)路面表面功能,防止病害的進一步惡化而進行的養(yǎng)護工作,是高速公路路面養(yǎng)護的重點。預(yù)防性養(yǎng)護的意義主要體現(xiàn)在以下幾個方面:(1)保持路面良好的使用性能; (2)延長路面的使用壽命;(3)減少路面的壽命周期成本; (4)節(jié)約養(yǎng)護維修資金;(5)優(yōu)化路網(wǎng)條件,平衡資金需求。

國外經(jīng)驗表明,采取有效的預(yù)防性養(yǎng)護措施不但可以提高道路的使用品質(zhì),而且還具有良好的經(jīng)濟效益,大大延長道路使用年限。根據(jù)估算,在路面整個生命周期內(nèi)進行 3～4次預(yù)防性養(yǎng)護可以延長使用壽命 10～15年,節(jié)約養(yǎng)護費用45%～50%。

《瀝青路面養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》明確規(guī)定“對瀝青路面必須進行預(yù)防性、經(jīng)常性和周期性養(yǎng)護”,這是針對瀝青路面的工程特點而提出的。瀝青路面一般在開放交通后不久,就會出現(xiàn)不同程度的損壞,如果這些輕微的初始損壞得不到及時有效的預(yù)防性養(yǎng)護和維修,就可能加劇荷載、水、溫度等對路面的不利影響,導(dǎo)致路面損壞加速,路面狀況惡化加劇,嚴(yán)重時將導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)的破壞,極大縮短路面使用壽命,更增加了后期維修費用。因此,必須進行預(yù)防性養(yǎng)護,以控制損壞的進一步發(fā)展,維持路面服務(wù)性能,延長路面壽命。

《公路養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》明確提出:公路養(yǎng)護工作必須貫徹“預(yù)防為主,防治結(jié)合”的方針,高速公路實施路面預(yù)防性養(yǎng)護,能及時修復(fù)路面微小病害,不致產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p傷,從而減少銑刨、翻修次數(shù),節(jié)省大修費用,并延長路面使用壽命,保持路面良好的服務(wù)狀態(tài)。

1.3 國內(nèi)外開發(fā)應(yīng)用情況

預(yù)防為主的路面養(yǎng)護概念早在 20世紀(jì)80年代就為國內(nèi)公路養(yǎng)護工作者所認(rèn)識,一些預(yù)養(yǎng)護措施也得到了一定的應(yīng)用,如裂縫修補、稀漿封層、薄加鋪層等。預(yù)防性養(yǎng)護在歐美等發(fā)達國家已經(jīng)深入人心,是一種最為經(jīng)濟有效的養(yǎng)護策略。美國從 20世紀(jì)70年代起就開始使用預(yù)養(yǎng)護措施,迄今為止總共有超過20種的預(yù)養(yǎng)護措施在使用。從20世紀(jì)80年代末開始提出路面預(yù)養(yǎng)護計劃,并對路面的預(yù)養(yǎng)護技術(shù)展開了系統(tǒng)研究,總體來說,世界上很多國家都已經(jīng)全面啟動了路面預(yù)養(yǎng)護計劃和路面保養(yǎng)技術(shù)的研究,并廣泛推廣應(yīng)用。

國內(nèi)的預(yù)養(yǎng)護理念和預(yù)養(yǎng)護措施研究狀況與國外相比有很大差距,交通部和地方相關(guān)部門對預(yù)養(yǎng)護措施的應(yīng)用技術(shù)有了些初步的研究,但尚缺乏對路面預(yù)養(yǎng)護技術(shù)的系統(tǒng)研究,包括不同預(yù)養(yǎng)護措施的使用條件、預(yù)養(yǎng)護效果跟蹤評價等。

隨著高速公路瀝青路面服務(wù)年限的增加,大中修高峰正在步步臨近,如何保養(yǎng)路面,維護路面的使用性能,延長路面的使用壽命已經(jīng)成為迫切需要解決的課題。南方發(fā)達省份對于預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)開發(fā)應(yīng)用比較早,而北方寒冷地區(qū)目前還主要以建設(shè)為主,預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)還未被重視起來,一些相關(guān)技術(shù)也處于探索階段。寒區(qū)很多高速公路瀝青路面通車不久便出現(xiàn)早期病害,由于預(yù)防性養(yǎng)護不及時,以致于出現(xiàn)了病害加速惡化,嚴(yán)重影響路面使用功能的情況。

2 高速公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)介紹

針對路面出現(xiàn)的不同型式的早期破壞,采取不同的預(yù)防性養(yǎng)護型式。

2.1 灌縫修補

由于路面結(jié)構(gòu)采用半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu),因而路面出現(xiàn)了不同程度的反射裂縫,為了防止雨水沖刷及在荷載作用下裂縫擴展,應(yīng)及時對裂縫進行灌縫。目前,國內(nèi)常用的裂縫修補方法有普通瀝青灌縫、SBR改性乳化瀝青灌縫、路面裂縫密封膠修補裂縫和壓漿法修補裂縫。

2.2 坑槽修補

針對路面出現(xiàn)的局部破壞如坑槽、松散等,常采用修補方法為就地?zé)嵫a法和冷補法。采用就地?zé)嵫a的方法,將破壞區(qū)域的舊瀝青混合料全部清除,然后再用新瀝青混合料填補,這種修補方法可以保證修補質(zhì)量,但大量的舊瀝青混合料被廢棄,造成了資源的極大浪費和環(huán)境污染。為了避免資源的浪費,國內(nèi)不同省份進行了冷補材料的開發(fā)和應(yīng)用。

2.3 路表封層

(1)霧封層。

霧封層的作用是封閉路面,阻止路面開裂松散,延緩路面老化。霧封層僅僅是在路表面噴灑不含集料稀釋的乳化瀝青。

適用條件:①縱橫向裂縫,塊狀裂縫;②表面松散、風(fēng)化;③老化的瀝青路面;④水侵入結(jié)構(gòu):沒有改善路面結(jié)構(gòu)僅僅是防止水分進入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部。

(2)瀝青表處。

瀝青表處通過噴灑聚合物改性瀝青填充空隙和裂縫,先噴灑細集料或沙子;再噴灑聚合物改性瀝青;最后使用膠輪壓路機碾壓。

適用條件:①縱橫向裂縫,塊狀裂縫;②表面松散、風(fēng)化(施工時應(yīng)清除表面松散料);③水侵入結(jié)構(gòu):沒有改善路面結(jié)構(gòu),但是能暫時封住低等的裂縫。

(3)碎石封層。

碎石封層在路面噴灑乳化瀝青后,灑布碎石石屑,用壓路機將骨料嵌擠進原路面 50%～70%,效果與集料級配、最大粒徑相關(guān),可進行罩面及提高抗滑性能。雙層可以獲得很好的路用性能。

適用條件:①縱橫向裂縫,塊狀裂縫;②表面松散、風(fēng)化;③老化的瀝青路面;④水損壞;⑤輕度不平整;⑥輕度唧漿;⑦抗滑能力降低。

(4)薄層熱拌瀝青混合料。

薄層熱拌瀝青混合料鋪設(shè)厚度 19～38mm的瀝青混合料,密級配、開級配、SMA均可。薄層瀝青雖作為功能層考慮,但仍然部分承擔(dān)了車輪荷載的應(yīng)力分布。

適用條件:①縱橫向裂縫,塊狀裂縫;②表面松散、風(fēng)化(施工時應(yīng)清除表面松散料);③路面不平整;④輕度唧漿;⑤抗滑能力降低;⑥抗車轍。

(5)超薄磨耗層。

超薄磨耗層是將間斷級配瀝青混合料與乳化瀝青相結(jié)合的一項技術(shù),可以有效填補裂縫,提高摩阻力,是一種新型的處理辦法,鋪設(shè)厚度通常在10～20mm之間。

適用條件:①縱橫向裂縫,塊狀裂縫;②表面松散、風(fēng)化;③路面不平整;④輕度唧漿;⑤抗滑能力降低。

(6)稀漿封層。

稀漿封層通過將一定級配的集料(細砂和礦粉構(gòu)成)和乳化瀝青構(gòu)成的混合物,通過專用噴灑器噴灑在整個路面表面。對處理低等級的裂縫、路表防水、提高在 64km/h車速下的汽車抗滑能力有效,厚度通常小于 10mm。

適用條件:①縱橫向裂縫,塊狀裂縫;②表面松散、風(fēng)化;③老化的瀝青路面;④抗滑能力降低;⑤填補車轍帶(車轍不嚴(yán)重)。

(7)微表處。

微表處使用聚合物改性乳化瀝青、細集料、礦粉、水與稀漿封層采用一樣的添加劑。主要目的是阻止松散、路面老化、同時提高路面的抗滑性能。可以提高路面平整度,填補15mm以內(nèi)的車轍。

適用條件:①縱橫向裂縫,塊狀裂縫;②表面松散、風(fēng)化;③老化的瀝青路面;④輕度不平整;⑤中輕唧漿;⑥抗滑能力降低;⑦填補車轍(車轍已經(jīng)穩(wěn)定)。

3 結(jié) 語

預(yù)防性養(yǎng)護是一種主動性的養(yǎng)護策略,它根據(jù)路面的狀況,有計劃地采取預(yù)防措施來對道路進行養(yǎng)護,改變了過去在路面損壞后才采取措施的被動狀況。

隨著經(jīng)濟的發(fā)展,交通量的增長,寒區(qū)高速公路瀝青路面大部分處于超負(fù)荷與超期服役狀態(tài),急需進行大中修或維修養(yǎng)護,如果管理部門提早重視預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)的開發(fā)和應(yīng)用,科學(xué)調(diào)配養(yǎng)護資金,可以整體增長路面使用壽命,延長路面服務(wù)年限,延后寒區(qū)高速公路瀝青路面大中修高峰期的到來,為管理單位節(jié)約巨額養(yǎng)護資金。

[1] 郭忠印,李立寒.瀝青路面施工與養(yǎng)護技術(shù)[M].北京:人民交通出版社,2003.

[2] 中華人民共和國交通部.公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(JTGF40 -2004)[M].北京:人民交通出版社.

[3] 中華人民共和國交通部.公路瀝青路面設(shè)計規(guī)范(JTGD50-2006)[M].北京:人民交通出版社.