公路瀝青混凝土路面養(yǎng)護應(yīng)采取的措施

王玉貴

（貴州省黔東南州交通建設(shè)工程公司，貴州 黔東南州 556000）

1 公路瀝青混凝土路面性能評價內(nèi)容與養(yǎng)護對策

1.1 公路瀝青混凝土路面養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范

我國《公路瀝青路面養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》(JTJ073.2-2001)以路面破損、平整度、結(jié)構(gòu)強度及抗滑性作為路面使用質(zhì)量性能的評價內(nèi)容,但是這種評價體系并不適用于預(yù)防性養(yǎng)護。規(guī)范中明確指出,公路養(yǎng)護管理部門可根據(jù)公路等級、交通量、分項路況等評價結(jié)果,結(jié)合養(yǎng)護資金情況,采取維修養(yǎng)護對策,但是它所提及的維修養(yǎng)護對策并不包括預(yù)防性養(yǎng)護對策。

1.2 公路養(yǎng)護質(zhì)量檢評方法

2002年交通部發(fā)布的《公路養(yǎng)護質(zhì)量檢評方法》(試行)中路面現(xiàn)有使用質(zhì)量評價同樣將路面破損、平整度、結(jié)構(gòu)強度及抗滑性能作為評價內(nèi)容。雖然該檢評方法是針對公路的,但是它并沒有詳細說明養(yǎng)護對策的選擇方法?？傊?我國現(xiàn)行兩個有關(guān)公路瀝青混凝土路面養(yǎng)護的標(biāo)準(zhǔn),其路面性能評價指標(biāo)和養(yǎng)護對策不適用于預(yù)防性養(yǎng)護。

2 公路瀝青混凝土路面早期性能評價內(nèi)容

在我國的瀝青混凝土路面的早期破損現(xiàn)象中,裂縫和車轍破壞占總破壞的80%～90%。裂縫和車轍的出現(xiàn),嚴(yán)重影響了路面使用性能,導(dǎo)致路況不佳,乘車者感覺不舒適。觀測資料表明,部分公路在通車2～3年后就出現(xiàn)了較為嚴(yán)重的車轍和裂縫,這雖然是多方面原因造成的,但不可否認,忽視將車轍和裂縫作為早期性能重要評價內(nèi)容是導(dǎo)致預(yù)防性養(yǎng)護效果不顯著的主要原因。因此,將裂縫和車轍從路面破損中單列出來,作為早期性能評價內(nèi)容,有利于更好地采取預(yù)防性養(yǎng)護措施,使其更有針對性。

隨著行車荷載和外界環(huán)境對路面的作用影響,路面結(jié)構(gòu)強度會有所衰減。但是在瀝青混凝土路面的使用早期,路面結(jié)構(gòu)強度一般變化不大,基本處于良好的狀態(tài)。換言之,通常不能通過預(yù)防性養(yǎng)護來解決路面結(jié)構(gòu)強度不足的問題。所以預(yù)防性養(yǎng)護是以路面結(jié)構(gòu)強度良好為前提的,不需再將路面強度作為公路瀝青混凝土路面早期性能評價內(nèi)容。另一方面,將裂縫和車轍從路面破損中單列出來后,剩余破損包括坑槽、松散、泛油、唧漿等,由于包括的破壞類型較多,而且這些破損一般都是局部出現(xiàn)的,應(yīng)根據(jù)具體的破壞類型,采取相應(yīng)的處置措施。

3 公路瀝青混凝土路面早期性能分級

為了使預(yù)防性養(yǎng)護更有針對性,同時便于道路管理部門正確地選擇預(yù)防性養(yǎng)護對策,本文對公路瀝青混凝土路面早期性能評價內(nèi)容進行了分級評價。

3.1 裂縫的分級

裂縫按路面分布狀況可分為橫向裂縫、縱向裂縫和網(wǎng)裂。裂縫的寬度和密度決定著對路面的危害程度。對于單條裂縫,預(yù)防性養(yǎng)護階段最關(guān)心的是裂縫寬度;但對于整個路面,裂縫密度則是很重要的。

3.1.1 裂縫寬度的分級

對于預(yù)防性養(yǎng)護來說,裂縫的寬度指的是裂縫表面寬度?，F(xiàn)行的《公路瀝青路面養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范》和《公路養(yǎng)護質(zhì)量檢評方法》(試行)中,都把裂縫寬度5mm 作為裂縫程度輕重的分界。因此,本文把裂縫寬度≤5mm 作為預(yù)防性養(yǎng)護的研究對象;當(dāng)裂縫寬度>5mm時,應(yīng)按日常養(yǎng)護維修相關(guān)規(guī)范進行處理。根據(jù)裂縫處滲水試驗結(jié)果分析可知,滲水系數(shù)隨裂縫寬度的增大而增大,裂縫寬度在1mm 以下時,基本不滲水;裂縫寬度在3mm 以下時,滲水系數(shù)變化速率緩慢;裂縫寬度>3mm 后,滲水系數(shù)變化速率增大。因此把裂縫寬度分為三個等級。

1)裂縫寬度<1mm,稱為一級裂縫。

2)裂縫寬度在1～3mm,稱為二級裂縫。

3)裂縫寬度在3～5mm,稱為三級裂縫。

3.1.2 裂縫率的分級

本文提出的裂縫率是針對網(wǎng)裂的,適用于預(yù)防性養(yǎng)護評價。我國的現(xiàn)行規(guī)范還沒有裂縫率與路面狀況等級劃分的評價標(biāo)準(zhǔn)。故本文引用日本道路養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范中的PSI 模型。路面現(xiàn)時服務(wù)能力指數(shù)主要考慮了常見破損類型中的路面平整度、裂縫率和車轍深度。

3.2 車轍的分級

本文根據(jù)國外經(jīng)驗,針對我國公路瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)特點,對深度為0～25mm的車轍進行分級?！豆饭こ碳夹g(shù)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定:公路的路拱橫坡為1.5%。在公路和其他公路大量的車轍測試結(jié)果表明,我國車轍寬度一般為800～1500mm。如果車轍寬度取值為1200mm,可近似假設(shè)車轍形狀為三角形,通過幾何關(guān)系,可以計算得到使車轍內(nèi)不致積水的車轍深度為9mm。參考國外標(biāo)準(zhǔn),從安全角度考慮,車轍深度應(yīng)該<10mm。從行車舒適性角度考慮,車轍深度如>15mm,行車就晃動不穩(wěn)定。當(dāng)車轍深度>25mm時,應(yīng)采取日常養(yǎng)護措施。根據(jù)以上分析將預(yù)防性養(yǎng)護階段的RD 分為三個等級。

1)RD<10mm,稱為一級車轍。

2)RD 為10～15mm,稱為二級車轍。

3)RD 為15～25mm,稱為三級車轍。

根據(jù)公路的設(shè)計行車速度,以100km/h 作為計算標(biāo)準(zhǔn),將路面功率譜密度代入公式,就可以計算出相應(yīng)的國際平整度指數(shù)IRI,如表1。

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《公路養(yǎng)護質(zhì)量檢評方法》(試行)中規(guī)定:在IRI>6.6時,路面處于需要養(yǎng)護維修的狀態(tài)。根據(jù)以上分析,把預(yù)防性養(yǎng)護階段路面平整度分為以下三級。

1)IRI 為0～3.42,稱為一級不平整。

2)IRI 為3.42～5.42,稱為二級不平整。

3)IRI 為5.42～6.6,稱為三級不平整。

4 常用的預(yù)防性養(yǎng)護措施

就公路瀝青混凝土路面而言,目前常用的預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)包括表面封層、裂縫填封和薄層罩面等類型。

4.1 填(灌)縫、封縫

填(灌)縫、封縫是采用密封材料充填路面的裂縫,防止水和雜物進入路面內(nèi)部,保護基層,延緩路面損壞。填(灌)縫、封縫應(yīng)用的最佳時機應(yīng)在路面很少或者沒有出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性裂縫之前進行。路面裂縫范圍較小,程度較輕時應(yīng)用此類措施才是經(jīng)濟有效的。

4.2 霧封層

它是直接將乳化瀝青(無集料)噴灑在路面的一種預(yù)防性養(yǎng)護措施。主要作用是防水、封閉微裂縫、補充瀝青粘接料、穩(wěn)定松散的集料,尤其適用于老化的瀝青混凝土路面、開級配瀝青混凝土路面和碎石封層路面。中等程度縱橫向裂縫、松散以及瀝青老化、硬化嚴(yán)重的路面均適宜采用霧封層;有明顯疲勞裂縫的路面、泛油路面、溫縮裂縫比較嚴(yán)重的路面和抗滑性能差的路面不適宜采用霧封層。

4.3 稀漿封層

稀漿封層是一種將乳化瀝青、集料、水和特殊添加劑按合理配比拌和并均勻攤鋪到路面上的一種預(yù)防性養(yǎng)護措施,它可有效地封閉路面的輕度裂縫,防止水分滲入路面內(nèi),提高路面的抗滑性能。輕度縱橫向裂縫和塊裂、磨耗嚴(yán)重或松散、老化、缺乏摩擦系數(shù)、滲水的路面和車轍發(fā)展已穩(wěn)定且車轍不嚴(yán)重的路面均適于采用稀漿封層;路面出現(xiàn)明顯的疲勞裂縫或車轍較深、溫度裂縫嚴(yán)重、炎熱地區(qū)的泛油路不適宜采用稀漿封層。

4.4 微表處

微表處是將聚合物改性乳化瀝青、集料、礦粉、水和添加劑按一定比例拌和后迅速攤鋪到路面上的一種預(yù)防性養(yǎng)護措施,它可以防止路面松散、延緩路面老化、提高路面抗滑性、彌補路面微小的缺陷,它還有一個特殊的功能就是可用于車轍填補。輕度縱橫向裂縫、磨耗及松散、輕度或中度泛油、輕度不平整、缺乏摩擦系數(shù)、滲水、疲勞裂縫輕微的路面以及車轍穩(wěn)定的路面適于采用稀漿封層;疲勞裂縫嚴(yán)重、損壞嚴(yán)重、剩余壽命短、溫縮裂縫嚴(yán)重的路面和炎熱地區(qū)的泛油路面均不適于采用稀漿封層。

5 預(yù)防性養(yǎng)護對策

5.1 針對裂縫的預(yù)防性養(yǎng)護對策

5.1.1 針對單條裂縫的預(yù)防性養(yǎng)護對策

一級裂縫(寬度<1mm),滲水不嚴(yán)重,且裂縫寬度的發(fā)展比較緩慢,可認為此時的裂縫可以不作任何養(yǎng)護。二級裂縫(寬度在1～3mm),滲水比較嚴(yán)重,為了防止產(chǎn)生水損害,應(yīng)采取灌縫措施。三級裂縫(寬度在3～5mm),滲水嚴(yán)重,為了防止路表面的水滲入路面引起與水有關(guān)的病害,應(yīng)及時采取預(yù)防性養(yǎng)護措施。合適的措施具體有:封縫、灌縫。對于橫裂和縱裂或構(gòu)造物處的裂縫,縫寬<5mm的裂縫,灌注稀釋瀝青,或新型灌注材料(密封膠等),也可用防水防裂材料,高分子抗裂貼或壓縫帶處理裂縫,這可以有效地減緩或防止新反射裂縫的出現(xiàn)。

5.1.2 針對網(wǎng)裂的預(yù)防性養(yǎng)護對策

一級裂縫率(CR<1%)表明路面狀態(tài)良好,滲水不嚴(yán)重,此時路面不必采取預(yù)防性養(yǎng)護。二級裂縫率(CR 為1%～3.145%)表明滲水較嚴(yán)重,此時路面應(yīng)采取預(yù)防性養(yǎng)護措施。合適的措施為:霧封層、稀漿封層、微表處、薄層罩面、超薄磨耗層。

5.2 針對車轍的預(yù)防性養(yǎng)護對策

一級車轍(RD<10mm)對路面性能不會造成影響,故此時可以不采取任何養(yǎng)護措施。二級車轍(RD 為10～15mm)會導(dǎo)致積水,積水向下滲透可能引起水損害。此時采取的預(yù)防性養(yǎng)護措施應(yīng)考慮防水要求,合適的措施有:霧封層、稀漿封層、微表處。三級車轍(RD 為15～25mm)可能引起行車晃動不穩(wěn)定,影響行車的舒適性。在選取預(yù)防性養(yǎng)護措施時,要綜合考慮防水、抗滑和提高平整度,合適的措施有:微表處、薄層罩面。

5.3 針對平整度的預(yù)防性養(yǎng)護對策

一級不平整(IRI 為0～3.42)使人主觀感覺舒適,行車舒適性好。不需要采取預(yù)防性養(yǎng)護措施。二級不平整(IRI 為3.42～5.42)讓人主觀感受有一些不舒適,行車舒適性受到一定影響。可以采取稀漿封層、微表處等措施以提高路面平整度。三級不平整(IRI 為5.42～6.6)導(dǎo)致人主觀感受不舒適,行車舒適性相對較差。可以選取微表處、薄層罩面、超薄磨耗層等措施來提高路面平整度,進而改善行車舒適性。

5.4 針對抗滑性能的預(yù)防性養(yǎng)護對策

抗滑性能處于一級狀態(tài)時(SFC>50),由于路面抗滑性能不足引發(fā)的行車事故發(fā)生概率很小,所以不需要采取預(yù)防性養(yǎng)護措施來增加路面的抗滑性。抗滑性能處于二級狀態(tài)時(SFC 為45～50),可能由于路面的抗滑性能不足導(dǎo)致行車事故,為使抗滑性能不致導(dǎo)致行車事故發(fā)生概率的倍增,建議采取稀漿封層、微表處、薄層罩面、超薄磨耗層等措施來提高瀝青混凝土路面的抗滑性能。為了能更好地體現(xiàn)上述對策制定原則,本文采用了決策樹的形式建模,如圖1所示。該模型簡單明了,易于理解,使用方便,具有較強的適應(yīng)性。

6 結(jié)束語

本文針對瀝青混凝土路面早期破壞現(xiàn)象,將裂縫、車轍、平整度和抗滑性作為基于預(yù)防性養(yǎng)護的早期性能評價內(nèi)容,并對其進行了分級。根據(jù)分級,本文從技術(shù)角度提出了針對預(yù)防性養(yǎng)護的對策方法,并建立了預(yù)防性養(yǎng)護決策樹。

[1]姜云煥，加強預(yù)防性養(yǎng)護,發(fā)展稀漿封層技術(shù)[J].

[2]董維揚,盧余權(quán)，瀝青混凝土路面預(yù)防性養(yǎng)護與機械[J].

[3]JTJ073.2-2001,公路瀝青路面養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范[S].