極端氣候下瀝青路面病害修復(fù)與養(yǎng)護(hù)

薛有利

【摘 要】 通過(guò)對(duì)目前瀝青路面的病害狀況和誘發(fā)原因進(jìn)行介紹，評(píng)價(jià)了現(xiàn)有瀝青路面的處治方案，對(duì)瀝青路面的各種病害進(jìn)行分析，提出了合適的典型處理措施，明確極端氣候下路面養(yǎng)護(hù)要重視預(yù)防性養(yǎng)護(hù)，處理好預(yù)防性養(yǎng)護(hù)和糾正性養(yǎng)護(hù)的關(guān)系，選擇好合理的養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)。

【關(guān)鍵詞】 瀝青路面 病害修復(fù) 養(yǎng)護(hù) 極端氣候

0 引言

我國(guó)幅員遼闊，氣候變化多樣，并且近幾年一些極端氣候不斷發(fā)生，例如南方地區(qū)冬季極端低溫天氣、北方夏季極端高溫天氣以及洪水等，這些都會(huì)對(duì)公路產(chǎn)生很大的影響。

極端低溫會(huì)造成冷雨和降雪，災(zāi)后的事故和救援除雪工作會(huì)給公路帶來(lái)大量的破壞，伸縮縫內(nèi)橡膠會(huì)在低溫下老化，瀝青路面會(huì)被氯鹽腐蝕，護(hù)欄撞壞變形，凍融循環(huán)破壞路面結(jié)構(gòu)等。夏季極端高溫下重載車(chē)輛會(huì)造成路面永久變形的加劇，急彎處輪胎與路面之間會(huì)產(chǎn)生較大的水平和垂直荷載，當(dāng)超過(guò)瀝青混合料的抗剪強(qiáng)度后發(fā)生剪切型破壞。夏季洪水氣候?yàn)r青路面中存水會(huì)導(dǎo)致瀝青與礦料之間的粘結(jié)力減小，在荷載作用下會(huì)發(fā)生剝落，水分不及時(shí)的排出還會(huì)對(duì)基層材料侵蝕，降低基層強(qiáng)度，影響公路耐久性和使用性能。

1 目前瀝青路面病害處治方案評(píng)價(jià)

我國(guó)目前已建和在建瀝青路面多數(shù)屬于半剛性基層路面，結(jié)構(gòu)單一，對(duì)養(yǎng)護(hù)重視不夠，采用的修補(bǔ)方式也較為簡(jiǎn)單，普遍使用方法為先將上面層除去，使用抗裂劑修補(bǔ)中面層，然后再重新鋪筑上面層混合料，但這種方法經(jīng)常出現(xiàn)裂縫重新反射的后果，不能達(dá)到很好的處理效果。原因是路面的開(kāi)裂原因主要是半剛性基層的開(kāi)裂導(dǎo)致反射裂縫造成的，瀝青混合料會(huì)在凍融循環(huán)和雨水浸泡下產(chǎn)生不均勻沉降，對(duì)上面層銑刨換填新材料只能簡(jiǎn)單處理面層車(chē)轍等較輕病害，不能解決反射裂縫的問(wèn)題。

對(duì)于發(fā)生的水損害是由于水分在結(jié)合部位的停留，在上部荷載的反復(fù)作用下形成較大的動(dòng)水壓力，附近材料發(fā)生剝離和沖刷，在路表形成唧漿。通常的修復(fù)技術(shù)是壓漿，雖然可以一定程度上減緩細(xì)集料在沖刷作用下的流失，但對(duì)于制止動(dòng)水壓力卻沒(méi)有多大作用，有效的措施應(yīng)該為減少或切斷路面結(jié)構(gòu)內(nèi)的積水。

路面裂縫損傷問(wèn)題，通常的養(yǎng)護(hù)方式為采用熱灌縫，但加熱瀝青和原有路面材料的膨脹系數(shù)往往有一定的差異，容易脫離裂縫邊界，并且容易老化，不能達(dá)到很好的處理效果。另外，沿著裂縫挖出面層，進(jìn)行坑槽修補(bǔ)，這種方法具有較好的封水效果，但是處理不好容易導(dǎo)致新老裂縫之間的無(wú)法有效粘結(jié)，在后期車(chē)輛的作用下可能出現(xiàn)不均勻沉陷的病害，不能避免裂縫的再次出現(xiàn)。

2 極端氣候下瀝青路面修復(fù)措施

瀝青路面常見(jiàn)的的病害有：裂縫、坑槽以及車(chē)轍等，針對(duì)瀝青路面病害的特點(diǎn)采取相應(yīng)的修復(fù)措施，是瀝青路面修復(fù)的關(guān)鍵。

2.1 裂縫處理

瀝青路面在長(zhǎng)期自然環(huán)境作用下，面層中會(huì)積聚溫度應(yīng)力，材料的應(yīng)力松弛能力下降，表面產(chǎn)生疲勞裂縫，在極端低溫下裂縫多呈現(xiàn)龜裂和橫向裂縫。另外半剛性結(jié)構(gòu)由于其本身強(qiáng)度較高，不能很好的協(xié)調(diào)面層材料，所以產(chǎn)生裂縫后很快會(huì)貫穿于整個(gè)面層。

裂縫的修補(bǔ)措施多為填縫，填縫能夠很好的使路面恢復(fù)舒適性和平順性，避免其他的病害同時(shí)發(fā)生，使路面強(qiáng)度和承載力提高，填縫修補(bǔ)時(shí)要同時(shí)對(duì)裂縫原體和填縫材料兩方面處理。裂縫壁面要堅(jiān)實(shí)沒(méi)有松散，具有一定的抗壓和抗剪強(qiáng)度，具有防水能力，保持壁面的干燥和整潔，以提高填縫材料和壁面的粘結(jié)力，填縫時(shí)壁面保持適當(dāng)?shù)臏囟龋蜏貢?huì)影響其于填縫材料的粘結(jié)力和滲透能力。填縫材料要具有足夠的粘結(jié)性和韌性，在外部拉、壓、剪切四種情況下不會(huì)產(chǎn)生脫離和較大的變形，具有較好的延展性，能夠時(shí)刻保證和裂縫貼合，具有良好的耐高、低溫性，防止過(guò)早失效。

裂縫的修補(bǔ)工藝可以分為開(kāi)槽和不開(kāi)槽兩種，裂縫較窄，瀝青混合料的愈合能力較強(qiáng)時(shí)使用不開(kāi)槽的方式，當(dāng)裂縫較寬，要采用開(kāi)槽的方式保證填補(bǔ)材料能夠順利到達(dá)裂縫底部，增大接觸面積，常用的開(kāi)槽方式有淺槽和方槽兩種。裂縫的修補(bǔ)時(shí)間一般在氣溫10℃以上時(shí)為宜，不能選擇多雨雪季節(jié)。

2.2 坑槽處理

坑槽是由于水分和交通荷載的長(zhǎng)期作用產(chǎn)生，降雨過(guò)程及降雨過(guò)后，水分會(huì)通過(guò)裂縫進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部，如果不能及時(shí)排出，在車(chē)荷載反復(fù)作用下會(huì)造成瀝青膜與集料剝離，集料松散，失去粘結(jié)力。小坑槽在不斷的沖擊荷載作用下，產(chǎn)生附加應(yīng)力，導(dǎo)致坑槽病害進(jìn)一步加劇。

修補(bǔ)措施主要用來(lái)恢復(fù)路面的局部承載力和使用性能，防止坑槽在水和荷載的作用下進(jìn)一步破壞。修補(bǔ)時(shí)坑槽的壁面要堅(jiān)實(shí)、潔凈，具有一定的溫度，在填補(bǔ)材料中適當(dāng)摻加外加劑提高石料與壁面的粘結(jié)力，填補(bǔ)時(shí)確保填料量足夠，確定松鋪厚度以滿足壓實(shí)度和穩(wěn)定性的要求。

修補(bǔ)施工工藝為沿行車(chē)平行的方向，將破損部位劃出矩形或者方形輪廓，然后切割出整齊的裂縫，用破碎機(jī)將舊料破碎取出，切槽時(shí)要確保槽壁的垂直，底部堅(jiān)實(shí)平整，用高壓空氣除去槽內(nèi)的雜物，并用熱空氣軟化舊料，提高此材料與原材料的粘結(jié)效果。然后向槽壁和底部噴灑熱瀝青粘結(jié)料，噴灑量要適中，過(guò)多會(huì)造成后期瀝青泛油。填補(bǔ)材料整平后用靜力熱壓法將槽內(nèi)混合料壓實(shí)，排出顆粒空隙內(nèi)的空氣，達(dá)到密實(shí)效果。修補(bǔ)時(shí)間要根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂虼_定，在春季空氣較為干燥，路面解凍后溫度回升較快時(shí)修補(bǔ)為宜。

2.3 大面積裂縫及坑槽

半剛性基層會(huì)產(chǎn)生反射裂縫貫通至面層引起大面積的路表開(kāi)裂，加上雨水損害，形成坑槽。處治這種病害的方式就是有效的防止和治理反射裂縫。

可以采用同步瀝青碎石封層技術(shù)對(duì)處理這種病害，既將上面層及中面層中一半厚度刨除，然后中面層同步封層，上面層采用SMA攤鋪。這種方式能夠達(dá)到很好的防水效果，并吸收應(yīng)力，允許基層的豎向輕微變形。同時(shí)要加強(qiáng)排水措施，做好滲溝、盲溝、邊溝等修筑和改善。

2.4 車(chē)轍的處理

瀝青混合料在含油量較高時(shí)會(huì)形成車(chē)轍，在高溫天氣下，瀝青面層短時(shí)間內(nèi)達(dá)到或超過(guò)塑化點(diǎn)發(fā)生軟化，在重載作用下形成車(chē)轍，路面的整體強(qiáng)度基本沒(méi)有變化，行車(chē)的舒適度和抗滑性等會(huì)有所降低，對(duì)車(chē)轍的處理在不銑刨面層的情況下可以采用表處封層的方法。

修補(bǔ)時(shí)可以在混合料中摻加SBR膠乳改性瀝青，以改善面層的使用性能，嚴(yán)格控制混合料的各項(xiàng)指標(biāo)，包括配合比、稠度、磨耗、凝結(jié)時(shí)間等。施工操作時(shí)先將全路面拉毛清潔干凈，然后在車(chē)轍內(nèi)鋪設(shè)找平層，按照常規(guī)的方法進(jìn)行微表處理，鋪設(shè)時(shí)保證線形的順滑，混合料厚度均勻，沒(méi)有離析現(xiàn)象。

3 極端氣候下瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)

3.1 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的對(duì)策

預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的目的是保護(hù)路面，降低水分和非載荷破壞，延緩老化速度，是在路面出現(xiàn)破壞之前進(jìn)行。常用的措施有灌縫、噴霧封層、稀漿封層、微表處理、熱瀝青混合料罩面等。比較而言糾正性養(yǎng)護(hù)是在路面出現(xiàn)較大的破壞時(shí)進(jìn)行的，道路的養(yǎng)護(hù)應(yīng)該盡量的減少和延遲糾正性養(yǎng)護(hù)的數(shù)量和時(shí)間，處理好預(yù)防性養(yǎng)護(hù)和糾正性養(yǎng)護(hù)的費(fèi)用與效益關(guān)系，把握好養(yǎng)護(hù)時(shí)間、費(fèi)用及效果的關(guān)聯(lián)性，有效的提高預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的效果。

3.2 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)

確定合適的養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)能夠使養(yǎng)護(hù)成本達(dá)到最小，并收到最好的效果，選擇合適的養(yǎng)護(hù)時(shí)機(jī)時(shí)要做好方案對(duì)比工作。既在道路壽命周期內(nèi)實(shí)施養(yǎng)護(hù)的方案對(duì)比，進(jìn)行效益評(píng)價(jià)，選擇壽命周期成本最低、效果最好的方案，也即是選擇最優(yōu)的養(yǎng)護(hù)時(shí)間。

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