農(nóng)村等外公路路面養(yǎng)護關(guān)鍵技術(shù)研究

王晶晶

(汾陽市交通運輸局，山西汾陽 032200)

0 引言

隨著省內(nèi)農(nóng)村地域經(jīng)濟的高速發(fā)展，農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展對區(qū)域道路通行能力和路網(wǎng)質(zhì)量的依賴性逐步提升，近幾年以來，省內(nèi)交通運輸部門提出了在農(nóng)村建設(shè)“四好農(nóng)村路”的發(fā)展戰(zhàn)略，主要目的在于提高和優(yōu)化農(nóng)村路網(wǎng)的施工質(zhì)量和公路等級，對既有農(nóng)村公路進行針對性的病害養(yǎng)護。以省內(nèi)農(nóng)村既有路網(wǎng)為例，目前省內(nèi)農(nóng)村公路路網(wǎng)中等外公路占比至少有50%，等外公路由于施工指標(biāo)和施工質(zhì)量要求較低，道路的通行能力受限明顯，一旦等外公路出現(xiàn)不同程度的病害將嚴重影響等外公路的綜合服役能力，嚴重影響農(nóng)村路網(wǎng)等級的升級和可持續(xù)發(fā)展。因此，必須先明確農(nóng)村等外公路的常見病害類型，并針對性提出農(nóng)村等外公路的養(yǎng)護技術(shù)措施，以提高農(nóng)村等外公路的綜合養(yǎng)護水平和能力。

1 農(nóng)村等外公路路面常見病害分析

經(jīng)農(nóng)村實地調(diào)查發(fā)現(xiàn)，除了少數(shù)地區(qū)存在重載交通運輸要求的區(qū)域外，絕大多數(shù)的農(nóng)村等外公路的路面結(jié)構(gòu)形式為瀝青混凝土。由于等外公路的設(shè)計、施工及后期養(yǎng)護等級和質(zhì)量較低，在長期車輛荷載和不良外界環(huán)境的耦合作用下，農(nóng)村等外公路將出現(xiàn)不同程度的病害和破損，且公路路面病害隨著時間的推移，病害惡化程度逐步提速，嚴重影響了標(biāo)段的通行能力和行車平順性。經(jīng)現(xiàn)場檢測調(diào)查發(fā)現(xiàn)，常見的農(nóng)村等外瀝青混凝土路面病害類型主要有如下幾種。

1.1 農(nóng)村等外瀝青混凝土路面開裂病害

農(nóng)村等外公路常見病害類型依照裂縫成因機理可以細分為荷載型裂縫和非荷載型裂縫兩種。其中，荷載型裂縫主要是在長期車輛荷載反復(fù)作用下產(chǎn)生的，由于等外公路的設(shè)計及施工標(biāo)準(zhǔn)較低，導(dǎo)致瀝青混凝土路面在對應(yīng)標(biāo)段內(nèi)的厚度差異較大，由于厚度差異導(dǎo)致路面承載能力差異更加明顯，在厚度薄弱位置容易誘導(dǎo)出現(xiàn)荷載開裂;此外，為了片面追求經(jīng)濟性和取材便捷性，等外瀝青混凝土路面鋪裝用瀝青混合料中使用了大量的穩(wěn)定細級配混合料等半剛性基層材料，最常用的材料有粉煤灰集料和普通礦粉集料，由于集料的粒徑值較低，在瀝青混合料中無法形成“骨架密實”效應(yīng)，在長期車輛荷載的循環(huán)作用下，瀝青混凝土路面表面將出現(xiàn)嚴重的不均勻沉陷病害，相鄰沉降差異較大位置由于內(nèi)應(yīng)力作用，將誘導(dǎo)產(chǎn)生荷載開裂。除了荷載裂縫外，非荷載因素引發(fā)的開裂也不容忽視，以農(nóng)村等外瀝青混凝土路面為例，常見的非荷載開裂主要是溫度裂縫，瀝青混凝土材料屬于高溫敏感性材料，在較高溫度環(huán)境下，材料的應(yīng)力松弛率提高明顯，在寒冷環(huán)境下，溫度驟降，松弛率帶來的應(yīng)力保持無法和溫度應(yīng)力值相匹配，二者的非協(xié)調(diào)變化在面層結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生了明顯的拉應(yīng)力，從而誘導(dǎo)面層開裂。圖1為裂縫病害現(xiàn)場情況。

圖1 瀝青混凝土路面裂縫病害

1.2 農(nóng)村等外瀝青混凝土路面坑槽及翻漿病害分析

坑槽也是農(nóng)村等外瀝青混凝土路面中常見的病害類型之一，也是農(nóng)村等外公路病害養(yǎng)護的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和重點領(lǐng)域，一旦在路面形成局部坑槽，在車輛沖擊荷載的作用下將快速發(fā)展惡化，且局部坑槽將呈現(xiàn)融合發(fā)展的態(tài)勢，最終導(dǎo)致整體路面完全喪失承載能力?？硬壑饕怯捎跒r青路面表面水分下滲后，在高低溫凍融循環(huán)作用的推動下，相繼出現(xiàn)明顯的坑槽破壞點;此外，除了水分滲透和凍融循環(huán)引發(fā)坑槽外，瀝青路面的網(wǎng)狀龜裂如果不能及時封閉，在車輛荷載作用下也容易繼續(xù)發(fā)展成為坑槽病害。除了坑槽病害外，路面翻漿也是農(nóng)村等外瀝青混凝土路面特有的病害形式，在外部荷載擠壓作用下，瀝青混合料從表面裂縫、坑槽中翻冒外溢，翻漿病害主要出現(xiàn)在省內(nèi)東北部冬季寒冷地區(qū)。圖2展示了省內(nèi)部分農(nóng)村地區(qū)等外公路瀝青混凝土路面的坑槽及翻漿病害情況。

圖2 瀝青混凝土路面坑槽及翻漿病害

2 農(nóng)村等外公路路面常用養(yǎng)護施工技術(shù)分析

2.1 乳化瀝青混合料稀漿封層養(yǎng)護技術(shù)

乳化瀝青混合料稀漿封層養(yǎng)護施工技術(shù)的關(guān)鍵是依靠乳化瀝青混合料的施工和易性特點，在常溫下借助冷拌技術(shù)將級配碎石、乳化劑、填充料和拌和水依照一定的比重均勻攪拌，保證乳化瀝青混合料的和易性，確保在“破乳”前完成施工。稀漿封層養(yǎng)護施工應(yīng)借助稀漿封層機械，將乳化瀝青混合料均勻攤鋪在面層上，通過乳化瀝青混合料和顆粒粒徑之間的完全包裹、破乳、離析及凝結(jié)硬化等過程，以形成最終質(zhì)密、抗磨耗性能強的表面薄層結(jié)構(gòu)。養(yǎng)護用稀漿封層混合料以最大粒徑不同，可以具體劃分為三種類型，即Ⅰ型、Ⅱ型及Ⅲ型，其中，Ⅰ型公稱粒徑最大值介于2 mm～2.3 mm范圍內(nèi)，Ⅱ型的公稱粒徑最大值介于4.2 mm～4.5 mm范圍內(nèi)，Ⅲ型的公稱粒徑最大值介于8 mm～9.5 mm范圍內(nèi)，應(yīng)結(jié)合具體的養(yǎng)護攤鋪厚度值確定合理的級配值。

表1為養(yǎng)護用稀漿封層混合料級配范圍。

表1 養(yǎng)護用稀漿封層混合料級配范圍

在農(nóng)村等外瀝青混凝土公路施工及養(yǎng)護實踐中，乳化瀝青或者改性乳化瀝青稀漿封層施工技術(shù)是最常用的養(yǎng)護施工技術(shù)之一，在省內(nèi)農(nóng)村等外公路養(yǎng)護施工過程中應(yīng)用極其普遍。作為一種適應(yīng)性較強技術(shù)，稀漿封層施工技術(shù)使用的原材料數(shù)量較少，能夠快速恢復(fù)路面使用功能，尤其在舊路功能恢復(fù)、局部病害處治等方面應(yīng)用尤為廣泛，工程經(jīng)濟性優(yōu)勢顯著。

2.2 同步碎石封層養(yǎng)護技術(shù)

同步碎石封層養(yǎng)護施工技術(shù)主要是借助專業(yè)化的同步碎石封層施工機械設(shè)備，同步碎石封層機械將乳化瀝青混合料或者改性乳化瀝青混合料均勻單層攤鋪在碎石瀝青磨耗層表面，起到路面微表處的目的。同步碎石封層施工是將混合料粘結(jié)材料和瀝青混合集料均勻混合后，使用同一臺機械設(shè)備一次性完成兩道施工工序，通過同步施工技術(shù)能夠保證瀝青混合料碎石顆粒和乳化瀝青或者改性乳化瀝青充分粘合，借助乳化瀝青或者改性乳化瀝青的施工和易性，保證其充分滲透到瀝青路面內(nèi)部，提高同步碎石封層施工以后路面的整體承載能力和承載剛度指標(biāo)。圖3為同步碎石封層施工養(yǎng)護現(xiàn)場情況。

圖3 同步碎石封層施工養(yǎng)護現(xiàn)場情況

3 結(jié)語

隨著省內(nèi)交通運輸部門提出的農(nóng)村建設(shè)“四好農(nóng)村路”基本發(fā)展戰(zhàn)略的提出和不斷推廣，省內(nèi)交通運輸主管部門對農(nóng)村等外公路的養(yǎng)護重視程度日益提高;開展農(nóng)村等外瀝青路面養(yǎng)護的主要目的在于提高和優(yōu)化農(nóng)村路網(wǎng)的施工質(zhì)量和公路等級，對既有農(nóng)村公路進行針對性的病害養(yǎng)護。在詳細分析農(nóng)村等外公路瀝青混凝土路面病害類型基礎(chǔ)上，通過省內(nèi)工程實踐研究表明，以上養(yǎng)護技術(shù)的適用性較好，能夠在后續(xù)的工程實踐中推廣使用。