張虹雨,韓亞歌
(河南眾合人力資源管理服務(wù)有限公司,河南 鞏義 451200)
高速公路投入運輸以后,盡管采取了相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)措施,然而隨著時間的推移,難免會出現(xiàn)很多問題。而裂縫問題是其中最常見,也是危害最大的一個問題。瀝青材料自身具有一定的特殊性,在高溫高熱條件下會發(fā)生分解,由此會影響到其粘結(jié)力,進(jìn)而會產(chǎn)生裂縫,嚴(yán)重影響到道路的使用性能。所以,應(yīng)加大對高速公路的養(yǎng)護(hù)力度,并且使用合理的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施,提高其使用壽命。
作為感溫性相對較強(qiáng)的材料,瀝青的性能很容易受外部溫度的影響,所以,造成該路害的關(guān)鍵因素就是環(huán)境溫度。當(dāng)外界溫度相對偏低時,瀝青鋪到混凝土上,溫度降低使得混凝土收縮應(yīng)力超出其抗拉強(qiáng)度,最終引發(fā)路面發(fā)生開裂。該類裂縫剛開始只是分布于里面表層,隨著深度逐漸增加,如果天氣溫度驟升或者驟降,就會導(dǎo)致混合料勁度模量不再處于穩(wěn)定狀態(tài)。同時若各種極端惡劣天氣反復(fù)出現(xiàn),就會造成路面混合料的疲勞強(qiáng)度逐漸下降,應(yīng)力松弛性逐漸降低,長此以往導(dǎo)致許多的小裂縫連成線,進(jìn)而出現(xiàn)大裂縫,或出現(xiàn)坑洞,嚴(yán)重的還會導(dǎo)致高速公路的結(jié)構(gòu)性破壞,影響到道路的通行。
高速公路建設(shè)過程中大部分采用的是混合料膠結(jié)瀝青,各個成分的配比直接決定了其抗裂性。路面裂縫的產(chǎn)生與混合料性能存在著非常緊密的聯(lián)系,通過分析數(shù)據(jù)資料得出,與正常配比的瀝青相比較,混合料占比較低的瀝青,其低溫延展性、路面軟化程度、滲水系數(shù)均明顯降低。瀝青質(zhì)和飽和分含量有了很大提高,芳香酚與膠質(zhì)含量明顯降低,抵抗分裂應(yīng)力性能也不足,老化程度比較厲害。
作為國內(nèi)高速公路路面的主要結(jié)構(gòu),瀝青路面主要包括以下幾部分內(nèi)容:面層,基層,墊層。綜合分析得出,裂縫的產(chǎn)生也與施工因素存在著很大的關(guān)系。根據(jù)我國路橋項目的施工規(guī)范,大部分高速項目均能夠做到布置上述3層集料。但是,有些項目在施工當(dāng)中,面層使用了相對較多的細(xì)骨料,使得密級配混合料細(xì)骨料有所增加。鋪完路面之后,無法承擔(dān)高溫條件下的路面荷載,由此造成瀝青粘結(jié)應(yīng)力的流失加快,從而造成相應(yīng)的老化問題。
國內(nèi)主要采用矯正性養(yǎng)護(hù)措施來對公路進(jìn)行管理,也就是當(dāng)公路發(fā)生大面積或者局部損壞時,使用相應(yīng)的維護(hù)技術(shù)來處理。該方法貽誤了公路維護(hù)的良好時機(jī),造成的后果也比較嚴(yán)重,必須要引起相關(guān)各方的注意。瀝青路面投入使用以后會受到一系列因素的作用,將產(chǎn)生各種類型的病害,在剛開始產(chǎn)生病害時,若不選擇科學(xué)合理的方法來進(jìn)行處理,病害將立即蔓延、惡化,影響到行駛安全,并且還會導(dǎo)致后期維護(hù)成本的提高。
按照上述因素以及維護(hù)措施,國內(nèi)公司研究出一系列的新技術(shù),從施工階段進(jìn)行分析,主要包括以下2種方法:常規(guī)養(yǎng)護(hù)與新技術(shù)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)。
按照當(dāng)前的技術(shù)方法,常規(guī)技術(shù)手段包括微表處、稀漿封層、霧封層等。根據(jù)路面產(chǎn)生的裂縫、松散等局部破壞,現(xiàn)實中一般采用就地?zé)嵫a(bǔ)的模式來進(jìn)行處理,完全去掉受損部位的瀝青,必須確保去除徹底,然后通過熱瀝青混合料進(jìn)行填充,并碾壓密實。但該技術(shù)的不足在于是一種冷接縫方法,因此在冷熱相間的瀝青交接部位必然要留下縫隙,如果壓實工作不到位,那么將導(dǎo)致路面在短期之內(nèi)還會再次受到破壞,不僅如此,從路面中扣出的舊瀝青被丟掉,還會造成不必要的浪費,污染生態(tài)環(huán)境。
2.2.1 適用條件
瀝青路面再生修護(hù)劑中包含納米材料與高分子活化物質(zhì),能夠更好地滲到瀝青層孔隙以及小裂縫之中,之后就會發(fā)生相應(yīng)的物理化學(xué)反應(yīng),能夠有效浸潤激活老化瀝青,使其3大指標(biāo)得以還原,增加其基質(zhì),對集料進(jìn)行再次粘合,延緩老化,使其性能得以恢復(fù),浸潤激活之后就會在路面產(chǎn)生一層良好的保護(hù)層,可以完全將路表水分阻斷,使其不能滲透到基層之中,對于妥善處理低溫環(huán)境下的路面凍融裂縫問題起到良好的效果。
這種方法有其自身的適用范圍,例如各種早期損壞,早期微裂縫、路表集料松散等,詳細(xì)內(nèi)容為:在原路面路表出現(xiàn)寬為1~3 mm的微小裂縫,原路面路表比較松散,產(chǎn)生麻面,路表面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度完好,而瀝青老化或剝落。當(dāng)路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及結(jié)構(gòu)完好,但表面滲水系數(shù)增大,路面出現(xiàn)滲水嚴(yán)重或較嚴(yán)重的情況。上述條件都可以適用這種方法。
2.2.2 基本原理
瀝青路面修護(hù)劑根據(jù)相應(yīng)的工藝,通過專門的灑布機(jī)將瀝青混合料噴灑到路面上,然后其中的某些材料會流到路面的微裂縫中,還有一些會從孔隙滲透至路面結(jié)構(gòu)層中。瀝青路面設(shè)計時通常存在著空隙率,而那些出現(xiàn)早期損壞(掉粒、松散等)的路面同樣具有空隙,所以,可以將那些存在掉粒、松散且沒有裂縫的瀝青路面看作是一種理想的多孔介質(zhì)。
其具體滲透深度可以通過下面的公式進(jìn)行求解:
H=2k(P0-P1)/(υ0φμ-2kρg)
其中,φ代表瀝青路面的孔隙率,μ、ρ、k3者分別代表流體材料的黏度、密度與滲透率,υ0、P0分別代表配灑初速度與壓力,P1表示深度為H 的斷面上的壓力。
由上可以看出,H是壓強(qiáng)差、空隙率及噴灑初速度的函數(shù),前者的數(shù)值愈大,H的數(shù)值也就大;滲透系數(shù)越大,H的數(shù)值就愈高;在雨過天晴之后,道路各個層的含水量均有所提高,如果P0保持不變,那么壓差就會減小,同時H也會減小。
作為溶劑型材料,可把它看作是一種不可壓縮的流體。在這里,以路表面處的微裂縫面A 及該物質(zhì)流入其中最低面為B過流斷面,當(dāng)灑布機(jī)將瀝青噴灑以后,過流斷面A處時,假設(shè)這個時候其流速大小是VA,達(dá)到位置B的時候是VB。兩個平面A和B之間的垂直距離為H,該指標(biāo)即為養(yǎng)護(hù)材料滲透到其中的深度。由此該物料流入到縫隙中,會將縫隙填充密實,形成了厚度為H的結(jié)構(gòu)層,能夠充分地密封住道路路表。
2.2.3 主要步驟
具體的操作過程中,該方法包括3個基本步驟,首先,經(jīng)過路表的微小空隙與裂縫,該物料里面包含的活性物質(zhì)會在短時間之內(nèi)從表層滲透到里面,然后就會激活其中的老化瀝青,使其性能恢復(fù),同時還會自動將裂縫彌合,補(bǔ)充瀝青結(jié)合料,使原本松散的集料粘結(jié)力增強(qiáng),修復(fù)路表0~15 mm的表層,有效密封表層結(jié)構(gòu)。其次,由于受到外力與自重雙方面的影響,其中的活性物質(zhì)會一直處于滲透狀態(tài),逐漸修復(fù)深層結(jié)構(gòu)。再次,使表層結(jié)構(gòu)穩(wěn)定加固,提升道路綜合性能,增加其使用壽命。
預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施對告訴公路的使用年限有著直接影響。近年來,新型XMLY技術(shù)逐漸引用到高速公路養(yǎng)護(hù)中,取得了良好的效果。該技術(shù)成本相對較低,且不會對車輛正常通行造成很大的影響,除此之外,維護(hù)效果不錯。采用這種新方法,能夠明顯減少運營商的養(yǎng)護(hù)費用,有助于保護(hù)環(huán)境,對我國高速公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)的發(fā)展起到很大的推動作用。