城市道路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)應(yīng)用研究

凌 云

(廣州市道路養(yǎng)護(hù)中心北城養(yǎng)護(hù)所,廣東 廣州 510400)

0 引 言

良好的城市路面行車環(huán)境,不僅能夠滿足人們?nèi)粘３鲂行枨?同時能夠高效提升整個城市形象和城市發(fā)展環(huán)境。瀝青路面結(jié)構(gòu)具備較高的使用性能,且行車舒適度高、行駛過程中噪音低、后期養(yǎng)護(hù)及維修方便等優(yōu)勢,因此被廣泛應(yīng)用到城市道路路面結(jié)構(gòu)施工及設(shè)計(jì)中。當(dāng)前,我國城市道路的數(shù)量已實(shí)現(xiàn)飛速增長,后續(xù)的路面養(yǎng)護(hù)將成為道路施工的重點(diǎn),并具有任務(wù)量大、養(yǎng)護(hù)技術(shù)難度高、社會關(guān)注度大等特點(diǎn),因此研究城市瀝青路面的養(yǎng)護(hù)問題是非常有必要的。

1 城市道路瀝青路面常見病害

1.1 路面裂縫

城市道路路面結(jié)構(gòu)的裂縫病害,是其養(yǎng)護(hù)及維修的重點(diǎn),因此需要在道路養(yǎng)護(hù)中得到重視[1]。由于路面瀝青混凝土使用料的自身特性,使得其在長期的受力環(huán)境下,加上道路運(yùn)行周邊環(huán)境的影響及受到雨水沖刷的影響,導(dǎo)致帶路裂縫的程度不斷加深。而造成城市道路瀝青路面裂縫的原因中,除了瀝青路面自身材料特性外,在攤鋪?zhàn)鳂I(yè)施工環(huán)節(jié)也存在較多問題,其中最為主要的時分段攤鋪中,導(dǎo)致施工不連續(xù),造成接茬位置結(jié)構(gòu)處理不當(dāng),在長期使用環(huán)境下,易導(dǎo)致裂縫的產(chǎn)生。此外,在城市道路施工中,沒有按照施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn),進(jìn)行夯實(shí)作業(yè),極易導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)被雨水沖刷,從而產(chǎn)生一定路基下沉現(xiàn)象發(fā)生。從表現(xiàn)形式來區(qū)分裂縫可分為縱向裂縫、橫向裂縫和網(wǎng)狀裂縫三種。縱向裂縫主要是由于地基和填土的不均勻而產(chǎn)生的,特別容易在舊路基拓寬路段,施工過程中土質(zhì)臺階處理不規(guī)范、分層填筑厚度及壓實(shí)度不符合要求等情況下發(fā)生。橫向裂縫的發(fā)生往往是因?yàn)闇囟葢?yīng)力的作用,使路面產(chǎn)生疲勞裂縫。裂縫起始于溫度變化率最大的表面并很快向下延伸,并隨著時間增長造成瀝青老化,導(dǎo)致瀝青面層的抗裂縫能力逐年降低,裂縫并隨之增加。早期路面裂縫沒有及時進(jìn)行處理,經(jīng)過長期的表層水滲透、沖刷等作用,從而產(chǎn)生以裂縫為中心的下陷形變,同時生成新的裂縫和碎裂破壞。

1.2 車轍

車轍是城市道路運(yùn)行使用過程中常見病害類型之一,其不僅會造成城市道路積水現(xiàn)象,同時還會導(dǎo)致路面使用壽命降低,加速路面結(jié)構(gòu)的老化。城市市政道路路面結(jié)構(gòu)車轍現(xiàn)象的根本原因,根據(jù)相關(guān)研究資料發(fā)現(xiàn),大致可以分為兩個方面:內(nèi)部影響因素和外部影響因素。內(nèi)部影響因素主要是指路面施工技術(shù)及瀝青混凝料性質(zhì),在城市道路施工過程中,由于配合料計(jì)算出現(xiàn)問題,易導(dǎo)致瀝青油石的比例與實(shí)際施工要求出現(xiàn)一定差異性,使得路面瀝青結(jié)構(gòu)的承載力下降,此外,在城市道路施工過程中,由于對施工規(guī)范不了解,導(dǎo)致車輛運(yùn)行過程中,會使得路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生橫向移動推力,進(jìn)而導(dǎo)致車轍發(fā)生[2]。所以內(nèi)部影響因素是可以進(jìn)行控制的。外部影響因素是指氣候、車流量、荷載以及路面坡度等影響,在經(jīng)過長期的自然環(huán)境影響及行車碾壓,使得瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)的磨損超出了后期養(yǎng)護(hù)的最高標(biāo)準(zhǔn),因此導(dǎo)致城市道路路面結(jié)構(gòu)的耐久性難以滿足需求。

1.3 坑槽

瀝青混凝土路面坑槽成因一般分為以下幾點(diǎn):一是在施工過程中采用的材料不合格,導(dǎo)致瀝青混凝土的粘附性差,瀝青混合料出現(xiàn)“貧油”現(xiàn)象,施工通車后,在車輛荷載長期作用下,產(chǎn)生路面病害導(dǎo)致坑槽出現(xiàn);二是水對瀝青混凝土產(chǎn)生軟化作用,導(dǎo)致瀝青混凝土強(qiáng)度降低,瀝青和集料的粘附性下降,出現(xiàn)松散、跑料現(xiàn)象,從而形成坑槽;三是施工控制不嚴(yán),導(dǎo)致瀝青混合料產(chǎn)生離析、夾層以及瀝青混凝土路面壓實(shí)不達(dá)標(biāo),發(fā)生滲水現(xiàn)象,引起路面的松散。所以城市道路一旦通車,在后期的養(yǎng)護(hù)維修階段,就很難進(jìn)行全路段封閉式養(yǎng)護(hù)施工,只能局部養(yǎng)護(hù)維修,這樣就很難保證養(yǎng)護(hù)施工中瀝青質(zhì)量;加上瀝青結(jié)構(gòu)常年受到周邊環(huán)境因素的影響,易導(dǎo)致道路路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生坑槽。由于這種道路病害的產(chǎn)生是突發(fā)性的,如果控制不及時,或者關(guān)注缺失,則會導(dǎo)致行車危險,影響乘車的舒適度,增加一定危險性。在城市道路出現(xiàn)坑槽塌陷病害后,路面結(jié)構(gòu)表面早期會產(chǎn)生龜裂或松散現(xiàn)象,在長期的損害的積累下,就導(dǎo)致路面坑槽塌陷病害發(fā)生。

1.4 泛油

瀝青路面在高溫作用下發(fā)生軟化現(xiàn)象,瀝青在荷載作用下被擠壓溢出,造成路面的泛油現(xiàn)象。在一些嚴(yán)重泛油的路段,瀝青路面發(fā)光發(fā)亮,在汽車行駛過程中極易引發(fā)交通安全事故,也大大的降低了路面的耐磨性。泛油現(xiàn)象的產(chǎn)生原因有很多,最主要的原因是瀝青用量過大。其次,施工作業(yè)階段操作不規(guī)范,擅自改變?yōu)r青混凝土的配合比,或者是瀝青混合料的攪拌不均勻都會造成路面泛油。還有一種情況是由于車輛長期荷載使骨料發(fā)生錯動造成,不過這種情形僅限于輪胎軌跡帶上。

1.5 沉陷

路面在車輪荷載作用下,表面形成凹陷變形或者是內(nèi)部凹陷兩側(cè)隆起的現(xiàn)象就叫做沉陷。常見的類型一般分為大面積下陷和局部沉陷兩種。大面積下陷情況一般是由于施工中路基壓實(shí)度未達(dá)到設(shè)計(jì)要求,或者是地基土質(zhì)、水文條件影響的土基濕軟,使得路基呈現(xiàn)不均勻沉陷。局部沉陷的原因一般是沉陷部位的局部承載力不足,承受不了車輪傳給路基的作用力,導(dǎo)致路面產(chǎn)生龜裂,雨水通過龜裂位置滲入到損壞的路基中,加速路基損壞情況,產(chǎn)生沉陷和開裂。

1.6 松散

路面在長時間使用后,因?yàn)檐囕喌拈L期碾壓,瀝青會從礦料的表層脫落,呈現(xiàn)松散的狀態(tài),從而形成坑狀,這種現(xiàn)象就是松散。松散現(xiàn)象一般集中在瀝青路面車輪軌跡較多的地方。造成路面松散的原因有以下四個方面:一是瀝青路面在施工過程中使用了比較容易風(fēng)化的碎石顆粒,當(dāng)水進(jìn)入到路面就會導(dǎo)致瀝青脫落;二是由于不均勻的地基或基層的沉降;三是在路面使用過程中,瀝青混合料各配料之間的粘合性下降,導(dǎo)致原有的瀝青含量逐漸減少,就產(chǎn)生了松散現(xiàn)象;四是日常使用過程中汽車漏油或者是交通事故也會造成瀝青脫落。

1.7 推移

推移是瀝青路面因?yàn)檐囕v荷載作用,路面沿著行車方向發(fā)生拉裂或者剪切而出現(xiàn)的推擠或者擁起現(xiàn)象。瀝青路面在承受較大荷載作用的時候,車輛行駛過程中,車輪的水平作用力和豎直作用力產(chǎn)生綜合作用力,從而使結(jié)構(gòu)層中的拉應(yīng)力或者剪應(yīng)力超過材料的抗拉、抗剪強(qiáng)度,這就使瀝青混凝土發(fā)生推移現(xiàn)象。推移一般產(chǎn)生的原因與瀝青混合料的配比、施工過程中的質(zhì)量控制以及日常使用下的荷載大小有關(guān)。

2 城市道路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)應(yīng)用

2.1 針對道路裂縫展開的養(yǎng)護(hù)技術(shù)應(yīng)用分析

減少路面與水接觸,防止造成路面水的侵蝕。在瀝青制備的環(huán)節(jié)中,稠度是重要的制備技術(shù)指標(biāo),可選擇使用小滲透性的瀝青,來增加粘稠度,進(jìn)而增加道路裂縫的耐水性。另外,在瀝青路面結(jié)構(gòu)應(yīng)用的過程中,應(yīng)結(jié)合附著力,結(jié)合其使用標(biāo)準(zhǔn)的劃分,選擇使用硅鋁材料;而對于硬化后的土壤肩部結(jié)構(gòu),雨水可直接由路面斜坡排出,這樣可減少自由水進(jìn)入到道路路面結(jié)構(gòu)的機(jī)會,進(jìn)而防止水的侵蝕,減少裂縫產(chǎn)生的幾率。在路面結(jié)構(gòu)中,在基層的頂面設(shè)置防水層,將排水結(jié)構(gòu)層布置在路面結(jié)構(gòu)體系中,從而將路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部的水排放到路面上,同時在施工環(huán)節(jié)中,可施加熟石灰、水泥及有機(jī)聚合物材料,將其混合物作為抗剝離劑進(jìn)行使用,從而提高瀝青混合料及骨料建材的附著力,選擇礦物粉末的代替者水泥,從而提高礦粉材料的堿度,并利用化學(xué)吸附的作用,選擇較小孔隙率的瀝青混合物材料,進(jìn)而高效防止水進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)體系中[3]。

分時段養(yǎng)護(hù)。瀝青路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)裂縫是分時段、分間隔的,因此在各個階段中,應(yīng)對應(yīng)瀝青路面裂縫的防治措施,以全生命周期為分時段養(yǎng)護(hù)期限,具體可分為:利用和借助彈簧進(jìn)行溫度收縮開裂,并進(jìn)行養(yǎng)護(hù)和連接工作;夏季主要開展瀝青油處理、裝袋和波包的清除工作;在秋季,要展開裂縫灌漿修復(fù)作業(yè),實(shí)現(xiàn)坑道裂縫的填補(bǔ)作業(yè);冬季應(yīng)基于防雪、防凍等工作,采購相應(yīng)養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)所需材料。一般情況,霧封層養(yǎng)護(hù)技術(shù)應(yīng)用周期在1年～4年,石屑密封維護(hù)周期及時間為5年～8年,超薄結(jié)構(gòu)冷封時間周期為5年～7年,裂縫密封周期為2年～4年,薄層覆蓋周期一般控制在5年～10年。

2.2 瀝青路面裂縫及坑槽的常規(guī)處置措施

裂縫產(chǎn)生后,高溫天氣或者是能自行愈合的輕微裂縫,可不進(jìn)行處理。如不能愈合的輕微裂縫要及時進(jìn)行維修,先對裂縫進(jìn)行開槽,清除V型槽內(nèi)部及其周圍的雜物,再將修補(bǔ)材料灌入裂縫中。對于路基完好,僅有坑槽的情況,采取“圓洞方補(bǔ)”的原則進(jìn)行修補(bǔ),使用瀝青混合料攤鋪后壓實(shí),不會產(chǎn)生裂縫、裂紋等現(xiàn)象。

2.3 碎石封層養(yǎng)護(hù)技術(shù)應(yīng)用

碎石封層養(yǎng)護(hù)技術(shù)是道路瀝青路面養(yǎng)護(hù)重要應(yīng)用技術(shù)之一,其大致養(yǎng)護(hù)流程如下:首先,對路面結(jié)構(gòu)中病害發(fā)生路段進(jìn)行清理,表面松散的材料進(jìn)行清理,病害發(fā)生以后,要將病害發(fā)生位置與道路的邊緣結(jié)構(gòu)進(jìn)行清理,并將路面結(jié)構(gòu)中松散的材料進(jìn)行清除,在發(fā)生路面病害的位置,將經(jīng)過稀釋的乳化瀝青進(jìn)行噴灑,最后將碎石均勻平鋪到路面基礎(chǔ)上。對于乳化瀝青來說,溫度一般控制在75 ℃左右,在瀝青和碎石層的空間位置進(jìn)行50 m間隔的噴灑,靜置5 min后,依據(jù)行車方向和車輛荷載的作用,在規(guī)定的時間內(nèi),利用壓路機(jī),進(jìn)行碾壓成型處理,待養(yǎng)護(hù)達(dá)到使用要求后,再進(jìn)行通車運(yùn)行[4]。

2.4 霧封層預(yù)防性養(yǎng)護(hù)

霧封層預(yù)防性的養(yǎng)護(hù)技術(shù)是為保障不影響道路交通的基礎(chǔ)上,不使用集料進(jìn)行路面病害處的填補(bǔ)作業(yè),而是需要結(jié)合乳化瀝青材料的稀釋性,將稀釋的對應(yīng)材料噴灑到瀝青路面結(jié)構(gòu)上,進(jìn)而滿足噴灑材料的防水性能,解決路面結(jié)構(gòu)中出現(xiàn)的裂縫及貧油問題。當(dāng)前,隨著道路養(yǎng)護(hù)中交通正常通行的影響,霧封層技術(shù)在道路養(yǎng)護(hù)中應(yīng)用廣泛,且能夠高效控制裂縫的擴(kuò)張。但是在霧封層技術(shù)應(yīng)用過程中,應(yīng)關(guān)注瀝青路面的摩擦系數(shù)問題,保障行車安全順通,因此在快速路養(yǎng)護(hù)過程中不能夠使用霧封層養(yǎng)護(hù)技術(shù)。

2.5 瀝青稀漿封層養(yǎng)護(hù)

城市道路瀝青路面養(yǎng)護(hù)過程中,需要結(jié)合一定比例配置瀝青混合料,根據(jù)規(guī)范,明確攤鋪的厚度,進(jìn)而將混合料進(jìn)行加工處理,并對施工中出現(xiàn)的不平整問題進(jìn)行分析,必要時應(yīng)進(jìn)行找平施工,確保大粒徑碎石及時被清理[5]。除此之外,為保障最低程度的減小對于道路交通運(yùn)輸?shù)挠绊?應(yīng)保證稀漿封層技術(shù)實(shí)施后兩小時內(nèi)進(jìn)行正常通車運(yùn)行,盡可能的降低造價,減小對于道路通車運(yùn)行的影響。隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,城市道路的原有瀝青路面承擔(dān)著超過設(shè)計(jì)的繁重交通量,微表處養(yǎng)護(hù)技術(shù)的應(yīng)用也表現(xiàn)出了很大的優(yōu)勢。微表處是以恢復(fù)路面服務(wù)功能為目的的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù),不僅可以有效的提高原路面的抗摩擦性、防病害能力和承載力,同時還增強(qiáng)了耐久性、舒適性和可靠性,在實(shí)際攤鋪過程中可以根據(jù)路面的應(yīng)用現(xiàn)狀和損壞程度合理選擇添加劑和集料、一層或多層。由于微表處實(shí)施成本過高,想要大范圍應(yīng)用還需要進(jìn)一步的發(fā)展,目前僅適用于城市主干線及快速路的路面抗滑及優(yōu)化處理,國省主干道路面輕微病害等主要部分。

2.6 路面翻修、重建

在城市道路瀝青路面年久失修,尤其是小型道路,瀝青路面出現(xiàn)大面積損壞時,就需要考慮重建、翻修。首先對出現(xiàn)病害的區(qū)域和位置進(jìn)行挖土翻新,破碎原有瀝青路面,添加穩(wěn)定劑進(jìn)行攪拌均勻,將其重新鋪裝在路面基層結(jié)構(gòu)中,作為新型材料使用。因此要保證原有瀝青路面破碎狀態(tài)下的力學(xué)性能,使其能夠重復(fù)使用,減少建筑材料資源的浪費(fèi),節(jié)省成本造價。

3 結(jié)束語

綜上,城市道路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)應(yīng)用的關(guān)鍵要點(diǎn)即路面裂縫、坑槽塌陷、車轍三種病害,因此結(jié)合養(yǎng)護(hù)技術(shù)內(nèi)容,針對養(yǎng)護(hù)技術(shù)實(shí)施環(huán)境和周期,設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)化施工方案,實(shí)現(xiàn)城市道路養(yǎng)護(hù)技術(shù)的高效應(yīng)用。