浅谈沥青路面养护技术

2019-10-14 版权声明 举报文章

【摘 要】本文针对沥青路面的养护维修技术,从养护材料、养护工艺及养护设备等方面进行系统全面的论述,包括了沥青路面面层的预防性养护技术和矫正性养护技术以及基层的养护维修技术。

【关键词】道路工程;沥青路面;路面养护;罩面;铣刨;使用寿命

Asphalt Pavement Maintenance

Liu Hai-cheng

(Chongqing Communications Construction (Group) Co., Ltd Chongqing 400010)

【Abstract】Systematic and comprehensive discussion of Asphalt Pavement Maintenance and conservation of materials, conservation techniques, and maintenance equipment, including a surface layer of asphalt pavement preventive maintenance and corrective maintenance techniques, as well as grass-roots conservation maintenance techniques.

【Key words】Road works;Asphalt pavement;Pavement maintenance;Overlay;Milling;Service life

1. 概述

沥青路面的养护对策目前主要有:小修保养、中修、大修和改建工程,具体采用什么技术来处理,则要依据具体情况来选择。不同阶段的养护维修所采取的措施是不一样的。此外,针对路面结构性损坏和功能性损坏的养护维修措施也是不一样的。下面分别从沥青路面面层功能性损坏、结构性损坏和基层结构性损坏三个方面的养护维修技术分别进行介绍。

2. 恢复沥青路面表面功能的养护技术

恢复沥青路面表面功能的养护技术一般是指沥青路面的中修工程,主要是针对基层基本完好,强度系数在0.8以上,路面仅有网裂等较轻病害的路段。

2.1 热沥青混合料罩面。

热沥青混合料罩面是最常用的养护技术之一,当决定某路段采取罩面技术后,我们还须做出如下选择:罩面层的厚度(20~40mm),混合料的种类(是用沥青混凝土还是沥青碎石),沥青的品种(普通沥青还是改性沥青)。这些选择都要根据路况、交通量、当地材料和经济能力等综合因素来确定。

2.2 稀浆封层。

稀浆封层是我国“八五”期间重点推广的沥青路面养护新技术。最初只在一般公路上应用,现在逐步扩展到高速公路上应用,主要发展方向是采用慢裂快凝型和改性的稀浆封层。目前,我国高速公路通车里程己达7.5万公里,特别是早期修建的高等级公路已到了养护周期,路面出现轻度的网裂、龟裂及路面摩擦系数降低等现象。参照国外高速公路稀浆封层公路养护的经验,引进和开发先进的乳化沥青生产设备和稀浆封层车是很有必要的。

2.3 表面处治。

表面处理技术是国外包括发达国家常用的养护技术之一。在一般公路上经常使用,它的特点是密封路面的裂缝,防水性能好,表面粗糙度大,抗滑性能好,施工方便,速度快,造价低等。实际上,表面处治技术在我国应用也很早,我们一般称为洒油封层,但是由于材料、设备和工艺等原因,往往做不好,也没有大面积的推广和应用。表面处治技术要做好主要有以下几大因素:

(1)要有好的沥青洒布和石屑撒铺设备。

(2)要有合格的石料,规格尺寸单一且干净。

(3)施工季节和温度的控制,多雨季节和温度太低都会影响表处质量;四是施工工艺控制,要严格控制洒油量,石料用量,胶轮压路机碾压,初期养护等关键工艺。

2.4 组合式处理。

根据上述几种技术的不同特点,结合路面的不同情况,采用组合式处治方式,可收到最佳效果。如表处+稀浆封层,表处+罩面等。G204日照段就是采用了表处+罩面进行组合处治。经过对比发现沥青表面处治对路面平整度无明显改善,对路面的防止透水、延缓反射裂缝和提高抗滑性能效果较好,沥青混凝土罩面对改善路面的外观质量、提高平整度效果明显。通过观测对比,这种组合处理技术更有利于高速公路的路面养护,既可防止路面透水,延缓反射裂缝,又可保证外观质量和行车的舒适性。

3. 恢复或提高沥青路面结构强度的养护技术

当沥青路面的技术状况下降到一定程度,仅靠小修小补或进行表面层的处治已不能满足要求,必须进行补强处理,来恢复或提高沥青路面的原设计标准,一般指路面的大修或改建工程。

3.1 半刚性基层补强。

用半刚性基层作为沥青路面的补强层是我们目前最常用的方法,半刚性基层的种类主要有水泥稳定砂砾、二灰碎石、水泥稳定碎石等。通过多年的使用对比,结合山东省的实际,认为水泥稳定碎石更优越些。该结构的特点是:强度高,水稳定性好,抗冲刷能力强,施工工艺相对简单等,但存在易出现收缩裂缝的缺点。

为解决水泥稳定碎石基层的收缩裂缝问题,近两年在山东省内做了大量调查研究工作,认为做好级配的调整工作,不追求过高强度和保证施工工艺是控制缩裂的最有效方法。控制强度的快速增长也是非常必要的,近两年山东省境内公路工程,使用水泥稳定碎石基层结构的油层表面,大部分反射裂缝很少,使该问题得到了有效控制。

3.2 大碎石沥青混合料柔性基层补强。

用半刚性基层进行路面铺强固然有它的优点,但是存在一定的缺陷,一是老沥青路面的功能丧失殆尽,二是不可避免的会出现收缩裂缝,三是无法防止老路面的裂缝反射,四是渗入新路面的水无法排出。通过研究探索并参照国外经验,我国部分省市提出了用“大碎石沥青混合料柔性基层”补强技术,并获得了较好的实践应用效果。

3.3 再生技术。

沥青混合料的再生分热再生和冷再生、路拌及场拌等几种方法。利用专用路面再生机械对原沥青路面进行冷再生,将大大提高旧路面材料的利用率,并且将沥青面层中的碎石经粉碎后作为水泥稳定碎石或面层中的集料应用,这对于“贫石”区如东营、滨州等地显得尤为重要。而且经找平后,彻底解决旧路“调拱、调坡”问题。对于交通量较小的道路,“再生层”可作为基层、面层,其上直接铺筑路面表面层,如交通量较大或公路等级提高,也可将“再生层”作为基层或底基层使用。

4. 路面养护新材料及应用

目前用于沥青路面养护的新材料主要有乳化沥青、改性沥青、CA砂浆、特殊改性沥青(温拌技术、泡沫沥青)等。对于常规的改性沥青、乳化沥青和温拌技术在各种场合介绍较多,本文重点介绍MAC改性沥青及其应用情况。

MAC改性沥青是美国八十年代末的一项填补道路材料业空白的革新技术。是一种化学改性沥青,成凝胶状,基质沥青随时间流逝而流动,而MAC改性沥青不随时间而流动。MAC改性沥青是在基质沥青内部形成一个格架结构,从而改善了沥青的弹性性能。MAC沥青较之基质沥青粘度明显增大、软化点升高,感温性减小,抗老化能力增强。混合料中沥青膜厚度增大,在良好的设计和施工条件下,沥青路面的耐久性和高温稳定性明显提高。这种沥青在沥青混合料处于热状态下,仍然能够给集料覆以较厚的沥青膜,而且不析漏,从而消除了对纤维和其他沥青稳定剂的需要。用于SMA结构无需掺加纤维素,性价比高。该沥青优先用于集料骨架(嵌挤)结构,例如沥青马蹄脂碎石混合料(SMA),多孔式排水性开级配沥青混合料和大石子沥青混合料,这种沥青可用于公路抗滑表层,也可用于其他面层中。

MAC改性沥青的技术要求与所使用的基质沥青有关。如使用AH-70(70号重交通道路沥青)生产的MAC改性沥青称为MAC70号。目前,MAC主要应用在沥青路面的结构性和功能性养护方面,具体应用形式有MAC改性沥青薄层SMA、MAC改性沥青砂和MAC冷拌沥青及混合料。

5. 对沥青路面结构的认识

随着高速公路里程的增加,对路面铺筑质量越来越重视,沥青路面层也越来越厚,虽然对施工工艺和施工质量的控制越来越严格,但有一些路段在通车后不久仍然出现了如坑槽、车辙、拥包等病害,对路面养护工作提出了新的课题和挑战。

5.1 早期损坏的原因。

目前对高速公路沥青路面早期损坏的原因大家公认的主要有以下几个方面:

(1)水损害。由于路面积水渗入抗滑表层以下,又不能及时排出,在行车荷载的作用下,形成压力水,反复冲刷,使沥青膜在石料表面脱落,继而产生松散和坑槽。

(2)超载运输。现在交通量的增长远远大于预期增长率,而且重车的比重也在不断增加,尤其是超载的车辆更是沥青路面的杀手。据调查,最重车载大于100吨,其轴载超过300KN,远远超过设计轴载,再加上水的作用使路面损害更加严重。

(3)施工质量差异。由于项目管理分段招标,各承包商在施工过程中对施工工艺和质量的控制参差不齐,虽然业主和监理管理的要求是一样的,设计标准也是相同的,但在相同的气候和交通量的情况下,施工质量差的路段很快就会出现病害。

5.2 早期损坏防治措施。

为了防止沥青路面的早期损坏,近年来人们对高速公路沥青路面上面层作了大量的研究工作,采用了不同的级配形式和改性沥青,取得了一定的效果,但并没有彻底解决早期损坏问题。经过长时间的调查和分析,认为目前常用的沥青路面结构形式其中面层是一个薄弱的环节。常用的结构形式是下面层采用粗粒式沥青混凝土,中面层采用中粒式沥青混凝土,上面层采用抗滑表层,为了尽量地减少水的渗入,中面层大都采用密级配,这种结构形式造成各面层的技术指标差异太大,如车辙试验动稳定度指标,中面层仅能达到800~1000次/mm,而上面层可达到3000次/mm以上。在高温、重车作用下,中面层易产生侧向位移(蠕动),在表面形成车辙和拥包。因此,为防止沥青路面的早期损坏,我们可以采取如下措施:

(1)结构设计要综合考虑各方面因素的影响,各面层技术指标要科学合理,不宜差异太大。尤其是对中面层的设计要加以改进,从级配、厚度、配合比等方面进行优化设计。避免因结构不合理造成的反复维修。

(2)完善防排水措施,不仅要重视防路表水系统的设计,还应加强路面结构中排水措施的研究,尽快排出渗水,减小动水压力的影响。

(3)加强施工阶段的质量管理,精心组织,科学施工。严格控制材料质量、施工工艺、监理标准等环节,确保施工段质量。

(4)要加强管理,加大检查力度,控制超载车辆通行,减少重车对路面的损坏。

6. 结语

养护新技术实质上是新材料、新设备、新理念的综合运用,即:养护新技术=新材料+新设备+新理念。要探究产生病害的实质,不断创新理念,提出科学的结构形式,运用新材料、新设备、新工艺,发明科学养护新技术。改革开放二十年来,我国公路建设取得了巨大的成绩,为国民经济持续发展做出了贡献,我国公路事业的重点也将从建设期转入养护期,今后的路面养护工作“任重”而“道远”。

参考文献

[1] 翁梅泽、王火明、冯勇。沥青路面养护技术现状及发展[J]。中国水运(学术版),2007(2).

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[3] 李晓明、刘元烈等。高速公路半刚性基层沥青路面养护检测与养护维修技术研究[J]。公路交通技术,2003(5).

[4] 王火明、徐长有、王秀。路面管理系统在我国的现状及发展[J]。中国水运(学术版),2007(1).

[5] 肖悠涛。沥青路面养护维修方法研究[J]。山西建筑,2010(4).

[6] 邵林、李响、王火明。浅谈路面使用性能评价及其重要性[J]。中国水运(学术版),2007(3).

[文章编号]1006-7619(2011)02-13-177

[作者简介] 刘海城(1978.12-),男,籍贯:吉林人,职称:工程师;工作单位:重庆交通建设(集团)有限责任公司;研究方向:沥青路面施工。

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