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公路工程沥青路面病害预防性养护技术研究

来源: 树人论文网发表时间:2020-08-01
简要:摘要:受行车荷载和自然因素等制约,很多沥青路面均出现了早期病害问题,特别是在车流量不断增大的情况下,大面积破损现象十分常见,进一步加快了路面破损的速度。为有效防治

  摘要:受行车荷载和自然因素等制约,很多沥青路面均出现了早期病害问题,特别是在车流量不断增大的情况下,大面积破损现象十分常见,进一步加快了路面破损的速度。为有效防治路面病害,本文结合具体工程案例,在分析其病害成因的基础上,提出了具有针对性的预防性养护措施,仅供参考。

  关键词:公路工程;沥青路面;病害处治;预防性养护技术

公路工程

  一、工程概况

  某公路通车运营时间较长,已经历1次局部养护维修,在养护维修3年后,再次出现了水损坏、裂缝等病害,若不及时处理,将严重影响到车辆通行的舒适性和安全,甚至会造成更为严重的交通安全事故。经实地勘查显示,本路段病害多集中于K258+000~K260+000段的上、下行方向,及K265+000~K267+000段的上行方向。此路段病害情况较为严重,甚至已经影响到了车辆的通行。为保证通行质量,缓解交通压力,应对其主要病害成因有所了解,这样才能采取行之有效的措施,提高病害处治效果。

  二、病害成因

  (一)裂缝病害

  经调查发现,纵、横向裂缝是本路段最多裂缝类型,横向裂缝成因并不复杂,主要属于温度裂缝与反射裂缝。半刚性结构是沥青路面常见的基层类型,其特点为刚度、强度较大,且密实性好。但沥青材料存有一定缺陷性,例如温度敏感性较强。当温度变化明显时,沥青材料极易产生膨胀或压缩等现象,并向刚性体转化,此时将大大降低其自身的抗变形能力,从而产生横向裂缝,此类裂缝在冬、夏最多。本工程属于温带大陆性季风气候,冬夏具有较大温差,加之交通量不断增加,导致沥青路面横向裂缝较为严重。

  相比之下,纵向裂缝成因较为复杂,本路段沿线河流较多,地基土含水量偏高,具有较大压缩性。在行车荷载反复作用下,路基滑动现象极为显著,此时将会产生纵向裂缝。但纵向裂缝并非这一种原因引起,可以是路基沉降或路面车载作用等等,这种情况下均会发生沉降裂缝或疲劳裂缝。

  (二)车辙病害

  通过调查可知,本路段车辙问题较为严重,其成因同样很复杂。如温度变化、荷载变化、速度变化等因素的影响,均会产生车辙病害。具体如表1所示。

  (三)其他病害

  (1)泛油。作为公路路面的一种病害形式,泛油极为常见,此类病害的发生往往和沥青材料自身特性息息相关。一般情况下,在高温、暴晒等条件下,沥青材料会出现融化现象,从而产生泛油病害。此类病害多发生于高温夏季。高温条件下,沥青混合料极易出现热涨情况,此时材料体积将随之增大,缩小沥青混凝土间的空隙,这种情况下,由空隙内将有沥青溢出,这便是泛油。也就是说,沥青混凝土孔隙率的大小也会影响路面泛油情况。

  此外,沥青混凝土密实度大小、或在动水作用下等等,同样会影响泛油情况。因此,并非一种原因可以造成泛油,引发此类病害的原因可能是多种多样的,经研究发现,本路段泛油病害,与雨水关系密切,表2为2019年度本路段的全年降水量情况。

  由此可见,本路段降雨多集中在5~8月份。雨季中,受雨水影响,沥青混凝土内部将渗入大量雨水,这种情况下,沥青和骨料粘结性能下降,甚至出现脱离现象,加之高温、车辆通行荷载等因素,势必会造成沥青路面泛油。

  (2)坑槽和拥包。相比上述几种病害,坑槽和拥包的成因相对简单,主要来源于外部荷载,其次为原材料级配情况。以针入度为例分析不同等级沥青混合料的抗坑槽性能如表3所示。

  通过表2可知,沥青原材料针入度增加,则会降低路面抗拥包和坑槽的能力。相比之下,在抗变形和稳定性方面,70#沥青混合料效果更好。因此,于路面坑槽而言,沥青材料针入度影响较大。

  三、病害处治措施

  路面病害類型较多,在病害防治当中,应根据病害成因和道路实际情况,采取有针对性的处治措施。本工程属于拓宽改造工程,在改造过程中,原路面仍担负着极大的交通压力,因此,根据各路段实际情况,采取具有针对性的预防性养护用于轻微病害处治极为重要。

  经调查研究发现,路面病害多集中于K258+000~K260+000段的上、下行方向,两路段的长度共4.8km,主要病害包括车辙、纵向裂缝、横向裂缝。此外,在K265+000K267+000段的上行方向,存在一定路面老化现象,通过调查可知,本路段面层沥青质已出现流失现象,且存有一定微裂缝。

  基于本工程沿线交通压力较大,为满足通行需求,恢复路面使用性能,改善路面状态,决定根据路段实际情况,采取同步纤维磨耗层、新型喷砂雾封层两种方式进行路面病害预防性养护处理。

  (一)同步纤维磨耗层

  根据工程实际情况,在综合考虑多种影

  响因素的前提下,决定采用同步纤维磨耗层养护处理K258+000~K260+000段的上、下行路段。

  作为一种新型快速养护技术,同步纤维磨耗层施工中,需采用一种专用设备,可同时将乳化沥青粘结料、拌和混合料同时喷洒出来。相比传统的微表处施工和稀浆封层施工,同步纤维磨耗层施工效果更好,可以有效克服上述两种施工技术的局限性。采用掺加玻璃纤维的冷拌工艺及改善粘结层方法,可大幅提升同步纤维磨耗层的吸附能力,改善路面使用性能。

  0.9cm为同步纤维磨耗层的厚度,改性乳化沥青粘油层洒布量为0.3~0.5L/m2。采用顺接法连接罩面路段2端15m范围和旧路面标高,增加施工应用效果。本工程采用的为两种类型的改性乳化沥青材料。

  根据施工要求,需在3%以上控制改性剂剂量,喷洒时,要合理控制沥青温度,一般在50~70℃之间。

  (二)新型喷砂雾封层

  针对K265+000~K267+000段的上行方向,存在一定路面老化现象,则采取新型喷砂雾封层技术进行本路段养护施工。

  相比普通乳化沥青还原剂类材料,新型封层材料存有一定差异性,水性物质是乳化沥青还原剂的主要性能,此类物质渗透能力差,仅可粘黏于路面表层,属于表层膜类型。为提高养护施工效果,本文提出了一种渗透型的路面材料,此类材料组成部分均为有机材料,如天然岩沥青等。当洒布到施工面层后,可迅速向路面下层渗透,从而增强骨料之间的粘结性能,并可起到改善沥青性能的效果。一般情况下,采用以往的材料,施工后开放交通时间需要8h左右,采用此类新型喷砂雾封层施工,仅需2h便可开放交通,大大缩短了养护时间,对交通通行影响较小。

  新型喷砂雾封层主要是采用的冷喷涂工艺,即在面层表面喷涂,保证喷涂材料和路面充分粘结,形成一个完整的整体,此时将有一层强化膜生于路表层,其特点为耐风化、耐氧化能力强。这种情况下,雨水很难向路面内部渗透,此外,为增强路表抗滑性能,在其上部还可撒布适量的金刚砂材料。

  施工前,要详细做好施工准备工作,准确校对和检查喷洒装置的功能,分批购进各类施工材料。根据实际工程情况,可在0.5~0.8L/m2之间控制粘结剂喷洒量,在5.5~6.0km/h之间控制行车速度,并以0.5kg/m2确定金刚砂撒布量。采用上述处置方法,司年犷效防治本路段的病害问题,达到施工规范规定。

  四、结束语

  综上所述,公路是经济发展的先行官,“要想富,先修路”,公路网是否完善已成为衡量一个国家、地区的重要标准。作为国家交通基础工程的重要组成成分,公路带动了地区经济的发展,同时也为人们的出行提供了便利。然而,随着交通事业的高速发展,很多问题也逐步显现,尤其是路面早期病害问题日益加重。若不及时,势必会产生更为严重的后果,甚至出现交通安全事故。为避免此类问题频频出现,必须重视路面养护施工。路面病害类型繁多且复杂,如横向裂缝、纵向裂缝、龟裂、网裂、车辙、坑槽等。为更好地解决路面病害问题,需结合工程实际,找出病害发生的原因,并在综合考虑多种因素的基础上,采取有针对性的措施进行沥青路面预防性养护施工,从而恢复路面使用性能,提高路面施工质量。

  参考文献:

  [1]何彪艺.高速公路沥青路面预防性养护技术分析[J].中国科技纵横,2016(24):83.

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