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摘要:改革开放以来的20多年,是中国的公路发展速度最快,规模最大,最具活力的时期。自1998年以来,中国已经连续多年每年将超过2000亿元的投资用于公路建设,高速公路通车里程居世界第二。我们用短短的十多年时间走完了发达国家半个多世纪的发展历程。目前高速公路已经成为支撑我国经济发展的重要交通设施。如何做好高速公路沥青路面养护工程检测与设计,不断提高路面的使用性能和耐久性一直是我们路面技术人员研究的主要课题。
关键词:高速公路;沥青养护
1路面维修施工方法
1.1施工前的准备工作
(1)复核维修路段内的病害情况,测量路面的标高以及施工中需要的基本数据。(2)对施工中所需的各种材料进行调查试验和技术指标检测,选择符合要求的材料,保证施工材料的质量。(3)对施工所需要的各种机械、工具进行全面的维修检查,使其性能处于良好的使用状态,机械数量必须充足,重要的机械要有备用设备。
1.2路面的铣刨
(1)施工放样。根据路面的损害情况和设计的高程确定铣刨深度,在路面上做好标记,以保证铣刨后具有良好的“平整度”。
(2)铣刨废料要运出场外,不得随意丢弃,以防对环境造成污染。
1.3路面基层施工
(1)需要重做基层的路段,在铺筑新建部分路面垫层前,应将路槽用12~15t的三轮压路机或使用等效的压路机械碾压3~4遍。如发现表层过干、表层松散的情况,应适量洒水,如表层过湿,发生“弹簧现象”,则应采取翻开晾晒或掺石灰(或水泥)等措施进行处理。并按规定检查路基顶面的标高、宽度、路拱横坡、平整度、压实度以及路基表面的回弹模量等各项指标是否符合要求。(2)在进行半刚性基层施工时,需要注意如下几个方面:
①路面基层和底基层应用拌和机进行拌和,严禁在拌和层底部留有素土夹层。拌和时注意配料要准确、均匀,颗粒级配应符合设计要求。
②施工温度应保持在5℃以上,混合料从加水拌和到碾压终了的延迟时间不应超过2小时。
③碾压应该在混合料处于或略大于最佳含水量时进行,压路机要使用12t以上的重型振动压路机,碾压完成后,采用洒水车经常洒水进行养生非常必要,而且养生时间应在7天以上,整个养生期间必须始终保持基层或底基层表面潮湿。除洒水车外,应封闭交通。
1.4封层和黏层施工
(1)半刚性基层完成后,应做封层沥青。浇洒封层沥青前,路面应清扫干净,对路缘石及人工构造物应适当防护,以防污染;封层沥青洒布后应不致流淌,渗透入基层一定深度,不得在表面形成油膜;在大风或降雨天不得施工,气温低于10℃时,不宜施工封层。
(2)黏层施工时,在浇洒黏层油前,必须将路面上的脏物清理干净,当有黏粘的土块时,应用水刷净,待表面干燥后浇洒;黏层沥青应均匀洒布,浇洒黏层沥青后,严禁除沥青混合料运输车外的其他车辆、行人通行。
2沥青路面养护措施
2.1局部养护
局部养护主要适用于病害发生的面积较小,或比较零散,在整个路段里,占有的比重较小,通过小范围的处理,就可以使破坏的路面恢复正常的使用功能的情况之下。具体养护办法如下:
2.1.1沥青路面裂缝养护
相比较而言,现在新建的高速公路路面裂缝现象较少发生,而在早期修建的高速公路中,由于温度裂缝、半刚性基层反射裂缝和基层强度不足引起的网状裂缝的出现不足为奇,对于高速公路而言,出现裂缝现象严重影响着其使用功能,因而,对于高速公路沥青面层的要求,以及对裂缝的处理必须按高标准进行。
纵横向裂缝,裂缝的大小取决于当地的气温和沥青面层和半刚性基层材料的抗裂性能。对于出现的横向裂缝,裂缝宽度在5mm以内的,灌入热沥青,裂缝宽度在5mm以上的,先用机械开槽,用细粒式沥青混合料填充、捣实。如果裂缝出现较多,宜采用乳化沥青稀浆封层,由于基层强度不足而引起的网状裂缝,应将沥青表面铣刨或拉毛,再加铺一层沥青混凝土上封层。
2.1.2沥青路面车辙养护
对于路面车辙和功能性破坏的处治,近几年来取得较大的发展和进步。改性沥青混合料的生产施工实践证明,采用改性沥青混合料是处治和延缓路面车辙的有效方法,与此同时,其能够提高改善路面的通行功能。
对于沥青路面车辙的维修主要在于弄清楚车辙属于哪一类型,及其产生的原因。如果由于表层磨损过度出现的车辙,先用铣刨机清除面层,然后重新铺筑沥青混凝土;如果是由于基层强度不足导致车辙出现的,应铣掉面层,从做路面基层,然后重新铺筑面层;如果由于沥青混合料引起的车辙,则应铣掉级配不合理的面层部分,改铺抗车辙的沥青混合料。
2.1.3冻胀与翻浆养护
早期修建的高速公路冻胀和翻浆的病害经常发生,冻胀一般发生在开山路堑段,这个部位路基下部的水无法排出。在这样的路段,在路基下部设置横向和纵向盲沟,或者设置集水井,然后再做路面是可取的。如果发生翻浆,则要将原路面全部挖除至路基顶部,重新填筑砂砾垫层,重做半刚性基层(水泥稳定砂砾),再铺筑沥青混凝土面层。
2.1.4沉降路病害防治.
对于沉降路病害的防治,其调坡长度不小于30m,10m内落差大于3cm,存在明显的跳车感地段。其它病害处治长度为不小于10m的过渡段,在100m范围内处治量超过15%,每公里范围内处治面积超过30%,且分散的路段,应整段修复。处治宽度,可以考虑一个车道,半幅等。处治层次,则要依据病害出现的层次,视情况而定,坏到哪个层次就处理到哪个层次。2、罩面高速公路路面罩面的目的在于消除破损、改善路面的平整度和恢复抗滑性能。近年来,随着SMA路面结构技术的渐趋发展和日益成熟,SMA成为最为理想的面层结构,一般罩面的厚度宜在4~5cm,不得小于4cm,大大改善了以前采用抗滑表层AK-13A或AK-16A型的模式。3、翻修当高速公路路面破损严重,或路面承载力严重不足时,采用罩面的养护方法不足以使得路面恢复到良好的使用状态,因而,应当采取翻修的方法,重做垫层和基层,重新铺设面层,以使路面恢复到良好使用状态。
2.2罩面类
(1)超薄磨耗层。超薄磨耗层是一种较新的技术。先在路面上洒布一层高含量的聚合物改性沥青,然后再由摊铺由间断级配和聚合物改性沥青组成的热沥青混合料面层,磨耗层厚度为10~20rnm。超薄磨耗层除了纠正微小的路面损坏外,还可以给路面提供良好的抗滑性能。对于结构强度良好的路面,超薄磨耗层对路面结构有一定的增强作用。超薄磨耗层可用于轻度纵、横向裂缝,磨耗及松散的路面,抗滑性能严重不足的路面,轻度不平整的路面,轻度泛油的路面。应避免在车辙较深的路面,有明显疲劳裂缝的路面和有大量温度裂缝的路面中的应用。
(2)热沥青混合料薄层。罩面热沥青混合料薄层罩面是将厂拌热沥青混凝土摊铺到路面上形成一层薄沥青混凝土面层。薄层罩面具有延长路面寿命,改善行使质量,校正表面缺陷,提高安全性等优点。特别适合于重交通道路面层的养护,具有以下特点:①是明显的间断级配,胶砂含量较少,不需要沥青流出抑制剂,如纤维。结合料常用纯沥青或改性沥青;②空隙率约为6%~12%,在空隙率过大而产生透水时必须采用厚粘层,粗糙的表面可保证高的抗滑能力。热沥青混合料薄层罩面可以用于轻度纵、横向裂缝,磨耗及松散的路面,抗滑性能不好的路面,轻度不平整的路面,轻度泛油的路面和轻度块裂的路面。
(3)温拌沥青混合料罩面温拌沥青混合料是一种拌合温度介于热拌沥青混合料和冷拌沥青混合料(常温)之间,性能达到或接近于热拌沥青混合料的新型混合料。温拌沥青混合料与热拌沥青混合料相比,减少能源消耗、节约能源30%左右,减少沥青烟的排放,降低施工中的环境污染和对施工人员健康的损害,减轻热拌过程中的沥青老化,延长沥青路面的使用寿命。
2.3翻修
当高速公路路面破损严重,采用罩面的养护方法不能使路面恢复良好使用状态时,或路面承载力严重不足时,则应进行翻修。翻修需重做垫层和基层,重新铺设面层。
2.4裂缝填封
裂缝填封是常用的预防性养护措施,能有效实现裂缝填封,防止因水的渗透导致路面裂缝的扩大,避免产生更严重的卿浆、坑槽等病害,从而延缓路面使用性能的退化,延长路面使用寿命。根据养护材料的不同,裂缝填封类主要有以下几种技术:
(l)普通热沥青或改性热沥青灌缝。灌缝的沥青通常采用重交通AH-90号基质沥青,有时为保证较好的封堵效果,也可以采用软化点较高、粘附性较好、温感性较好的改性沥青,如SBS改性沥青。现场操作时应将沥青加热到150~160℃后直接灌入裂缝中,待沥青温度降至常温后即可开方交通。这种灌缝方法操作简单,投入的设备和人员少,修补费用低,速度较快。但同时存在以下缺点:裂缝未清扫,裂缝面两侧粘结不牢固;夏季高温时,沥青体积膨胀溢出路面被车轮带走,造成灌缝材料损失又污染路面;冬季低温时,沥青易发生脆断而失去粘结作用;未开槽处理,不能保证沥青的灌入深度;施工作业面广,增加了作业的危险性。总体看来,这种灌缝材料易发生老化而失去粘弹性质,养护效果不佳。
(2)溶剂型常温改性沥青材料灌缝溶剂型改性沥青,就是在普通沥青中加入SBR等改性剂改性而成的,常温下具有流动性,施工时不需要加热,具有良好的低温稳定性和渗透性。具体操作是将溶剂型改性沥青盛入改装过的煤气罐中,气泵加压后向裂缝中灌入沥青,一般灌2~3遍,撒细砂抹平,即可开放交通。这种方法的优点是设备简单,灌缝速度较快,灌缝效果好;缺点是材料较贵。
(3)灌缝胶处理裂缝灌缝胶(又称密封胶)绝大多数是从国外引进的。根据材料组成和性质可将灌缝胶分为两类:一类是沥青改性类,另一类是化工胶类。在选择材料时,应根据产品特点及所在地区的气候条件,道路养护水平等综合考虑选定。用灌缝胶处理裂缝时,需要开槽清槽,使得缝面更加规整,增加了与灌缝材料的粘结性能,裂缝处理效果好。
(4)压缝带处理裂缝压缝带是一种以沥青、改性剂为主要成分的宽度不等的带状产品,其上有一层塑料薄膜保护压缝带的上表面不受污染。压缝带可分为自粘性和热粘性两种。自粘性压缝带粘度大,粘结力强,在常温下就可以使用。热粘性压缝带使用前要用液化气喷枪烧烤裂缝面,并用余温烧烤压缝带使其软化后方可使用。压缝带处理裂缝耐久性好。
3结语
高速公路是我国的重要基础设施之一,是经济发展的必然产物,也是我国现代化水平的重要标志之一。完备的公路性能为我国社会的持续发展提供强有力的保障,预防高速公路的早期损坏及合理防护显得尤其重要。
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