第一篇:高速公路沥青路面的预防养护技术要点及措施
高速公路沥青路面的预防养护技术要点及措施
摘要:据有关资料统计,目前我国已建成的高速公路中有75%以上是沥青路面高速公路。一般的高速公路沥青路面的设计使用年限为15年左右,但我国建成的一些高速公路在通车1-3年的时间内,其沥青路面就已经有大面积的损坏出现,其破坏的主要特征有局部出现裂缝、拥包、松散、车辙、水损坏等,造成这些现象的原因也有很多种,本文从高速公路沥青路面破坏的特征的原因出发,找到成熟有效的沥青路面预防养护的办法。
关键词:高速公路;沥青路面;预防;养护
我国的高速公路发展正从快速建设转向养护,要想实现科学、高效的公路路面养护,保证高速公路的通畅,使道路满足使用者和道路管理者两方的要求,就要对高速路的路面实行预防性养护的管理。随着我国汽车数量的快速增长,运输产业的快速发展,我国的公路交通量日益变大,承载压力也非常大,这就使得高速路的沥青路面出现了裂缝、水损害、车辙等损坏,沥青路面的养护工作已经成为公路管理的重要内容。
一、高速公路沥青路面预防技术
高速公路实行预防性养护时,要综合的考虑技术的措施的可靠性、适用性、合理性以及经济性,依照养护公路的实际情况,来选择最实用的养护措施。预防性养护技术主要有以下几点:
1、裂缝填缝技术
可以保证沥青路面的良好状态,防止出现因水渗漏引起的路面裂缝扩大的情况发生,进而防止造成更严重的喷浆、坑槽等破坏。裂缝填缝技术是道路工程常用的养护技术。
2、表面涂刷技术
当路面出现局部的网裂、松散、麻面等破坏数,使用表面喷洒技术,在沥青路面的表面形成一层薄薄的养护层,这样可以起到防水、防裂缝、抗老化的预防性养护的目的。
3、微表处技术
微表处技术是在路面的表面功能衰减,出现轻微的车辙或者凹陷是,为恢复路面功能而使用的一种养护方法。它要使用级配良好的细骨料、矿质填料以及改性乳化沥青等物质组成混合物,这使得它就有良好的防水性,能过起到抗滑、耐磨以及填充的作用,起到预防性养护和美化路面的作用。
4、沥青混合料罩面技术
它主要使用沥青混凝土或者沥青碎石,罩面层的厚度一般在20-40mm左右,沥青可以用普通沥青或者改性沥青。罩面可以起到增加路面摩擦力,修复路面的不平整出和车辙,加强行车舒适度的作用,这对延长路面的使用寿命具有十分重要的作用。
二、几种常见的沥青路面损坏
1、裂缝
裂缝的主要危害在于,裂缝中可以不断的进入水分子,水分子聚集后流向基层,使路基发生软化现象,使得路面的承载能力下降,加速了路面的破坏。沥青和沥青混合料的性质、气候条件、基层材料、施工因素等都会影响裂缝的轻重程度。裂缝按其成因可以分为四种类型,即:横向裂缝、纵向裂缝、不规则裂缝以及龟网裂。横向裂缝是垂直于行车方向的裂缝,纵向裂缝有可能是沥青路面的面层在分段摊铺时,由于两块路面的接茬处没有处理好,经过车辆荷载和气候因素的作用形成的,或者是由于路基的压实度不够均匀或路基的边缘受到水浸蚀发生不均匀沉陷引起的。不规则裂缝主要是因为路基路面的强度不足,尤其是路面的基层强度不足,基层被压碎后开裂,使路面产生不规则的裂缝。龟网裂的开始是沿着轮迹带出现单条或者多条的平行纵缝,并逐步在纵缝间出现横向或者斜向的连接缝,以此形成龟裂。
2、车辙
车辙主要是沿行车线发生横向高差,它是高速公路常见的损害之一,它可以使路面的使用性能降低,导致路面的损坏。它主要是由于沥青混合料的级配设计不合理,稳定性能较差,或者由于基层和面层在施工时的压实度不够,使轮迹带处的面层和基层材料在车辆荷载的反复作用下发生固结变形和测下的剪切位移而引起的。
3、基层松散
基层松散是由于沥青路面的混凝土表层中的集料颗粒发生脱落,在车辆荷载的作用下,沥青面层变得松散,这种过程是由表面向下发展的。其产生的主要原因是沥青路面的表面有离析发生,离析处的集料碎石中含有风化颗粒,有水进入后,会引起沥青的剥离,并随着时间不断的增多,这就使得路面老化的沥青结合料的自身粘接性下降,使面层和轮胎接触部分的沥青慢慢的被磨损掉,造成沥青含量的降低,引起细集料散失机械损害或者油污染局部路基,使基层发生不均匀沉降引起路面损坏。
4、水损害
沥青路面的水损坏是指在路面存水的情况下,水经过路面渗入后,没有良好的排水路径,使其积聚在路面的结构内,在车辆荷载和外界温度的反复作用下,使路面发生水损害。
三、高速公路沥青路面的预防养护措施
1、裂缝的养护措施
对于有沥青混凝土的温缩引起的裂缝,我们可以把裂缝路段清扫干净,然后均匀的喷洒一些乳化沥青,用量不要太多,再均匀的撒上一层干燥洁净的石屑或者是粗砂,用轻型压路机对矿料进行碾压。
对于因地基沉降引起的裂缝,则要沿着横缝的两侧,各挖一个开槽,挖除面层,将裂缝填实,再沿横缝加铺破璃纤维土工格栅,再重新铺上面层。
2、车辙的养护措施
对于车辙长度小于30m、深度不超过8mm,行车只有轻微小摆感觉的车辙,可以使用路面烘烤、填料压实的方法进行解决;对于长度超过30m,深度大于8mm、行车中有跳动感的车辙,要刨开路面的上面层,甚至中上面层,对面层进行从新的摊铺;对于车辙深度超过2cm、行车时伴严重颠簸感的车辙,我们不仅要刨开路面的中上面层,还要刨开全部的面层,对整个的面层进行重新的摊铺;对于由基层施工引起的车辙,在重新摊铺面层前,要先对软弱基层进行处理。对于较浅的车辙,可以使用微表处和薄层罩面进行处理,相较而言,这两种技术的施工速度快且对交通的影响小。
3、基层松散的养护措施
若面层尚未成形,可把松散部位直接清除,重新摊铺沥青混凝土面层,并进行平整压实,对于已经成型的松散,使用切割机按照几何图形把路面切开,对基地进行检查,若基地完好,可在清扫过后,喷洒粘层沥青,摊铺上沥青混凝土,进行整平、压实。
4、水损害的防止和养护措施
对于路面的水损害可以采用封层技术和排水设计等方法进行解决。封层包含:稀浆封层、新铺面层处治、石屑罩面等的表面处理技术,它是用来改善路面防滑性能以及提供防水表面的。其中的碎石封层是指在面层的表面喷洒一些沥青,然后马上使用集料覆盖和碾压,它形成的石屑面罩可以用来作为无荷载裂缝路面的封层或者用于改善其防滑阻力;其中的雾封层是指用少量的水稀释的慢凝乳化沥青,用于治理旧沥青面层,将其灌入较小的裂缝和表面的空隙。除了使用上述的封层技术外,做好路面排水设计也可以帮助减少路面的水损害。
四、结束语:
目前我国的高速公路正在从快速建设阶段逐步的转向养护阶段,所以做好高速公路沥青路面的预防养护工作是这个时期内的重点。在进行养护工作时,要坚持预防性的养护原则,加强养护工作的系统性、预见性以及主动性,以此来降低养护成本,延长沥青路面的使用寿命。
参考文献:
[1] 张国祥《高速公路沥青路面早期破坏研究》公路交通技术,2009
[2] 沙庆林《高速公路沥青路面早期破坏现象及预防》人民交通出版社,2001.
[3] JTJ073.2—2001《公路沥青路面养护技术规范 》
[4]王玉顺、朱敏清《高速公路沥青路面预防性养护技术与应用》
第二篇:高速公路沥青路面养护技术对策
高速公路沥青路面养护技术对策
摘 要:从高速公路沥青路面病害类型、原因分析入手,从养护技术和养护管理两方面对速公路沥青路面的养护管理工作进行了探讨,强调了预防性养护的重要性,路面养护对策选择是路面养护的关键技术之一,决定着养护措施选择的科学性和合理性。分析过程体现了寿命周期费用分析法的思想,并采用路面养护专家系统来辅助决策。最后针对主要的路面破损形式提出了路面养护的对策及建议提出了养护与维修的对策及建议,把现有预防性养护措施归结为裂缝填封、局部缺陷修补、表面封层和薄层罩面4类通过适用性分析总结形成了沥青路面预防性养护技术对策集合。
关键词:高速公路;沥青路面;养护技术;养护管理;预防性养护。
一 引言
随着我国高速公路的迅猛发展,各种养护技术也必须的跟上,高速公路沥青路面养护的目的:“经常保护公路公共设施的完好状态,及时恢复损坏部分,保障行车安全、舒适、畅通”。养护工作一般分为两种:预防性养护和修复性养护。预防性养护工作旨在保护路面并减小路面质量下降速度,修复性养护工作旨在修复特定的路面破坏或损坏区域。及时的预防性养护能延缓在交通与环境施加的荷载作用下路面损坏的时间。延迟养护与延期养护增加了缺陷数量、增大了严重程度,以致在改建时修补费用增加。不断地推迟养护与完善修复措施,缩短罩面与改建之间的时间间隔,因而显著增加路,预防性养护是一个系统工程,可以简单概括为:在适当的路段、合理的时机对路面采取经济有效的养护措施本文首先对现有常用预防性养护的措施进行分类,分析各种养护措施的技术特点、适用条件以及期望得到的使用寿命和经济效益等,最终形成概念清晰的预防性养护对策,制定路面预防性养护的决策框架,解决路段选定和养护措施的选择问题。
二 沥青路面典型病害记起原因
沥青路面的损坏所表现出的形态和特征是多种多样的,这是因为促使路面出现损坏的原因是多方面的。高速公路沥青路面损坏的形态、特征和因素,可将路面的损坏形式分为裂缝、变形、表面损坏三大类。
(1)裂缝:横向裂缝为路面中线近于垂直的裂缝。裂缝起初大多出现在路面两侧的硬路肩,逐渐发展而贯通全路幅。贯通裂缝沿路面大致呈均匀分布。横向裂缝通常不是由于荷载作用引起的,而是由于低温收缩或半刚性基层收缩产生的。冬季低温冻缩是诱发横向裂缝的重要因素。纵向裂缝为与路面中线大致平行的裂缝。大多出现在半填半挖路基或路面加宽处。其原因是由于压实度不够,高填方路段路基土滑移,路基或基层出现不均匀沉降而产生纵向裂缝。混合料摊铺时纵向施工搭接质量不好,也会出现纵向裂缝。
(2)车辙:即路面表面沿轮迹的纵向凹陷。车辙严重是高速公路病害不同于一般公路的一个显著特点。沥青路面上的车辙,除了影响行车舒适性外,还对交通安全有直接影响。
(3)松散:即集料和沥青逐渐脱开并散失。松散可出现在整个路面表面,但由于行车的作用,一般轮迹带处比较严重。产生松散的主要原因是由于混合料中沥青含量偏低。沥青与集料粘附性差,或是由于沥青的老化,水的浸入也是产生松散的主要原因。
(4)坑槽:即路面上出现的坑洞,是龟裂、松散等其它损坏进一步发展的结果。由于表面水从这些损坏处浸入,停留在基层表面上,在车载反复作用下动水冲刷基层的细料并逐渐形成灰浆,使沥青面层与基层脱开,灰浆被车载挤压,通过面层裂缝或面层混合料中的空隙挤到表面,使沥青面层产生网裂,一些碎裂的小块面层或基层材料被车轮带走而逐步形成坑洞,并不断的扩大。
(5)沉陷:即路面表面的局部不均匀凹陷。其产生的主要原因是由于路基土压实度不够,导致路面在横向和纵向产生不均匀沉陷和严重的纵向开裂,同时由于路基压实度差导致路基强度显著降低和路面承载能力不足而产生路面早期损坏现象。
(6)磨光:即路面在行车作用下集料棱角被磨成圆滑或平滑状。路面表面纹理丧失,路面抗滑能力下降。路面磨光,是由于路面抗滑层集料组成设计和采用集料抗磨性能差所造成。
三 高速公路沥青路面养护技术对策
根据病害、缺陷类型的不同和损害程度的大小,分析产生路面病害的原因,综合考虑各类沥青路面的使用周期及综合评价结果,确定采用不同的养护维修措施,具体分为:预防性养护、矫正性养护、路面大中修和路面改善。对沥青路面出现的裂缝、坑槽、松散、变形等常见病害应针对病害的产生原因,并根据路面的结构类型、维修季节气候条件等实际情况,采取相应的维修措施及时进行处治。高速公路沥青路面预防性养护措施包含了多种具体的养护技术,沥青路面预防性养护技术大体上归结为裂缝填封、局部缺陷修补、表面封层和薄层。破损类型 损坏程度 外观描述
裂 轻 初期龟裂、缝细、无散落、裂区无变形,块度20~50cm
龟裂 中 裂块明显,缝较宽,无或轻散落或轻度变形,块度大于20 cm
重 裂块破碎,缝宽,散落重、变形明显,块度小于20 cm
缝
不规则裂缝 轻 缝细,不散落或轻微散落,块度大(>100 cm)
重 缝宽,散落,块度小(50~100 cm)
类
纵裂 轻 缝壁无散落或轻微散落,无或少支缝,缝宽小于25 mm
重 缝壁散落重,支缝多,缝宽大于5 mm
型 横裂 轻 缝壁无散落或轻微散落,无或少支缝,缝宽小于25 mm
重 缝壁散落重,支缝多,缝宽大于5 mm
(1)以裂缝为主的沥青面层破坏。根据FWD检测结果来判断该路段没有丧失结构承载力 ,防止裂缝的进一步扩展,行车荷载、环境等因素在裂缝处会逐步引起路面结构承载能力的损失。而对于仅行车道产生裂缝现象处,有延伸扩展到超车道的趋势,这些路段有待进一步加强跟踪观测。另外,对路面裂缝严重处,建议可以先用优质的灌缝材料进行灌浆处理,再采用聚酯玻纤布贴缝或满铺,然后加铺一定厚度的薄层沥青混凝土罩面层。
对裂缝施工工艺要求有:a)对于小于13 mm宽的裂缝需使用一种装有碳钢切缝刀的 旋转式开槽机,尽可能按切割段的裂缝尺寸并对准中线切割出均匀的正、长方形凹槽。b)裂缝清理:待填裂缝切缝后,需采用高压气体喷射设备进行清理,该设备须配备能够有效清除空气中杂物的油滤,并可输出清洁干燥的、连续的、高容量的高气压气流的空气,每条裂缝周边和裂缝槽至少进行2遍高压喷气流清理。第1遍清除裂缝杂物时喷气棒嘴应把持在距离裂缝不少于5 cm的位置;第2遍距离可以较远些,以便清除裂缝中和裂缝周边的所有松散颗粒和杂物。c)裂缝填封:填封材料在清缝工序完成后应立即灌注,填封材料需在具有双层保温层,间接导热加热的锅炉内搅拌融化,该材料通过沥青泵输送出来,灌注在清理过的槽口内,灌注时要自下而上充分填满,应避免在填料下部产生气穴,每条裂缝的灌注工作是连续的。如出现未充分填封的裂缝须再次进行填封处理,如出现轻微龟裂可采用橡胶抹平板来摊铺填封材料,这些区域可在填封材料灌注完成后在表面撒沙子或细骨料。对于集网状裂缝、坑塘和车辙为一体,平整度下降的沥青面层破坏,应分台阶挖除病害范围内的沥青路面结构层或按一个车道挖除沥青路面层,检查路面基层的状况。若基层完好,在洒布封层后,铺筑8 cm AC-25 I粗粒式沥青混凝土下面层、6 cm AC-20 I中粒式沥青混凝土和4 cm AK-13 A沥青抗滑面层,恢复至路表面。
(2)以车辙为主的沥青面层变形的破坏。通常江苏省对高速公路车辙超10mm~15mm的路段进行养护维修。针对这种病害形式,目前京沪高速公路管理有限公司主要采取现场热再生处理后加铺新的表面层,或者微表处的修复方法。但是这两种方法修复车辙的效果不是很显著,在修复1~2年后,又出现新的路面病害。故除了应用这两种方法外,将研究应用一种新的车辙修补方法,即先用热沥青混合料填补车辙,再加铺超薄罩面层。超薄表面层沥青混合料对于修补车辙有很好的效果,具有重要应用前景。
(3)对于表面磨的破坏。沥青路面面封层材料可以是单独的沥青或其他封层剂,也可以是沥青与集料组成的混合料表面封层可以用来复原或延缓表层沥青材料的老化,防止集料的散失;恢复路面的抗滑能力,密封表面的微小裂缝,防止水渗入路面结构层,提高路面行车能力一目前常用的表面封层技术主要包括雾封层、稀浆封层、微表处和石屑封层等薄层沥青混凝土罩面是介于“传统磨耗层”与“厚表面处治”之间的一种处治技术法国是国际上采用薄层沥青混凝土路面的代表性国家,但是路网中约30%的道路使用薄层罩面养护,薄层罩面可以有效防止下渗水的破坏,有效地降低路面噪音,减少水雾,提高路面抗滑性能,在一定范围内校正表面缺陷,提高路面平整度薄层罩面结构分为表面磨耗层和豁结防水层2个部分表面抗滑磨耗层能够恢复路面的表面功能,提高路面的抗滑性能,改善路面的平整度。豁结防水层能够保证薄层罩面与原路面结合紧密,防止雨水下渗,适度延缓旧沥青路面反射裂缝的发展、随意性,技术上很难确定一个固定的养护周期,只能根据路面的实际状况随机安排养护计划,但是这些养护措施的实施却是发挥后期各类预防性养护措施作用的基础。把裂缝填封和局部缺陷修补定义为不确定性实施措施,把表面封层和薄层罩面定义为确定性实施措施。
四 高速公路沥青路面养护管理对策
1)及时养护。许多高速公路沥青路面经常出现一些小坑洞,特别是雨季过后,往往许多高速公路不及时补小洞,等到小洞变成大洞之后才补,造成养护资金的浪费。因此在养护管理时要加强日常巡视,及时进行日常性养护,并建立一套行之有效的高速公路沥青路面养护维修管理系统。
2)当沥青路面刚出现病害时,应及时考虑预防性养护,从而防止高速公路沥青路面加速损坏。许多高速公路沥青路面3~5 a就出现大中修,因此高速公路养护部门每年应根据路用品质将预防性养护作为一项重要的内容考虑,重视预防性养护,提高路用品质。
3)提高养护工程质量。养护工程质量太差,很多修补重铺沥青混凝土往往在使用不到1 a就重新出现了新病害。因此高速公路养护工程要采用正规的监理队伍和施工队伍,并加强现场质量管理,特别是原材料和配合比、现场摊铺、压实的质量控制。
4)加强超载治理。众所周知,超载重载运输对道路的损坏十分严重,是我国高速公路路面病害的“头号杀手”,但目前公安、公路管理部门对超载运输治理不力,许多查到了,也仅罚款了事,没有起到应有的效果。超载治理仍是我国高速公路养护管理工作长期而艰巨的工作。
5)路面养护对策的选择养护技术可分为三类:预防性养护、改正性养护和紧急养护。改正性养护是指在路面已经出现各种病害的时候采取的相应的养护措施,平时对泛油、较大的车辙、较宽的裂缝等进行的处治就属于改正性养护的范围。紧急养护是指在紧急情况下进行的养护。预防性养护主要是针对结构性较好的路面,防止路面病害的进一步恶化,减小各种路面病害对路面性能的影响,或者防止路面病害的发生。但是,基本上无助于路面结构承载能力的增强。当前,对使用中路面的养护、维修有多种不同的技术与方法可用,其处治范围也较广,涵盖了从局部处治到全路面处治的不同等级, 具体措施可见下表:
处理类型 裂缝处治类 表面处治类 其他
处理措施 裂缝填充
裂缝密封 雾封层
稀浆封层
微表处
碎石封层 薄层罩面等
五 结论
目前我国高速公路沥青路面养护正处于起步阶段,应加强路面养护管理,特别应重视预防性养护工作。结合我国的需要,尽快开发适合我国国情的路面养护专家决策系统,是公路养护领域的一大新课题,也是促进我国沥青路面养护朝着现代化方向发展的必由之路。对于沥青路面养护我们应该:
(1)把现有预防性养护措施归结为裂缝填封、局部缺陷修补、表面封层和薄层罩面4类。路面局部缺陷修补和裂缝填封的实施完全体现在日常养护活动中,没有固定的养护周期;表面封层和薄层罩面技术都有一定的计划性和周期性。
(2)根据各预防性养护措施的技术特点,总结形成了沥青路面预防性养护技术对策集合。随着养护技术的不断发展,养护决策集合应该是开放性的,需要不断更新和完善。
(3)所建立的路面预防性养护决策框架初步解决了预防性养护体系中路段的选定和预防性养护措施的选择问题,但给出的决策结果只是说明在某一年以前的所有时间都可以采取预防性养护,而确定最佳养护时机需要在此基础上建立相应的决策方法,参考文献:
[1]沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防[M].北京:人民交通出版社.2001.
[2]黎明亮.公路养护工程[M].北京:人民交通出版社.2000.
[3]中华人民共和国交通部.公路沥青路面养护技术规范(JTJ 073.2-2001)[S].北京:人民交通出版社.2002.
[4]程珊珊•沥青路面养护专家系统研究[D]: [博士学位论文]•南京:东南大学交通学院, 2006•
[5]刘黎萍,孙立军•沥青路面结构设计中的寿命周期费用分析[J]•山东交通学院学报, 2002, 10
(2): 53-58.[6]王笑风.高速公路半刚性基层沥青路面预防性养护体系研究〔D〕.
第三篇:高速公路沥青路面预防性养护时机与措施的探讨
文档
高速公路沥青路面预防性养护时机与措施的探讨
颜杏生汪晓红
(江西公路开发总公司梨温高速公路公司进贤331721)
摘要:为了保持高速公路沥青路面良好的使用性能和延长它的使用寿命,必须及时做好前置性的预防性养护措施。本文针对当前高速公路沥青路面养护工作存在的一些认识误区,系统介绍了预防性养护的概念及重要作用,并对实施预防性养护时机的选择和技术措施进行了探讨。关键词:道路工程;沥青路面;预防性养护;时机;措施
0前言
近年来我国公路建设飞速发展,随着一大批高速公路相继建成通车,沥青路面的养护也面临着越来越严竣的挑战。公路养护一般分为预防性养护和修补性养护。目前我国大多数高速公路养护仅仅停留在修补性养护上,譬如补坑槽就属于修补性养护手段,这时候往往道路已经出现了程度不同的病害,而且大部分是结构性病害。如果能够正确适时地实现早期防御性养护,就会不挖坑槽或少挖坑槽,使路面能够长期保持较好的使用状态。但早期预防性养护该何时实施?如何实施?做哪些前置性的措施?如何作质量检评?目前业内尚没有统一的标准,成为摆在高速公路养护管理部门面前的一项重要任务。
1高速公路路面养护的认识误区
一条高速公路路面从建成投入运营到出现局部或大面积破坏,是一个由小到大、由轻到重的变化发展过程。一直以来,由于没有积极地认识路面病害起因,在公路养护方面“不坏不养”、“以修代养”或“重修轻养”的状况普遍存在。特别是进入高速公路时代以后,认识上的误区导致路面养护总是习惯于等到路面出现结构性破坏时,再来小挖补或者大挖补,甚至大中修,即使发现一些早期病害也缺乏必要的处置措施,工艺技术单一化的问题极为突出。
当路面还处于良好状态下但已出现功能性损坏时,需要及时采取以预防性养护为主的道路养护方法,而不是等到路面损坏进一步恶化后再进行修补性养护。尽管路面预防性养护的概念早在30年前就已经提出了,然而一直未得到广泛的应用和研究,这主要是由于以下原因:
1、养护部门的认识不足;
2、与决策者的思维方式有冲突;
3、缺乏专项养护资金;
4、技术研究的不足;
5、缺少路面性能数据的收集和分析。
因此,在高速公路路面养护中,科学认识并树立预防性养护的理念、推广预防性养护已是迫在眉睫。
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2预防性养护的重要意义
2.1 预防性养护的定义
2000年AASHTO在描述预防性养护(preventive maintenance)时对其的定义是:“公路预防性养护是一种有成本效益的措施的计划性策略,它针对已建的公路系统以及其附属设施,延缓其发生破坏的时间,并保持或提高系统功能性能状况,但不增加结构的承载能力。” 通俗地讲,预防性养护实质上就是早期防御性养护,一般是全面的、整体的,它的作用在于通过一些前置的措施方法,使道路及其构造物内部和外部的病害隐患与不利条件得到遏制、改善,保证其在正常的运营条件下,实现或延长设计使用寿命。必须明确的是,预防性养护仅适用于路面表层的修复,不能解决结构性问题。
2.2 预防性养护的有效性和经济性
预防性养护能延缓路面破坏,延迟昂贵的路面大中修和重建。举个典型例子,一条高速公路沥青路面在使用几年后,由于交通、气候、日照的影响,开始氧化并出现疲劳裂缝、轻微车辙、骨料剥落、路面透水等路面病害。这些病害如果不及时处治,经过雨季后加速发展和扩大,路面状况进一步恶化,并逐步进入下层,造成整个沥青面层、甚至基层结构的损害,导致提前进行大面积结构罩面或整体翻修,造成大量经济损失和负面社会影响。但是,如果在发现路面病害前期征兆时,就采取前置性的预防性养护维修,如裂缝填充、雾封层、微表处等,有效地弥补路面结构层透水等多种功能性缺陷,整个结构就得到了合理维护,病害出现的时间将推迟。
图1表示一个典型的沥青路面生命周期,斜率变化显示了随着路面使用年数的增加路面退化速率的增加。一条质量合格道路,在使用寿命75%的时间内性能下降40%。这一阶段即为预防性养护阶段。如不能及时养护,在随后12%的使用寿命时间内,性能再次下降40%,从而造成养护成本3-10倍的增加。这一
阶段就是修补性(矫正性)养护阶段。如果在前一阶段多次进行预防性养护维修,路面状况曲线将呈锯齿形,使高速公路始终处于良好的路面状况。
图1道路结构状况及时间曲线图
由此可见,预防性养护是一种效益费用比非常良好的养护措施。
3预防性养护时机的确定
预防性养护的经济性和有效性在很大程度上取决于采取预防性养护措施的时机,预防性养护是在路面还处于良好状况下,路面外观根本没有表现出多少破坏或路面仅仅有某些破坏的前期征兆时而采取的行动措施(此时进行预防性养护的效益最好)。目前常用的路面大、中修或重建时机决策方法主要针对的是明显的路面破坏,这对于预防性养护来说,不一定适合。因此,预防性养护时机的确定尤为重要。
美国已广泛应用道路管理系统PMS,来充分考虑路况现状及变化、资金、优先权养护措施等各种复杂因素,合理安排养护工作,并取得了良好的效果。道路管理系统PMS的主要目的就是要通过将路面状态维持在路面现状指数PCI的上限(60-90),限制基层可能遭受的损害,使路面整体维护费用在生命周期中最低。在美国,路面养护是以PCI为指标,将养护工作分为四个等级。其中第一阶段PCI指数为75-95,路面状况优异,采取常规养护;第二阶段PCI指数为60-75,路面状况良好,这时就应采取预防性养护,延长使用寿命,恢复路表状态功能。
由于不同气候区域、不同的路基路面结构和材料、不同的交通状况、不同的施工经验以及不同的路面养护历史对路面的性能有着重要的影响,同时造成沥青路面破坏的早期病害往往没有明显的表征,高速公路路面的先期功能性缺陷也不容易被察觉,因此路面的预防性养护时机确定应该是一个多标准的、基于路面性能的基础上进行的。路面预防性养护时机的选取应该基于路面的功能性能,在路面结构性能良好的情况下,在路面功能性能加速恶化前进行预防性养护。这就需要凭借一系列科学的检测手段去预先发现路面功能的衰减,对其变化发展过程进行准确、连续跟踪监测,并进行归纳分析判断,得出相应的预养护措施方案。
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不同的预防性养护措施,其对不同交通水平和环境的沥青路面,预防性养护的时机选择有所不同,一般情况如表1。但是由于国内高速公路沥青路面普遍存在早期损害现象,根据实际情况采取预防性养护措施的最佳时机往往还需提前。
4几种预防性养护措施的应用探讨
目前,国内外普遍采用的预防性养护技术措施有:4.1 雾封层
当沥青路面尚处于基本完好的状态,但已开始出现轻微疲劳龟裂、贫油的现象,雾封层是这一阶段养护的最有效手段,且费用较低。雾封层可起到恢复路表沥青粘附力、填补微小裂缝和空隙、防止路面渗水等目的,将路面性能维持2-3年时间,推迟了造价更高的养护工程。但雾封层对于填补长期裂缝没有太大效果。在梨温高速公路养护工作中,对车道微表处后,同时在中央分隔带边缘采用了雾封层来解决路面渗水的问题,通过雨季期的观测,封水的效果比较显著。4.2 裂缝填封
裂缝填封是常规的养护措施。及时对沥青路面裂缝实施有效的填封,可大大减少坑槽的形成和裂缝的进一步发展,防止因水的渗透使路面裂缝扩大,反映在PCI指数上,即下降速率降低,从而使道路的寿命延长。根据我们的养护工作实践,对沥青路面的裂缝及时选用性能优越的密封胶进行有效的填封处理相当重要,否则雨季后路面裂缝将迅速发展,并发坑槽、唧浆等一系列路面病害。
4.3 薄层罩面
薄层罩面是一种传统的预防性养护方法,是在原有路面上加铺一层厚度不超过2.5cm的热沥青混合料。薄层罩面可有效地防止性能正在下降的路面继续恶化,改善路面平整度,恢复其抗滑性能,并对路面有一定的补强作用,但在多数情况下费用较其它预防性养护方法高。薄层罩面通过改善功能条件来延长结构稳固路面的寿命,但不能矫正结构上的弱点。
4.4 石屑封层
石屑封层是一种经济型的养护手段。施工时将沥青粘结料喷洒在路面上,然后立即铺撒一层大小均匀的石屑,用于增加路面抗滑性,对结构稳固但开始老化并存在一些表面损害的路面起到延长寿命的作用。传统上,石屑封层最普遍地用于低交通量道路,随着材料改进与技术的发展,有些聚合物改性乳化石屑封
层也越来越多地用于重交通量的道路。目前,在高速公路沥青路面养护工作中石屑封层还少有应用。
4.5 稀浆封层
稀浆封层技术是路面养护中应用较广的一种预防性养护手段,它能恢复路面的平整度和抗滑性能,修复轻微车辙,快速封闭旧路面的各种裂缝,防止雨水对路基路面的进一步损坏,延长道路的使用寿命,经济效益显著。稀浆封层不能提高路面的承载力,对路基变形较大、已严重损坏的路面不宜使用。
4.6 微表处
微表处是近年来在国内各高速公路沥青路面养护中应用最广的预防性养护手段,是在稀浆封层基础上发展起来的,由慢裂快凝的高分子聚合物改性乳化沥青、100%破碎的集料、矿粉、水和添加剂组成的 稀浆混合料。微表处技术具有良好的防水、抗滑性能, 并且成本低、施工简便、路面性能好、开放交通快,一般可延长路面使用寿命3-5年。目前微表处技术应用领域不断扩大,广泛地应用于旧路面加铺的抗滑磨耗层、2cmc以下的轻度车辙修补工作、作为路面防水 用的封层等。需要强调的是,微表处作为一种路面功能层,使用前必须对原路面的裂缝等所有病害进行全
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面处理,并且不宜用于已发生结构损害的路面。
2005年4月,在梨温高速公路鹰潭段做了 20万m
2的微表处施工试点,目前在改善路面性能、减少路面水损坏方面起到了较为明显的效果。但对于原路面局部已产生结构性病害的路段,即使进行了前期施工处理,仍有一部分病害(如裂缝、坑槽)反射到微表处表面,需结合实际情况,进一步跟踪观测和总结。
5结语
为了保持高速公路沥青路面良好的使用性能,有效解决路面早期病害,养护管理部门必须科学地认识预防性养护的重要性,理性地选好、用好微表处、雾封层等先进的预防性养护措施,并结合各条高速公路的实际情况,做好预防性养护技术的应用、总结和推广工作。在日常养护工作中,应加强对路面现状的跟踪监测,通过科学的检测手段和评价标准,选择最佳时机和适宜方案,实现养护处治措施前置,促使高速公路养护走向理性化、科学化。
参考文献:
[1] 郭中印,李立寒.沥青路面施工与养护技术[M].北京:
人民交通出版社.[2] 科氏路面解决方案.美国科氏材料(中国)公司.
第四篇:高速公路沥青路面预防性养护技术简述(写写帮推荐)
高速公路沥青路面预防性养护技术简述
1.预防性养护的概念
公路预防性养护技术是一种有成本效益的措施的计划性策略,它针对已建成的公路沥青路面延缓其破时间,并保持或提高使用功能性能状况.但不增加路面承载力.通俗的讲,预防性养护实质上就是早期的防御性养护,即将养护措施前置,在路面还没有出现病害的时就采取的一种措施.使沥青路面病害隐患得到遏止,改善,保证其在正常的运行条件下,实现或延长使用寿命.但必须明确,预防性养护仅仅适用于沥青路面表面层的修复,而不能解决路面结构层出现的病害.2.预防性养护技术的应用状况
预防性养护早在七八十年代国外就开始使用微表处,稀浆封层和碎石封层等工艺.现在在一些经济不太发达国家应用比较多,在我国南方如安徽,河南,陕西等高等级公路养护中已广泛使用.我省发展较迟,从前几年才开始应用,今年,在我段天谗路初次使用稀浆封层技术,效果较好.从某种意义上讲,预防性养护也是养护技术先进程度的一种体现。
3.预防性养护主要类型及使用条件
3.1封缝技术,主要有抹缝和灌缝两种形式
抹缝:用密封胶直接涂抹,适宜路面出现小裂缝,选用粘性,弹性,高温稳定性好的胶开槽涂抹.原则是随时出现随时处理.灌缝 :一般选择冬季或干燥季节,将原路面吹风加热后,进行开槽,然后用密封胶灌法缝,灌缝必须及时,有缝就灌,不要等.3.2雾封层技术:用全自动沥青洒布车把高渗透改性沥青按一定量喷洒到路面形成的防水层,以解决路面老化,细微裂缝.主要在路面结构层透水或新铺路面空隙大引起的透水时应用.3.3 稀浆封层或微表处技术:用级配石料,乳化沥青,水,填料,按照一定比例用稀浆封层机拌和摊铺的一种薄层工艺.微表处是稀浆封层的高级阶段,它用改性乳化沥青进行掺配,石料级配有差异.在路面还没有或即将发生病害时用这种工艺较好,如果已经大面积损坏就不适宜用.3.4 碎石封层技术:把适量的沥青粘和料用全自动洒布车喷洒在路面上,然后把单粒径碎石超100撒布在沥青上,经轮胎压路机碾压成型.以解决路面防水性和抗滑性的一种工艺.4.预防性养护技术在使用中必须解决的三个问题
4.1什么时间采取预防性措施
预防性养护措施的实施必须在适宜的天气环境下实施,如微表处或碎石封层必须在高温无雨的天气下施工,才能达到预期效果,否则回适得其反.4.2 在什么路段采取预防性
要选择适宜路段,针对某重病害,采取相应措施,即在不同的病害路段上,实施不同的措施,才会达到预期效果,取得较好效益.4.3 在有病害的路段上采取何种工艺措施
针对某一条或某一段公路,处治病害选择哪一种工艺最有效,对于不同种类路面病害,是选择碎石封面工艺还是微表处工艺都得需要认真研究后,才能定出最佳方案.5.预防性养护技术的应用必须建立科学的管理体系
预防性养护技术是一套完整的管理系统,必须建立相应的体系,主要从以下四个方面进行:
5.1 路面检测系统的建立
实施预防性养护措施之前,必须对原有路面使用状况进行检测评价.检测内容主要有路面损坏程度,平整度,车辙,抗滑程度,和结构强度五项指标.通过检测,取得原始的数据,绘制曲线.为制定科学合理的技术方案提供资料.5.2专家系统的建立
由有经验的专家和熟悉养护路段的管理人员组成专家
组,对检测数据进行分析处理,初步拟定处治方案.并交设计部门作出施工图设计.5.2 预防性方案的实施
由专业的机械化施工设备和人员组成,将设计的施工方案在适宜的时间内实施。
5.3 后评估
对实施项目进行跟踪评估.这在国外应用广泛,而在我国,对这一项工作基本没有或很少做,这也是需要改进的,在预防性养护中显得尤为重要.目前,预防性养护在我省才刚刚起步,许多人对公路养护的认识停留于矫正性观念上,实质上,预防性养护是一种新的养护管理理念,它突破了传统意义上的养护,因此必须提高认识,转变观念,开拓思路,才能将预防性这一科学体系落实到生产实际中去,让它发挥最大效益.从去年开始,省公路局从外省引进了先进的预防性养护工艺和施工设备,建立起了路面检测机构和设计、监理、后评估体系.在我段天谗路上实施了稀浆封层和同步碎石工艺,效果较好,积累了一定经验,为我段以后在高等级公路养护中奠定了良好基础.预防性养护技术必将是高等级公路养护发展的趋势.
第五篇:高速公路沥青路面超薄磨耗层养护技术的应用
高速公路沥青路面超薄磨耗层
养护技术的应用
罗艳玲
(广东省高速公路有限公司广清分公司,广东清远 511542)
摘要:通过采用Novachip超薄磨耗层预防性养护技术,对广清高速公路北段沥青路面裂缝病害进行处理,减缓了路面病害的发展,改善了路面使用性能,减少养护资金的投入,取得较好的效果。
关键词:高速公路;沥青路面;Novachip超薄磨耗层;预防性养护技术
0引言
高速公路路面预防性养护,是指通过定期路面调查,及时发现路面轻微破损与病害迹象,分析研究其产生原因,对症采取保护性养护措施,防止微小病害进一步扩大,以减缓路面使用性能恶化速度,及时修复路面微小病害,防止水分侵入破坏路基,使路面整体结构得到保护,不致产生严重损伤,从而减少铣刨、翻修次数,大大节省大修费用,并延长路面使用寿命,保持路面良好的服务状态。一般是在道路投入使用5~7年后进行。国外的经验表明,采取有效的预防性养护措施不但可以提高道路的使用品质,而且还具有良好的经济效益,大大延长道路使用年限,可节约养护资金多达50%以上。工程概况
广清高速公路北段(下称广清北)于2004年12月底建成通车,全长20.647km,全线除隧道(K2+800~K4+400)、收费站广场(K17+500~K17+800)采用水泥砼路面外,其余18.738km为沥青路面。计算行车速度:100km/h;路基宽度为24.5m(整体式路基)、12.75m(分离式路基);双向四车道;设计车辆荷载:汽车-超20级,挂车-120。经过几年的运营,出现了裂缝、唧浆、轻微车辙等病害。对比历年检测数据,显示平整度、抗滑性能和结构强度等功能性指标有所下载。为提高路面行驶质量,延长高速公路寿命,实施预防性养护已势在必行。路面病害分析
2.1 路面破损状况
2008年4月和9月,对广清北路面状况采用人工检查的方法进行了两次调查。
根据两次路况调查的分析,广清北沥青路面的主要病害是裂缝,裂缝均采用封缝胶进行了密封,封缝效果比较好。但是从两次的检查对比发现,路面状况衰减比较快,特别是广州方向K7+200~K8+200、K11+200~K12+200、K13+200~K14+200、K17+200~K18+200、K19+200~K20+500和清远方向K13+200~K14+200、K19+200~K20+500等路段,若及时采取预防性养护措施,可大大节约日常养护资金的投入,并延长道路的使用年限。
广清北在2007年对K1+200~K2+800、K6+200~K7+200、K9+200~K10+200与2008年4月对K14+200~K17+500实施Novachip超薄磨耗层技术试验段,在及时进行预防性养护措施后,路面状况明显好转并维持,说明很有必要对未处理的其他路段进行预防性养护。
2.2 主要病害
通过路况调查,广清北沥青路面病害主要是裂缝,横缝占主要,其次是纵缝。
从不同路基型式的路面裂缝分布来看,无论是填方段或挖方段路面均有横向裂缝或纵向裂缝出现,可见广清北沥青路面裂缝的 与路基的沉陷关系不大,但有一部分横向裂缝是在桥涵构造物搭板边缘处产生的,且大部分是通缝,这部分裂缝与路基和构造物的差异沉降有关,这类横向裂缝(79条)约占总横向裂缝(1340条)的6%左右。
2.3 主要病害成因
综合现场检测调查结果,并从路面裂缝病害处钻芯分析,广清北路面裂缝病害产生的原因主要有:
(1)横向裂缝产生的原因分两种。一种是在基层成型过程中因材料失水收缩而形成规则的横向裂缝,或者是基层材料因温度骤降而发生低温收缩开裂。另一种是因地基或路基与构造物差异沉降引起的横向裂缝。
(2)纵向裂缝产生的原因,一方面主要是由于路基局部的不均匀沉降造成基层纵向开裂,并反射至沥青面层,形成由基层到面层下宽上窄的反射裂缝。另一方面是由于材料,施工质量的影响,车辆荷载的剪切应力超出了路面混合料的抗剪强度,导致一部分纵裂从上向下发展。
3选定设计方案
根据路面的实际现状,在保证社会影响较小和便于施工组织、尽量缩短开放交通时间的前提下,对广清北选用NovaChip超薄磨耗层进行预防性养护,其具有以下特点。
3.1 延长路面使用寿命
改性乳化沥青的流动性和粘结性,对路面出现轻度裂缝、轻微剥落等病害进行修正处理,形成一层改性乳化沥青粘结防水膜,起到较好的防水作用;同时特种改性乳化沥青,提供了超薄磨耗层和现有路面之间超强的粘结力,与原有路面形成一个整体,具有良好的受力性能。这种粘结、防水层可较好地延长路面的使用寿命,是一种优良的预防性养护方案。
3.2 施工速度快、开发交通时间短
超薄磨耗层的厚度仅10~25mm,摊铺速度可达10~15m/min,每天可完成2万㎡。同时由于厚度薄,散热快,路面很快就冷却,一般在完工后20~40min即可开发交通,减少施工对行车的影响。
3.3 具有良好的舒适性和安全性
原有道路经摊铺超薄磨耗层后,能较好地改善路面的平整度和视觉效果,同时其开级配的特点,可降低轮胎噪声,提高了行车舒适性。
超薄磨耗层的开级配特点,在雨天行车时,可有效减少水雾,同时其较大的宏观构造深度,增强了路面的抗滑性能,很好地保证了路面的行车安全性。沥青路面Novachip超薄磨耗层预防性养护设计
4.1 裂缝处治
根据裂缝宽度的不同分别采取相应措施:
(1)缝宽<2mm的裂缝:采取压缝带对裂缝进行封闭。
(2)缝宽为2mm~5mm的横向裂缝,无或少支缝的纵向裂缝:对裂缝吹干、清理干 净后,采用改性乳化沥青深层灌缝,填入干净石屑或粗砂,捣实,用压缝带封口。
(3)缝宽>5mm的裂缝,或裂缝两边出现较多的支缝,即裂缝较严重时,采用注水 泥浆法修补。
4.2Novachip超薄磨耗层技术
Novachip改性超薄磨耗层采用优质轧制集料,间断级配,具有可以分为两部分:一是改性乳化沥青的撒布,二是改性热拌沥青混凝土的摊铺及碾压。改性乳化沥青所起到的作用主要是密封密封原路面及保证新混合料与原路面的有效粘结。而改性热拌沥青混凝土是由较大粒径的断级配集料、改性沥青经热拌和而成,其主要作用是提供一个平顺、耐久、具有一定抗滑能力的表面。
施工时首先在旧沥青路面上撒布一层较厚的改性乳化沥青(1.2kg/㎡),马上铺筑热拌沥青混合料,此时乳化沥青凭借高温上升裹附在热拌沥青混合料的石料四周,乳化沥青粘结层破乳,使超薄热沥青层与原路面实现充分粘结,随后钢轮压路机碾压几遍,20min内即可开
放交通。设计摊铺厚度为20mm。其独特的断级配混合料能更有效地降低噪音,减少水雾;具有更高的抗滑性能,更好的排水性能,雨天行车安全系数高;增加路面承载能力和延缓疲劳开裂。
为了验证Novachip超薄磨耗层技术的使用效果,于2007年及2008年初在广清北高速公路进行了试验段的铺筑,相对于同时期的微表处等预防性养护措施。其效果明显。一般认为Novachip的使用寿命可以达到3~5年。施工技术要求
在进行Novachip超薄磨耗层处治施工前必须对裂缝等病害进行修补。修补完成后,在旧沥青路面铺设一层较厚的改性乳化沥青(1.2kg/㎡)然后马上铺筑2cm厚热拌沥青混合料,最后采用钢轮压路机碾压。新铺筑的沥青混合料与旧路面在接头位置做好顺接,顺接长度不少于2m。摊铺施工按由内至外进行两次摊铺完成全宽度罩面。
5.1 沥青
沥青材料采用超薄粘结磨耗层专用改性沥青Novachip和改性乳化沥青NovaBond,满足《公路沥青路面施工技术指南》(JTJ F40-2004)关于聚合物改性沥青技术要求的规定。NovaBond(聚合物改性乳化沥青)的性能必须满足Novachip系统整体设计要求,以实现系统的路用性能。
5.2 粗集料
选用三级以上的石料轧制而成的碎石。必须使用坚韧、粗糙、有棱角的优质石料,严格限制集料的扁平颗粒含量。
5.3 细集料
细集料采用机制砂,注意应具有一定的棱角性
5.4 矿粉
使用石灰岩等碱性石料磨细的矿粉,不得使用酸性岩石、基性岩石等其他矿物的矿粉。
5.5 对沥青混合料的要求
混合料拌合:沥青混合料正式拌合前需检查沥青加热温度和矿粉温度,沥青加热温度控制在150℃~170℃,矿粉加热温度控制在160℃~170℃,混合料温度超过190℃时废弃。混合料应拌合均匀,无花白、无结块和严重离析现象,拌合时间控制在每盘料40s~50s。混合料运输:采用篷布覆盖的12t自卸车运输沥青混合料,在车厢侧板和底板均匀涂刷一层1:3的柴油水混合液,预防混合料与车厢粘结;运料车的数量应较拌合机的生产能力或摊铺能力略有富余;混合料运输至现场的温度不低于160℃。
改性乳化沥青膜喷洒和热沥青混合料摊铺:高性能超薄磨耗层专用设备特根SF-1800,该设备能够一次性进行改性乳化沥青膜喷洒和沥青混合料摊铺及烫平。改性乳化沥青膜在60℃~80℃的温度下喷洒,喷洒量为0.98ml/㎡。热沥青混合料摊铺在改性乳化沥青喷洒后3s内进行。
热沥青混合料碾压:沥青混合料摊铺后,压路机紧接碾压,以缩短碾压作业段长度,但以不得产生推移、发裂为原则。碾压通常以静态方式进行,用12t双钢轮压路机碾压2