寒區(qū)高速公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)探討

肖澤玉

(哈大高速公路大修工程指揮部)

1 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)概述

1.1 路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的概念

所謂路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù),即通過(guò)定期路況調(diào)查,及時(shí)發(fā)現(xiàn)路面輕微破損與病害跡象,分析研究其產(chǎn)生原因,防止微小病害進(jìn)一步擴(kuò)大,使路面始終處于良好的服務(wù)狀態(tài),是帶有保護(hù)路面和以減緩路面使用性能惡化速率為目的的技術(shù)措施。它可以延緩由于交通和環(huán)境荷載作用而引起的路面使用質(zhì)量的下降,并延長(zhǎng)使用周期。

1.2 預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的意義

高速公路實(shí)施路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù),能及時(shí)修復(fù)路面微小病害,防止水分侵入路基,使路面整體結(jié)構(gòu)始終得到保護(hù),不致產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p傷,從而減少銑刨、翻修次數(shù),大大節(jié)省大修費(fèi)用,并延長(zhǎng)路面使用壽命,保持路面良好的服務(wù)狀態(tài)。

預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是針對(duì)公路路面尚未出現(xiàn)嚴(yán)重的破壞,為了改善和恢復(fù)路面表面功能,防止病害的進(jìn)一步惡化而進(jìn)行的養(yǎng)護(hù)工作,是高速公路路面養(yǎng)護(hù)的重點(diǎn)。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的意義主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:(1)保持路面良好的使用性能; (2)延長(zhǎng)路面的使用壽命;(3)減少路面的壽命周期成本; (4)節(jié)約養(yǎng)護(hù)維修資金;(5)優(yōu)化路網(wǎng)條件,平衡資金需求。

國(guó)外經(jīng)驗(yàn)表明,采取有效的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施不但可以提高道路的使用品質(zhì),而且還具有良好的經(jīng)濟(jì)效益,大大延長(zhǎng)道路使用年限。根據(jù)估算,在路面整個(gè)生命周期內(nèi)進(jìn)行 3～4次預(yù)防性養(yǎng)護(hù)可以延長(zhǎng)使用壽命 10～15年,節(jié)約養(yǎng)護(hù)費(fèi)用45%～50%。

《瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》明確規(guī)定“對(duì)瀝青路面必須進(jìn)行預(yù)防性、經(jīng)常性和周期性養(yǎng)護(hù)”,這是針對(duì)瀝青路面的工程特點(diǎn)而提出的。瀝青路面一般在開(kāi)放交通后不久,就會(huì)出現(xiàn)不同程度的損壞,如果這些輕微的初始損壞得不到及時(shí)有效的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)和維修,就可能加劇荷載、水、溫度等對(duì)路面的不利影響,導(dǎo)致路面損壞加速,路面狀況惡化加劇,嚴(yán)重時(shí)將導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)的破壞,極大縮短路面使用壽命,更增加了后期維修費(fèi)用。因此,必須進(jìn)行預(yù)防性養(yǎng)護(hù),以控制損壞的進(jìn)一步發(fā)展,維持路面服務(wù)性能,延長(zhǎng)路面壽命。

《公路養(yǎng)護(hù)技術(shù)規(guī)范》明確提出:公路養(yǎng)護(hù)工作必須貫徹“預(yù)防為主,防治結(jié)合”的方針,高速公路實(shí)施路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù),能及時(shí)修復(fù)路面微小病害,不致產(chǎn)生嚴(yán)重?fù)p傷,從而減少銑刨、翻修次數(shù),節(jié)省大修費(fèi)用,并延長(zhǎng)路面使用壽命,保持路面良好的服務(wù)狀態(tài)。

1.3 國(guó)內(nèi)外開(kāi)發(fā)應(yīng)用情況

預(yù)防為主的路面養(yǎng)護(hù)概念早在 20世紀(jì)80年代就為國(guó)內(nèi)公路養(yǎng)護(hù)工作者所認(rèn)識(shí),一些預(yù)養(yǎng)護(hù)措施也得到了一定的應(yīng)用,如裂縫修補(bǔ)、稀漿封層、薄加鋪層等。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家已經(jīng)深入人心,是一種最為經(jīng)濟(jì)有效的養(yǎng)護(hù)策略。美國(guó)從 20世紀(jì)70年代起就開(kāi)始使用預(yù)養(yǎng)護(hù)措施,迄今為止總共有超過(guò)20種的預(yù)養(yǎng)護(hù)措施在使用。從20世紀(jì)80年代末開(kāi)始提出路面預(yù)養(yǎng)護(hù)計(jì)劃,并對(duì)路面的預(yù)養(yǎng)護(hù)技術(shù)展開(kāi)了系統(tǒng)研究,總體來(lái)說(shuō),世界上很多國(guó)家都已經(jīng)全面啟動(dòng)了路面預(yù)養(yǎng)護(hù)計(jì)劃和路面保養(yǎng)技術(shù)的研究,并廣泛推廣應(yīng)用。

國(guó)內(nèi)的預(yù)養(yǎng)護(hù)理念和預(yù)養(yǎng)護(hù)措施研究狀況與國(guó)外相比有很大差距,交通部和地方相關(guān)部門(mén)對(duì)預(yù)養(yǎng)護(hù)措施的應(yīng)用技術(shù)有了些初步的研究,但尚缺乏對(duì)路面預(yù)養(yǎng)護(hù)技術(shù)的系統(tǒng)研究,包括不同預(yù)養(yǎng)護(hù)措施的使用條件、預(yù)養(yǎng)護(hù)效果跟蹤評(píng)價(jià)等。

隨著高速公路瀝青路面服務(wù)年限的增加,大中修高峰正在步步臨近,如何保養(yǎng)路面,維護(hù)路面的使用性能,延長(zhǎng)路面的使用壽命已經(jīng)成為迫切需要解決的課題。南方發(fā)達(dá)省份對(duì)于預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用比較早,而北方寒冷地區(qū)目前還主要以建設(shè)為主,預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)還未被重視起來(lái),一些相關(guān)技術(shù)也處于探索階段。寒區(qū)很多高速公路瀝青路面通車不久便出現(xiàn)早期病害,由于預(yù)防性養(yǎng)護(hù)不及時(shí),以致于出現(xiàn)了病害加速惡化,嚴(yán)重影響路面使用功能的情況。

2 高速公路瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)介紹

針對(duì)路面出現(xiàn)的不同型式的早期破壞,采取不同的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)型式。

2.1 灌縫修補(bǔ)

由于路面結(jié)構(gòu)采用半剛性基層瀝青路面結(jié)構(gòu),因而路面出現(xiàn)了不同程度的反射裂縫,為了防止雨水沖刷及在荷載作用下裂縫擴(kuò)展,應(yīng)及時(shí)對(duì)裂縫進(jìn)行灌縫。目前,國(guó)內(nèi)常用的裂縫修補(bǔ)方法有普通瀝青灌縫、SBR改性乳化瀝青灌縫、路面裂縫密封膠修補(bǔ)裂縫和壓漿法修補(bǔ)裂縫。

2.2 坑槽修補(bǔ)

針對(duì)路面出現(xiàn)的局部破壞如坑槽、松散等,常采用修補(bǔ)方法為就地?zé)嵫a(bǔ)法和冷補(bǔ)法。采用就地?zé)嵫a(bǔ)的方法,將破壞區(qū)域的舊瀝青混合料全部清除,然后再用新瀝青混合料填補(bǔ),這種修補(bǔ)方法可以保證修補(bǔ)質(zhì)量,但大量的舊瀝青混合料被廢棄,造成了資源的極大浪費(fèi)和環(huán)境污染。為了避免資源的浪費(fèi),國(guó)內(nèi)不同省份進(jìn)行了冷補(bǔ)材料的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用。

2.3 路表封層

(1)霧封層。

霧封層的作用是封閉路面,阻止路面開(kāi)裂松散,延緩路面老化。霧封層僅僅是在路表面噴灑不含集料稀釋的乳化瀝青。

適用條件:①縱橫向裂縫,塊狀裂縫;②表面松散、風(fēng)化;③老化的瀝青路面;④水侵入結(jié)構(gòu):沒(méi)有改善路面結(jié)構(gòu)僅僅是防止水分進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部。

(2)瀝青表處。

瀝青表處通過(guò)噴灑聚合物改性瀝青填充空隙和裂縫,先噴灑細(xì)集料或沙子;再噴灑聚合物改性瀝青;最后使用膠輪壓路機(jī)碾壓。

適用條件:①縱橫向裂縫,塊狀裂縫;②表面松散、風(fēng)化(施工時(shí)應(yīng)清除表面松散料);③水侵入結(jié)構(gòu):沒(méi)有改善路面結(jié)構(gòu),但是能暫時(shí)封住低等的裂縫。

(3)碎石封層。

碎石封層在路面噴灑乳化瀝青后,灑布碎石石屑,用壓路機(jī)將骨料嵌擠進(jìn)原路面 50%～70%,效果與集料級(jí)配、最大粒徑相關(guān),可進(jìn)行罩面及提高抗滑性能。雙層可以獲得很好的路用性能。

適用條件:①縱橫向裂縫,塊狀裂縫;②表面松散、風(fēng)化;③老化的瀝青路面;④水損壞;⑤輕度不平整;⑥輕度唧漿;⑦抗滑能力降低。

(4)薄層熱拌瀝青混合料。

薄層熱拌瀝青混合料鋪設(shè)厚度 19～38mm的瀝青混合料,密級(jí)配、開(kāi)級(jí)配、SMA均可。薄層瀝青雖作為功能層考慮,但仍然部分承擔(dān)了車輪荷載的應(yīng)力分布。

適用條件:①縱橫向裂縫,塊狀裂縫;②表面松散、風(fēng)化(施工時(shí)應(yīng)清除表面松散料);③路面不平整;④輕度唧漿;⑤抗滑能力降低;⑥抗車轍。

(5)超薄磨耗層。

超薄磨耗層是將間斷級(jí)配瀝青混合料與乳化瀝青相結(jié)合的一項(xiàng)技術(shù),可以有效填補(bǔ)裂縫,提高摩阻力,是一種新型的處理辦法,鋪設(shè)厚度通常在10～20mm之間。

適用條件:①縱橫向裂縫,塊狀裂縫;②表面松散、風(fēng)化;③路面不平整;④輕度唧漿;⑤抗滑能力降低。

(6)稀漿封層。

稀漿封層通過(guò)將一定級(jí)配的集料(細(xì)砂和礦粉構(gòu)成)和乳化瀝青構(gòu)成的混合物,通過(guò)專用噴灑器噴灑在整個(gè)路面表面。對(duì)處理低等級(jí)的裂縫、路表防水、提高在 64km/h車速下的汽車抗滑能力有效,厚度通常小于 10mm。

適用條件:①縱橫向裂縫,塊狀裂縫;②表面松散、風(fēng)化;③老化的瀝青路面;④抗滑能力降低;⑤填補(bǔ)車轍帶(車轍不嚴(yán)重)。

(7)微表處。

微表處使用聚合物改性乳化瀝青、細(xì)集料、礦粉、水與稀漿封層采用一樣的添加劑。主要目的是阻止松散、路面老化、同時(shí)提高路面的抗滑性能。可以提高路面平整度,填補(bǔ)15mm以內(nèi)的車轍。

適用條件:①縱橫向裂縫,塊狀裂縫;②表面松散、風(fēng)化;③老化的瀝青路面;④輕度不平整;⑤中輕唧漿;⑥抗滑能力降低;⑦填補(bǔ)車轍(車轍已經(jīng)穩(wěn)定)。

3 結(jié) 語(yǔ)

預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是一種主動(dòng)性的養(yǎng)護(hù)策略,它根據(jù)路面的狀況,有計(jì)劃地采取預(yù)防措施來(lái)對(duì)道路進(jìn)行養(yǎng)護(hù),改變了過(guò)去在路面損壞后才采取措施的被動(dòng)狀況。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,交通量的增長(zhǎng),寒區(qū)高速公路瀝青路面大部分處于超負(fù)荷與超期服役狀態(tài),急需進(jìn)行大中修或維修養(yǎng)護(hù),如果管理部門(mén)提早重視預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用,科學(xué)調(diào)配養(yǎng)護(hù)資金,可以整體增長(zhǎng)路面使用壽命,延長(zhǎng)路面服務(wù)年限,延后寒區(qū)高速公路瀝青路面大中修高峰期的到來(lái),為管理單位節(jié)約巨額養(yǎng)護(hù)資金。

[1] 郭忠印,李立寒.瀝青路面施工與養(yǎng)護(hù)技術(shù)[M].北京:人民交通出版社,2003.

[2] 中華人民共和國(guó)交通部.公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(JTGF40 -2004)[M].北京:人民交通出版社.

[3] 中華人民共和國(guó)交通部.公路瀝青路面設(shè)計(jì)規(guī)范(JTGD50-2006)[M].北京:人民交通出版社.