LTC瀝青再生養護劑在昌都地區公路養護中的應用

丹增平措,肖亞軍,毛雪松,劉龍旗

(1.西藏昌都公路分局江達公路養護段,西藏昌都 854100;2.長安大學公路學院,陜西西安 710064)

施工技術與應用

LTC瀝青再生養護劑在昌都地區公路養護中的應用

丹增平措1,肖亞軍2,毛雪松2,劉龍旗2

(1.西藏昌都公路分局江達公路養護段,西藏昌都 854100;2.長安大學公路學院,陜西西安 710064)

通過對國道214線邦達機場至邦達運輸站路段干線公路的實地調查和分析,總結了昌都地區瀝青路面早期破損的主要形式,分析了病害發生的主要原因,提出了寒區道路采用LTC瀝青再生養護劑的預防性養護施工工藝,并對比了養護前和養護后的效果.結果表明:LTC瀝青再生養護劑可以延長路面的使用壽命,對提高路面使用質量、美化路面外觀有重要作用.

路面病害;LTC;瀝青再生;道路養護

0 引 言

西藏地區自然氣候惡劣,長期低溫和高輻射使瀝青路面面層過早老化和開裂,病害較為嚴重[1]. LTC瀝青再生養護劑是美國康尼森瀝青公司生產的一種瀝青乳化再生養護劑,屬于常溫施工類修補材料,施工簡便、價格低廉,消除路面病害效果明顯,是一種常用的路面養護措施[2].林峰通過對寒區路面早期的損壞類型和原因進行分析,建立了寒區道路養護的宏觀及微觀標準[3];張世明探討了一般公路預防性養護中使用LTC瀝青再生養護劑的養護效果[4];林旭海對具體路段使用LTC瀝青再生養護劑進行預防性養護的效果和養護時機進行了探討[5];周立輝等結合實際工程對LTC養護劑應用的具體施工細節、注意事項以及修補效果進行了研究[6];劉興武結合實際工程討論了瀝青路面養護方案和投資效益之間的關系;林俊濤等提出了不同路面養護材料的最佳養護時機[7];古紅兵等討論了養護路段指標劃分的合理性;趙秀文將多周期決策法應用在預防性養護的決策上[8];王朝輝等進行了基于時段的瀝青路面預防性養護的時機與對策一體化研究[9];戴凌云等對比了不同材料在不同瀝青路面上的預防性養護技術[10].相關研究表明,LTC養護劑一般常用在內地瀝青路面的養護,在西藏地區尚未進行大范圍應用,其使用效果也尚未見報道.

為了延長公路使用壽命,降低后期道路養護成本,西藏昌都公路分局引進了LTC瀝青再生養護劑進行瀝青路面的早期養護.本文基于對現場路面病害的調查,結合當地氣候特點分析病害產生的原因;在昌都地區采用LTC瀝青再生養護劑,并提出合理的養護工藝.

1 昌都地區路面病害調查及分析

1．1 路面病害調查

對昌都地區國道214線邦達機場至邦達運輸站路段干線(K1445＋600～K1490＋010)的路面病害進行實地調查,結果如表1所示.可以看出,坑槽是該路段的主要病害形式,其次為裂縫類破壞.對于單條裂縫,測量其實際長度(m),再按計算寬度0.2 m折算成面積(m2).路面病害類型如圖1所示,其中裂縫主要以龜裂、塊狀裂縫、縱向裂縫和橫向裂縫為主;松散類破壞以松散和坑槽為主.當地路面病害如圖2所示.

表1 瀝青面層病害調查結果

圖1 路面病害類型統計

圖2 干線路面病害

1．2 氣候條件

西藏昌都地區的主要氣候特點是寒冷,日溫差相對較大,年溫差相對較小,冬季日溫差在14.2℃～20℃,夏季在11.3℃～16.2℃,兩者相差2.9℃～3.8℃;不同地域年平均氣溫為2.4℃～12.6℃.太陽輻射強,總輻射量在5 800～7 000 MJ·m－2,其中5月最高,12月最低.降雨季節分布不均且比較集中,5～9月的降雨量在182.3～538.2 mm,為全年降雨量的77.9%～95.8%.

1．3 病害產生的原因

1．3．1 裂縫

昌都地區國道214線邦達機場至邦達運輸站路段干線的路面裂縫主要類型有塊狀裂縫、龜裂、橫向裂縫、縱向裂縫,其中龜裂的比例最大.該區道路處于高寒地段,瀝青路面在使用過程中面層溫度較低,導致低溫收縮和瀝青混合料變脆.同時,昌都屬于進藏必經道路之一,交通量大,車輛嚴重超載[11-12],從而使路面強度不足以承受行車的荷載.所以,在低溫和荷載的共同作用下,整個路面出現大量的龜裂.此路段采用半剛性基層,所以路段中的橫向裂縫是低溫收縮和半剛性基層收縮的結果.縱向裂縫出現在輪跡處,屬于疲勞裂縫.塊狀裂縫則是瀝青路面在使用過程中瀝青老化和低溫收縮的結果.

1．3．2 松散

松散類病害的主要表現為松散和坑槽,其中以坑槽居多.水損害是路面出現松散的主要原因,降雨則是水進入路面結構的主要誘因;同時,雪水、冬季冰凍引起的水分積聚會使路面表層出現滲水,這些滲水進入路面后不能及時排出,降低了瀝青與集料之間的黏結力,使瀝青從集料表面剝離,出現松散.坑槽則是松散和裂縫等其他損害在水及荷載的作用下進一步發展的結果[13-15].昌都地區降雨豐富且雨季較長,過量的水分滲入損壞處,在行車荷載產生的動水壓力下,加重松散、裂縫等病害,大量碎裂的小塊面層或基層材料被駛過的車輪帶走,逐步形成坑槽并不斷擴大.

2 道路預防性養護措施

2．1 傳統道路養護技術的局限性

瀝青路面的質量和壽命與其日常養護有著密切的關系,及時的日常養護可減緩或阻止路面損壞的發展,延長路面的使用壽命.但是,傳統的養護方法是在路面已發生明顯病害或局部性結構破損后才采取養護措施,是事后彌補的被動養護.昌都地區由于地理條件的限制,瀝青拌和站每百公里才能設置1個,在采取傳統熱拌瀝青混合料修復破損路面時,很多時候只能采用人工現場加熱炒拌瀝青混合料.這種養護方式有下列4種不良影響.

(1)傳統熱補道路養護一般需要就地取材加熱瀝清混合料,如燃燒廢舊輪胎.廢舊輪胎燃燒產生的煙霧會對養護工人的健康造成危害,同時也會對道路周圍的環境產生破壞,不利于環保.

(2)傳統熱補道路養護受環境因素限制比較大,在雨水較多的春季和降雪較多、溫度較低的冬季無法及時對路面進行養護.4～5個月的時間內路面破損不能及時修復,隨著行車荷載和自然環境的作用進一步惡化.當雨雪季過去、溫度回升后再進行施工養護,將加大工作強度,增加養護成本.同時,在未養護之前,路面破損對道路使用者有較多的安全隱患.

(3)傳統的瀝青熱補方法需要較長時間才能開放交通,對車輛及人員的通行影響較大.

(4)傳統路面養護方法會留下路面養護痕跡,使道路外觀變差,給道路使用者留下路面檔次低的印象.

2．2 LTC瀝青再生養護劑預防性養護的特點

LTC瀝青再生養護劑是以特殊配方將多種樹脂、優質瀝青乳化制成,呈棕色.LTC瀝青再生養護劑在處理瀝青面層病害時,主要有以下4種特點.

(1)當再生養護劑進入瀝青表層后,與老化瀝青發生反應,使瀝青化學平衡恢復,針入度、軟化點、黏度、延度等恢復原有數值,從而保證了瀝青的使用性能[16-17].

(2)當在路面涂刷LTC瀝青再生養護劑后,它會迅速滲入瀝青路面面層,形成新的保護層,使細小的裂縫、麻面及松散等病害及時得到修復.養護處理后的路面黝黑、油潤,灰白干燥的現象消失,道路的使用壽命得到延長.

(3)LTC瀝青再生養護劑是在路面出現輕微病害時介入養護,具有經濟效益良好、施工方便、環保、交通干擾小等優點[20].

(4)LTC瀝青再生養護劑預防性養護施工方便快捷,修補后路面不會出現明顯的修補痕跡,能有效提升路面外觀,達到安全、舒適、美觀的效果.

2．3 LTC瀝青再生養護施工工藝

(1)確定最優配合比.根據實驗室的配比及路面試驗,確定以1∶1(原液與水的質量比)的比例配制施工用液,通過實際效果確定路面裂縫填縫用液和路面老化處理用液的用量.

(2)路面處理.首先,清掃路面塵土,必要時用清水將路面清洗干凈;其次,用膠紙保護非施工面,如標線、路緣石、橋面防撞欄等;最后進行預處理(裂縫處理),用細鋼筋清除縫內較大粒徑雜物,用鋼絲刷清理縫口的松動集料,然后用吹風機將縫內雜物吹凈.

(3)灌漿及噴灑.在縫內灌入路面裂縫用液,當裂縫寬度較大時,可將原液與細砂或石屑的混合料拌和成糊狀直接填入縫內 ,并在縫上撒石屑或細砂,用平板夯夯實,直至石屑嵌入縫內與路面齊平;對于老化、微裂縫路面(縫寬在0．5 mm以下)則直接對需修復處涂刷或噴灑混合液.

(4)開放交通.施工后2 h左右檢查路面涂液,不粘手即可開放交通.

(5)施工中的注意事項.應在病害預處理后第2天進行施工;施工當天及施工后24 h內應無雨,溫度高于10℃;從行車方向向反方向開始涂刷或噴灑,路面裂縫多、麻面嚴重時,混合液滲透量較大,用料量應較多;路況需要鋪砂時,鋪撒時間宜在養護劑由棕色變成黑色之前;混合液嚴禁隔天使用.

3 LTC瀝青再生養護劑的工程應用

3．1 試驗路段路況特征

國道214線邦達機場至邦達運輸站路段(K1445＋600～K1490＋010)總長為44.41 km,為瀝青混凝土路面.該路段于2004年12月竣工驗收,至今已投入使用10余年,瀝青路面已逐漸變成灰白色并出現病害,摩擦系數、結構深度都有所下降,細骨料開始流失,路面開始老化.局部的龜裂、網裂已發展成局部坑槽,但還未達到進行大中修的條件.該路段路面現狀與標規路要求明顯不符,所以應用LTC養護劑來改善路面狀況.

3．2 養護實施效果

根據設計要求以及LTC瀝青再生養護劑的相關資料,結合現場試驗結果,配制比例為1∶1(原液與水的質量比)的施工用液,施工現場及養護效果如圖3所示.

圖3 LTC瀝青再生養護劑施工現場及養護效果

由圖3可以看出,采用LTC瀝青再生養護劑養護路面的施工工藝簡單,一般道班工人在野外使用簡單工具即可完成操作.通過在K1445＋600～K1490＋010段試驗性地用LTC瀝青再生養護劑處理路面裂縫、表層老化,很好地解決了國道214線邦達機場至邦達運輸站路段瀝青路面密集細裂縫和路面表層老化等病害.由于對路面整體涂刷了瀝青再生養護劑,使路面表層瀝青活性得到加強,孔隙減少,路面更加密實,抗滲性大大增強,減少了雨水滲入路基中的幾率,減緩了路面沉陷等病害的產生,延長了公路的使用壽命,同時美化了路面外觀,提升了道路的路用性能.

4 結 語

通過對G214線邦達機場至邦達運輸站路段瀝青混凝土路面病害的調查和分析,得出了以下結論.

(1)坑槽和裂縫是此地區路面病害的主要形式,是昌都地區環境溫度較低及行車荷載較大綜合作用的結果.

(2)對比修復瀝青路面的傳統熱補方法,歸納了LTC瀝青再生養護劑預防性養護的優點,并提出了其施工工藝及注意事項.

(3)通過在實體工程上應用LTC瀝青再生養護劑,驗證了其使用效果,證明LTC瀝青再生養護劑養護技術能有效修復路面初期病害,延長路面的使用壽命,提高路面使用質量,美化路面外觀.

(4)LTC瀝青再生養護劑在寒區道路使用屬于預防性養護技術,而最佳養護時機對預防性養護技術發揮其最大效益有至關重要的作用,今后應加強確定最佳養護時機方面的研究.

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[責任編輯:高 甜]

Application of LTC Asphalt Regenerative Curing Agent in Road Maintenance in Qmado Prefecture

Tenzin Phuntsok1,XIAO Ya-jun2,MAO Xue-song2,LIU Long-qi2
(1．Jomda Highway Maintenance Division of Qamdo Branch of Tibet Highway Administration,Qamdo 854100, Tibet,China;2．School of Highway,Chang'an University,Xi'an 710064,Shaanxi,China)

The main forms of early damage of asphalt pavement in Qamdo were summarized through the field investigation and analysis of the section from Bangda airport to Bangda transportation station of National Highway 214．The main reasons for the occurrence of the disease were analyzed．The preventive maintenance with LTC,a regenerative curing agent for asphalt,and the construction technology of highways in the cold regions were put forward,and the effect before and after the curing was compared．The results show that LTC can prolong the service life of the road,improve the quality of road operation and beautify the appearance of the road．

pavement disease;LTC;asphalt regeneration;road maintenance

U418．6

B

1000-033X(2017)05-0078-04

2016-11-20

交通運輸部科技項目(10710-2012221147);中央高校基本科研業務費專項資金(310821162012)

丹增平措(1980-),男,西藏昌都人,工程師,博士研究生,研究方向為道路工程.