冉彪
(貴州省松桃公路管理段,貴州 銅仁554100)
現階段,道路交通系統的完善性直接影響能否實現可持續發展的目標。然而,受地區環境因素、工程項目建設年代久遠、車流量增加以及松桃錳礦的大力開采等問題影響,在一定程度上降低了松桃道路交通運行的安全性與耐久性。特別是瀝青路面,其本身具有高溫敏感性特征,容易出現車轍、沉陷以及坑槽等病害。因而,對其控制應從預防性角度入手,以降低道路養護的成本與消耗。工程建設者應結合實際工程所處環境,開展瀝青路面預防性養護措施應用工作,以使其起到事半功倍的作用。
瀝青路面,作為公路工程建設最為重要的路面結構層,直接受到車輛荷載與自然環境因素的影響。因而,瀝青路面應具備平整性、韌性、耐久性以及抗壓特性,從而滿足公路工程服務年限,并為社會車輛提供行車安全環境。然而,隨著道路交通流量與車輛荷載不斷增加問題的出現,瀝青路面受建設期間設計標準與自然環境等因素影響,出現了不同程度的病害。為改善這一現狀,工程建設者應加大瀝青路面預防性養護技術的應用研究力度,即在結合松桃重載車輛較多的公路實際運行情況與自然環境的影響下,提升預防性養護應用效果。此外,還要對松桃瀝青路面的早期病害類型與成因進行分析,以明確預防性養護技術的應用目標方向。這樣一來,瀝青路面采取的預防性養護技術就能以高效、適用以及可靠性作用于公路工程建設使用,進而推動松桃現代化經濟建設的全面發展進程。
作為瀝青路面的主要病害形式,裂縫,可根據幾何形狀劃分為四類,即橫向裂縫、縱向裂縫、塊狀裂縫和龜裂。當裂縫處于初期階段時,并不會對瀝青路面性能造成嚴重影響,但受雨水、凝凍等環境因素影響后,會不斷加重對路面裂縫的侵蝕。裂縫周邊的路面結構層與路基含水量增加到飽和狀態時,再加上松桃屬于礦區,重載車輛影響較大,就會出現不同程度的沉降與翻漿等現象。此外,溫度是瀝青材料與瀝青混合料出現開裂問題的原因所在。當其處在低溫環境下,就會容易出現破裂或是破碎現象。以松桃冬季為例,溫度變化程度較大,瀝青材料體積的收縮特征變小,表面拉應力產生。一旦拉應力超過材料本身極限,就會在基層表面出現開裂。
經對松桃瀝青路面的變形病害情況進行調查,發現主要集中在以下幾種情況,即車轍、沉降、裂縫等。例如車轍病害,主要發生在重型車輛碾壓路面與車輛制動環境下的路面,表面為道路磨損。更深一層,與瀝青混合料配合比設計與路基壓實度不合理密切相關。此種病害的特點,對路面造成永久性的橫縱向變形影響。不僅會對瀝青路面的外觀造成影響,還會導致防滑效果下降。從安全角度來看,會降低車輛行駛的安全性,進而引發安全事故[1]。
坑槽病害,主要影響的是道路耐久性與美觀性,車輛駕駛的舒適度。如不在早期對其進行控制,就會使路面處于快速、蔓延性的損壞狀態。嚴重的甚至會危及駕駛人員與乘客的生命財產安全。其產生原因主要集中在以下幾個方面:
2.3.1 龜裂。路基強度不夠或是瀝青路面的施工單位并未按照既定規范標準施工,如碾壓次數不夠。此情況下,路面就會出現龜裂。瀝青路面年久失修,因老化產生的裂縫,面層松散,會導致坑槽病害發生。
2.3.2 松散。受瀝青含量不夠、瀝青集料油石比較小或是瀝青老化等因素影響,使其黏結能力下降,路面結構處于松散狀態。在施工方面,基于對工期的考慮,存在秋末施工的情況,作業溫度環境較低,使得瀝青混合料溫度下降速度過快,增加了壓實難度。上述原因,均是加重路面松散問題影響的關鍵,不僅會降低路面平整度,還會逐漸形成坑槽病害。
2.3.3 沉陷。路基強度不夠,就會導致路面出現不均勻沉降,進而降低基層填料的壓實效果。當車輛通行就會出現壓密性變形,進而引發沉陷。一些已經建成多年的瀝青路面,受當時設計標準不高問題影響,再加上交通量增加,路基無法承受過多荷載就會引發路基沉陷。此問題,如不及時解決,路面積水、滲水以及變形問題存在,就會加深路面損壞,進而造成坑槽出現。
上述幾類瀝青路面的早期病害問題,應從根本上出發,采用預防性養護技術,來將問題控制在影響未發生或是影響不大階段。如此,瀝青路面就能以安全穩定狀態作用于所處地區道路交通系統的建設控制。
松桃縣位于我國貴州省銅仁市東部,屬中亞熱帶濕潤季風氣候區,冬冷夏熱,具有溫差較大特點。近幾年,隨著錳礦的大力開采及能源物流運輸水平不斷提升,松桃交通量急劇上升,使得公路出現了早期病害。為保證松桃道路交通系統建設運行的可持續性,采取了以下幾種預防性養護技術來規避裂縫、車轍以及坑槽等病害影響。
此技術應用目標為:寬度超過5mm的溫度收縮裂縫。技術實施時間在氣候溫暖的夏季。首先,對裂縫進行清理,而后,將加熱后的熱瀝青導入裂縫中。此過程,瀝青溫度應控制在150~160℃。由于澆筑過程較為緩慢,需對瀝青總量進行嚴格控制,以保證路面裂縫填充與瀝青層的平整效果。當瀝青溫度下降至常溫狀態后,再開放交通。此技術運用具有簡單便捷特點,無須過多人力與材料,修復后強度效果高。由于操作速度快,平均每人每天可灌注250~300m。對于寬度超過13mm的裂縫,瀝青澆筑前,應將礫石或是石屑填充于裂縫。澆筑后,再在其表面鋪設石屑[2]。
按照原瀝青路面的結構、級配類型以及平整度情況,采用相同的混合料進行修補作業。對于受損位置在路面底層,需從底層病害開始進行修復處治。修補坑槽過程中,要對溫度進行控制。如作業環境在寒冷季節,可以采用BMH冷拌冷鋪瀝青混合料來處理,來避免坑槽病害造成更多損壞。季節溫度合適,再著手修復。
首先,要對受損部位的深度與范圍進行確定,并繪制坑槽修復的具體輪廓。當輪廓形狀為矩形,應保證周圍線與路線中心線垂直或是平行。此外,還要沿著輪廓槽邊切割出穩定位置。這里的溝槽壁應保持垂直狀態。
其次,對坑槽底部的雜物進行清除。先處治基層病害,當基層處于致密與穩定狀態后,再對面層進行修復。如基層狀態良好,只需將表面破損部分挖除即可。而后,采用噴涂或是刷涂方式將黏層油或是乳化瀝青涂于底部與槽壁上。
最后,再進行瀝青混合料攤鋪的操作,應根據原始層厚度確定碾壓方式。如厚度超過7cm,應采用分層碾壓方式。瀝青混合料應與原瀝青路面材料一致,級配與壓實度也要滿足要求,以提高坑槽處治的適用性。值得注意的是,新填充部位要比原路面高,使壓實部位與原路面保持平行,并處理好周邊的接縫。
同步碎石封層是指,超薄的瀝青碎石表面處理層,其厚度是由1~2cm的瀝青薄膜黏合形成。具有力學性能靈活特點[3]。鋪設于原路面后,能夠有效提升存在早期病害瀝青路面的抗裂性。經對實施該技術的道路使用情況進行統計,發現其不僅能夠提高路面的抗滲性能,還能提升路面耐久性。但在施工處理前,應結合瀝青混合料與碎石試驗檢測結果。在滿足技術條件要求的情況下,方可實施。具體施工設備,也要采用專門的攤鋪機進行作業。如坑槽小于4cm,可采用銑刨機對表面進行銑刨處理,并對雜物進行處理。而后,涂刷或是噴灑黏層油。如路面坑槽病害超出4cm,先要處理基層,并對局部強度不夠的路基進行補強處理。
貼縫帶,主要作用于輕微龜裂、裂縫以及縱橫縫等病害的預防性養護,即將貼縫帶直接粘貼在細微裂縫上,以起到補縫、防水以及黏結作用。具體操作,需根據路面裂縫寬度來確定貼縫帶規格。為提高養護效率,可使用電動刷子或是吹風機,對貼縫帶裂縫進行清潔處理,以使裂縫表面處于平整、無大突起以及松散凹陷問題。對于不規則的裂縫,可采用彎曲貼縫帶壓實,并沿著裂縫走向來完成跟蹤粘貼[4]。如此,就可避免路表水沿著裂縫進入基層,進而延長瀝青路面的使用壽命。采用貼縫帶預防性養護,其穩定性能夠更早更快地防止路面裂縫變寬。
綜上所述,瀝青路面的預防性養護目標達成,需對早期病害類型與產生原因進行分析,以提高技術運用的可靠性與適用性。事實證明,只有與原路面作用狀態進行充分結合,才能使坑槽修補、裂縫灌封以及同步碎石封層技術等,以高效、可持續狀態為瀝青路面的運行穩定性提供保障。