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淺談瀝青混凝土路麵的預防性養護
查看:898  發稿日期:2017/2/27 21:41:49

瀝青混凝土在工程建設中占有重要一環。而如今,混凝土出現早期病害極其普遍,幾乎各處混凝土早起都存在病害。瀝青路麵具有平整度好,行車舒適,噪音小,維修簡便等優點,但它同時受溫度、行車、材料以及路麵結構設計等因素影響較大,加之近年來隨著國民經濟的高速發展,由此帶來的交通量增長,車輛大型化,超載嚴重等問題,使許多瀝青路麵早期破損現象嚴重。

由於受到資金、觀念等影響,早期破損得不到重視,不能及時進行預防性的養護,隨著水破壞和荷載反複疲勞作用,病害不斷發展加重,對行車的舒適性及安全帶來嚴重影響,許多公路不得不提前進入中修或大修,大大增加了養護成本。因此,高度重視預防性養護,對瀝青路麵早期破損原因進行科學分析,提出合理的處治措施,並配備合適高效的養護機械,提高作業質量和效率,能夠延長路麵的使用壽命,除低養護成本,提高經濟和社會效益。
瀝青混凝土路麵常見的早期病害及成因分析
瀝青混凝土路麵的破損從表麵狀況看主要分為裂縫類如龜裂、塊狀裂縫、橫裂、縱裂等;鬆散類如坑槽、鬆散等;變形類如沉陷(跳車)、車轍、波浪、擁包等。從性質上分總體有兩大類,一類為結構性損壞,路麵結構的整體或某一部分的破壞使其不能承受預定的荷載,如嚴重龜裂、塊狀裂縫、車轍、坑槽、鬆散等,另一類為功能性損壞,它可能不伴隨結構性損壞而發生,但由於平整度和抗滑性能等的下降,使其不具有預定的功能,從而影響了行車質量。如輕度的塊狀裂縫,條狀裂縫,輕微車轍、泛油等。
瀝青路麵裂縫分為縱向、橫向、斜向、龜裂、塊狀裂縫(網裂)等多種。

縱向裂縫大多是由於山體滑移或填挖結合、半填半挖等路基結合處發生不均勻沉降,位移,從而引起路麵開裂。橫向和斜向裂縫產生的原因大致有兩種:一種是反射性裂縫,主要是半剛性基層(如水穩碎石)的收縮裂縫向上反射形成的,或者填挖交界、橋涵銜接等處發生位移產生。另一種是溫度收縫裂縫,主要是由於溫度大幅度的反複升降導致溫度應力增大,瀝青混合料極限拉應力變小,導致路麵開裂。

龜裂、塊狀裂縫屬於路麵的局部破損,是由於上述條狀裂縫得不到及時修複,或路麵材料本身的彎拉強度不足,在荷載的反複作用以及地表水的侵蝕下,路麵產生的彎拉疲勞裂縫。鬆散、坑槽此類病害的主要原因是水侵蝕,由於瀝青混凝土拌和的不均勻性以及局部壓實度不夠,瀝青表麵層局部孔隙率較大,地表水下滲,在大量高速行車作用下,每次產生的動水壓力使瀝青從碎石表麵逐漸剝落下來,整體粘結力變差,強度降低,瀝青路麵局部表麵逐漸鬆散。鬆散的區域在行車荷載作用下,進一步剝落,石料被車輪甩出形成坑槽,小麵積的龜(網)裂在水和行車荷載的反複交替作用下極易形成坑槽。
車轍大致有V型和W型車轍兩類。
V型車轍損害路麵的寬度較大,路麵兩側沒有隆起現象,橫向呈V字型,其成因主要是由於車輛荷載作用超過路麵各層強度(如嚴重超載)或路麵強度不足,從而引起瀝青麵層以下包括路基在內各結構層的永久變形。
W型車轍在高等級公路渠化交通下較為常見,也是凹形車轍,但路兩側有明顯的隆起現象,其成因主要是高溫條件下,車輪反複碾壓作用,荷載應力超過了瀝青混合料的穩定度極限,使流動變形不斷累積形成車轍。
有效的處治措施及合理的機械配置
在路麵出現病害先兆時或路麵出現早期破損時即進行預防性的養護修補,使其不發生或不繼續發展、擴大,以至影響基層甚至路基的穩定是非常重要的,養護維修應根據病害的表現,嚴重程度,病因分析等綜合因素來確定適宜的技術處治方案,同時為達到處治的高質量,高效率,有針對性地配置養護機械,實現機械化養護也是十分必要的。
對於縱向、橫向、斜向等條狀裂縫,要及時對其進行封閉,防止地表水不斷下滲,形成更大的病害。傳統的人工用熱瀝青或乳化瀝青灌縫作業,由於縫內的雜物清理不幹淨,縫寬不均勻,黏結性差,灌縫深度不夠等原因,很難達到有效封水及持久的效果。
對於鬆散、坑槽,小麵積的龜(網)裂等可進行局部修補,修補時要按照圓區方補,斜區正補的原則。並適當增大修補區域,修補深度要徹底清除已剝落鬆散或開裂的結構層,重新鋪壓新料。傳統方法需切縫、刨除、運新料、攤鋪、碾壓,所需人工,機具較多,費時費力,工效低,黏結為冷結合,修補質量差,特別是所需修補料受時間、地點、數量限製較大。對於沉陷,橋涵頂跳車,大麵積長距離、較嚴重的龜(網)裂和車轍等病害需對病害區域整段銑刨瀝青混凝土表麵層甚至是全部麵層,重新攤鋪新的瀝青混凝土碾壓成形,達到修補目的。
用銑刨機銑刨病害區,廠拌新料,攤鋪機攤鋪,壓路機碾壓的傳統方法施工工序多,舊料對環境有汙染,投資大,施工周期長,對舊料不能再生利用,浪費多。瀝青路麵現場熱再生工藝施工周期短,舊料利用率高,節能環保。英達公司的"修路王"屬於間斷式作業的熱再生設備,對於整段修補則需要連續式作業的熱再生設備,該設備一般要求具備路麵預熱功能,熱銑刨功能,新料填加功能,拌和功能,攤鋪整平功能等,從而實現對整個車道的熱再生翻新。改性乳化瀝青稀漿封層技術20世紀80年代初開始在歐美國家應用,其後迅速得到推廣發展,目前是國際公認處理道路車轍、輕度龜、網裂等病害,防止路麵水損害,改善路麵表麵功能,提高抗滑性,最經濟、最有效的手段之一。微表處技術施工速度快,機械化率高,且處理層很薄,不影響路麵排水,不增加橋麵厚度,但是可以有效防止地表水下滲,改善路麵表麵功能。從2000年開始,山西太舊高速公路對某些輕微病害區段進行微表處,嚴重病害區段采用挖補與微表處結合處治,實踐證明效果十分明顯。
隨著公路通車裏程的不斷增加,建設與養護,維修與預防的關係也越來越密切。養護維修實際上是公路建設的一種繼續。在路麵病害預防和維修的關係上,長期以來人們總是習慣於等到路麵開始出現損壞後,才想起要對它進行維修,而對於路麵還處於良好狀態下進行預防性養護的意義則往往認識不足。
預防性養護實質上是一種周期性的強製保養措施,它並不考慮路麵是否已經有了某種損壞。預防性養護最佳實施時機應該是在路麵尚處於良好狀況,或者隻有某些病害先兆時進行。雖然預防性養護需要投入某些費用,但它是一種費用--效益比非常良好的養護措施。美國科氏路麵解決方案中提到,美國道路業曾通過對幾十萬公裏不同等級道路的跟蹤,發現這些道路的使用性能和壽命有一個共同的變化特征:一條質量合格的道路,在使用壽命75%的時間內性能下降40%,這一階段稱之為預防性養護階段。如不能及時養護,在隨後12%的使用壽命時間內,性能再次下降40%,從而造成養護成本大幅度的增加,這一階段稱之為矯正性養護階段。因此正確實施預防性養護可保持路麵良好的使用性能,延長路麵使用周期,減少壽命周期費用,節約養護維修資金。

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