公路沥青路面预防性养护技术摘要:公路路面预防性养护理念深入人心,本文阐述了路面预防性养护的含义、沥青路面预防性养护决策,介绍了微表处养护、雾封层与还原剂封层、碎石封层、就地热再生、冷补材料修补坑槽等沥青路面预防性养护技术的方法与施工工艺。
关键词:预防性养护含义预防性养护决策预防性养护技术0 引言自改革开放三十多年以来,我国公路建设实现了跨越式发展。
截至2010年底全国公路通车总里程突破400万公里,在有铺装路面191.80万公里中沥青混凝土路面占54.25万公里,水泥混凝土路面137.55万公里,一个以高速公路为骨架、普通干线公路为主体、农村公路为基础的全国公路网络基本形成。
公路路网的迅速发展,使得养护任务日趋繁重,坚持“建设是发展,养护管理也是发展”的理念和“畅通主导、服务需求、安全至上、创新引领”的方针,全面实施科学养护,做到“预防为主,防治结合”,提升公路养护工程质量,是构建“更安全、更畅通、更绿色、更高效的公路交通网络,更好地满足经济社会发展和人民群众的出行需求”的必然选择。
1 路面预防性养护的含义根据美国aashto公路标准委员会的定义,路面预防性养护是指在不增加路面结构承载力的前提下,对结构完好的路面或附属设施有计划地采取某种具有费用效益的措施,以达到保养路面系统、延缓损坏、保持或改进路面功能状况的目的。
我国也有学者认为,公路路面的预防性养护是指公路养护部门为了防止路面病害出现或者轻微病害的进一步扩展、延缓路面使用性能的衰减、降低路面全寿命周期费用,在没有发生损坏或者只有轻微病害与病害迹象的路面上,采取的基本不扰动路面结构、不改变路面结构强度的路面养护作业。
从对路面预防性养护的定义来看,预防性养护理念的核心在于防患于未然,通过早养护实现少养护,通过早投入实现少投入,以最小的寿命周期成本、最大程度地延长路面寿命和改善路面功能。
2 沥青路面预防性养护决策采用路面使用性能、路面损坏状况指数、路面行驶质量指数、路面车辙深度指数、路面抗滑性能指数、路面结构强度指数等模型,对沥青路面技术状况进行评价。
通过以路面技术状况为基础、当路面技术状况下降到预定标准时进行预防性养护的路面状况触发法和对养护措施进行费用效益分析、费用效益最大的时间为最佳预防性养护时间的最佳费用效益法,确定路面预防性养护的最佳时机。
根据公路等级、路面技术状况、交通量、资金和费用效益(等效年度费用法、效益费用比法、寿命周期费用法和费用效果法)等进行综合分析,科学确定预防性养护对策(措施)。
3 沥青路面预防性养护措施3.1 微表处养护技术微表处是采用专用机械设备将聚合物改性乳化沥青、粗细集料、填料、水和添加剂等按照设计配合比拌合成稀浆混合物摊铺到原路面上,并很快开放交通的具有高抗滑和耐久性能的薄层。
微表处养护的施工工艺如下:施工前的准备,即:对摊铺机进行标定,建立微表处混合料设计得出的各组成材料的质量与其体积间的关系,确保施工配合比的准确程度;对原路面进行处理,根据原路面的状况,选择使用人工或机械清扫、路面冲洗、鼓风机吹风等方式将路面清扫干净、干燥;进行放样划线,如果不是直接以车道线、路缘石等为参照,应根据路幅宽度、路拱横坡、摊铺宽度沿摊铺方向画出控制摊铺线,但尽可能使纵向接缝位于车道线附近;实行交通管制,采取交通管制措施,确保施工人员和施工机具的安全、未成型的微表处层。
微表处摊铺作业工艺,即:将符合要求的各种材料装入摊铺车内,将装好料的摊铺机开至施工地点,对准控制线,放下并调整好摊铺箱,使其边缘橡皮及滑板紧贴路面;按生产配合比和现场矿料含水率情况,依次或同时按配比输出矿料、填料、水、添加剂和乳液,进行拌合;拌好的混合料流入摊铺箱并分布于摊铺箱达到适量时,开动摊铺车匀速前进,在需要时同时打开摊铺车下边的喷水管,喷水湿润路面;摊铺速度以保持混合料摊铺量与拌合量基本一致为准,保持摊铺箱中混合料的体积为摊铺箱容积的三分之一至二分之一;稀浆混合料摊铺后,应立即对局部缺陷处进行人工找平,对超大粒径骨料产生的纵横向刮痕尽可能清除;当摊铺车内任何一种材料快用完时,应立即关闭所有输送材料的阀门,让搅拌器中的混合料拌合完并送入摊铺箱,摊铺完后摊铺机停止前进,升起摊铺箱,将摊铺车移出施工点(遗留在路面上的混合料必须清理掉),用水清洗搅拌缸和摊铺箱,并用刮刀对橡胶板进行清理,而后重新装料摊铺;当整个作业面工作完成后,应进行初期养护,禁止一切车辆和行人通行,直到混合料能够满足开放交通的要求为止。
3.2 雾封层与还原剂封层技术雾封层技术是将乳化沥青或改性乳化沥青以雾状喷洒在沥青路面上,封闭路面空隙,修复路面老化,改善路面外观的一种沥青路面养护技术。
还原剂封层是将还原剂喷洒或涂刷在路面上,并渗透进路面表层一定深度,起到封闭路面空隙,修复路面老化,改善路面外观的一种沥青路面养护技术。
雾封层与还原剂封层施工工艺如下:施工前的准备,在施工前工程技术人员应对欲处治的路面pci、石料剥落情况、泛油严重程度等病害情况的技术状况进行评估,对路面表面对沥青材料的吸收能力进行评估,确认欲处治路段是否适合进行雾封层或还原剂封层。
材料选择,采用雾封层时,选择合适类型的乳化沥青,确定适宜的洒布稀释比例,确认乳化沥青稀释稳定性和施工时适宜的范围。
采用还原剂封层时,确认还原剂的性能,对还原沥青的能力进行评估,确定适宜的洒布率,选择符合规格的细集料。
洒布设备检查与标定,沥青洒布车应处于良好工作状态,喷洒管高度适宜,喷嘴与洒油喷洒管成15至30度夹角,洒布压力正常,洒布率符合精度。
确定洒布率,按照1升稀释乳化沥青或还原剂均匀倾倒在1m2路面上,观察乳化沥青或还原剂被路表面吸收的情况确定洒布率。
原路面处理,施工前对原路面的病害进行处理,并对路面进行清洁和干燥。
喷洒施工,洒布前对洒布的起点、终点位置用油毛毡铺筑,保证边缘齐全。
洒布过程中保证喷洒设备匀速前进,确保洒布均匀、外观整齐划一。
洒布时的路表温度和气温应符合规定条件,遇大风或下雨时不得施工。
交通管制,施工后应封闭交通进行养生,待干燥后开放交通。
3.3 碎石封层技术碎石封层技术是一种在喷洒沥青类结合料后立即撒布一定粒径的粗集料,经碾压而形成的薄层封层。
碎石封层的施工工序如下:沥青洒布车和石料撒布车的标定;清除路面突起部分,用鼓风机将路面上所有的松散材料处理干净,彻底清扫路边缘和路肩;准备施工材料,乳化沥青保持适宜温度,碎石筛除超粒径颗粒及粉尘;进行乳化沥青洒布,然后跟进撒布碎石,乳化沥青洒布车与碎石撒布车相距应在50米范围,沥青洒布温度控制在70到80度,尽量让沥青结合料与碎石撒布时间缩短;撒布碎石后的5分钟内在乳化沥青破乳前进行碾压,全幅至少碾压两遍,每次碾压重叠碾压宽度的一半,最后一遍的碾压方向应与开放交通时的行车方向一致;施工结束前清扫路面多余粒料,开放交通前保证路面有充足的时间养生成型,避免新铺筑的碎石封层路面遭到破坏。
3.4 就地热再生技术就地热再生技术是指采用专用的就地热再生设备,对沥青路面进行加热、铣刨,就地掺入一定数量的新沥青、新沥青混合料、再生剂等,经热态拌合、摊铺、碾压等工序,一次性实现对表面一定深度范围内的旧沥青混凝土路面再生的技术。
就地热再生技术分为复拌再生和加铺再生两种,其中:复拌再生是将旧沥青路面加热、铣刨,就地掺加一定数量的再生剂、新沥青、新沥青混合料,经热态拌和、摊铺、压实成型。
掺加的新沥青混合料比例一般控制在30%以内。
加铺再生是将旧沥青路面加热、铣刨,就地掺加一定数量的新沥青混合料、再生剂、拌和形成再生混合料,利用再生复拌机的第一熨平板摊铺再生混合料,利用再生复拌机的第二熨平板同时将新沥青混合料摊铺于再生混合料之上,两层一起压实成型。
就地热再生的施工工艺如下:施工准备,即:在施工之前应首先完善一份详尽的施工组织设计,周密考虑交通组织、交通限制方案、停工期间设备摆放、材料运输、施工顺序、施工方向、作业时间、环境保护、安全措施等问题;准备施工使用的沥青混合料、再生剂、燃料;根据工程的特点,配备足够的现场技术、机械、警戒人员和施工机械;就地热再生前对原路面进行病害处理、桥头和井盖处理、桥梁伸缩缝防护、路面标线、突起路标清除、绿化隔热防护等。
铺筑试验路段,即主要从工程技术、工程质量、施工管理、计划执行、施工安全等方面对所有准备工作情况进行全方位检验,试验段可取200到300米的路面长度。
再生施工,再生施工的步骤是:清扫路面、画导向线;路面加热;翻松旧沥青路面;再生剂的喷洒;再生剂与旧沥青混合料的搅拌、摊铺、压实;路表温度不高于50℃时的交通开放。
3.5 冷补材料修补坑槽技术冷补材料修补坑槽技术是指将120~140℃之间的基质沥青加入隔离剂、添加剂进行混合均匀,至80~120℃时与加热至80~100℃的集料混合拌合,最后出料温度不超过90℃,冷却至常温,用于修补沥青路面坑槽的方法。
冷补材料修补坑槽的施工工艺如下:坑槽开挖,在对路面局部破损修补前将破损处开槽成型,按照“园洞方补”原则挖出路面破损部分,刨除坑料,整平坑底。
清扫坑槽,清除坑底松散颗粒和其它残留物,对坑槽壁和底面凿毛。
涂刷粘层油,使用乳化沥青或改性乳化沥青或液体沥青在坑壁、坑底面均匀喷洒一层粘层油,以浸润坑槽内表面从而提高冷补料与原有路面材料间的粘接效果。
填入冷补料,将冷补料倒入坑槽内,直至填料高出路面1到2厘米,使坑槽中央稍高于路面呈凸状,若坑深在5厘米以上时可采用双层。
填料压实,铺设均匀后,根据修补面积大小和深度,选择适当的压实工具和方法进行压实。
压实时先从坑槽四周开始逐渐向中间移动,压实过程中如果发现局部位置有料少之处应进行手工补料,必要时可以用乳化沥青对坑槽边缘进行封边处理。
选择压实的机具有货车轮胎压实、小型振动夯实机、小型压路机,如果修补面积较小时可采用人工压实。
开放交通,当修补完的坑槽光洁、平整、无轮迹,坑槽四周和边角压实良好、无松散时,即可开放交通。
4 结语沥青路面预防性养护技术除上述外,还有复合封层技术、稀浆封层技术、超薄层罩面和薄层罩面技术等,这些技术都有其优势和缺点,也有其适合的使用条件。
因此,只有全面了解、掌握这些预防性养护技术,才能在公路养护工作中取得主动,对于延长公路使用寿命,降低公路寿命周期成本,提高公路服务水平和资源利用效率才具有重要意义。
参考文献:[1]徐剑,黄颂昌.沥青路面预防性养护理念与技术[m].北京:人民交通出版社,2011.[2]中华人民共和国行业标准.公路养护技术规范(jtg h10-2009)[s].北京:人民交通出版社,2009.[3]中华人民共和国行业标准.公路沥青路面再生技术规范(jtg f41-2008)[s].北京:人民交通出版社,2008.[4]中华人民共和国行业标准.公路技术状况评定标准(jtg h20-2007)[s].北京:人民交通出版社,2007.[5]冯正霖.在全国公路养护管理工作会议上的讲话,2006.。