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浅谈彩色沥青混凝土路面的预防性养护

彩色沥青   2015-12-1 14:06:00      点击:



彩色沥青混凝土在工程建设中占有重要一环。而如今,混凝土出现早期病害极其普遍,几乎各处混凝土早起都存在病害。沥青路面具有平整度好,行车舒适,噪音小,维修简便等优点,但它同时受温度、行车、材料以及路面结构设计等因素影响较大,加之近年来随着国民经济的高速发展,由此带来的交通量增长,车辆大型化,超载严重等问题,使许多沥青路面早期破损现象严重。


  由于受到资金、观念等影响,早期破损得不到重视,不能及时进行预防性的养护,随着水破坏和荷载反复疲劳作用,病害不断发展加重,对行车的舒适性及安全带来严重影响,许多公路不得不提前进入中修或大修,大大增加了养护成本。因此,高度重视预防性养护,对沥青路面早期破损原因进行科学分析,提出合理的处治措施,并配备合适高效的养护机械,提高作业质量和效率,能够延长路面的使用寿命,除低养护成本,提高经济和社会效益。



  彩色沥青混凝土路面常见的早期病害及成因分析


  沥青混凝土路面的破损从表面状况看主要分为裂缝类如龟裂、块状裂缝、横裂、纵裂等;松散类如坑槽、松散等;变形类如沉陷(跳车)、车辙、波浪、拥包等。从性质上分总体有两大类,一类为结构性损坏,路面结构的整体或某一部分的破坏使其不能承受预定的荷载,如严重龟裂、块状裂缝、车辙、坑槽、松散等,另一类为功能性损坏,它可能不伴随结构性损坏而发生,但由于平整度和抗滑性能等的下降,使其不具有预定的功能,从而影响了行车质量。如轻度的块状裂缝,条状裂缝,轻微车辙、泛油等。


  沥青路面裂缝分为纵向、横向、斜向、龟裂、块状裂缝(网裂)等多种。


  纵向裂缝大多是由于山体滑移或填挖结合、半填半挖等路基结合处发生不均匀沉降,位移,从而引起路面开裂。横向和斜向裂缝产生的原因大致有两种:一种是反射性裂缝,主要是半刚性基层(如水稳碎石)的收缩裂缝向上反射形成的,或者填挖交界、桥涵衔接等处发生位移产生。另一种是温度收缝裂缝,主要是由于温度大幅度的反复升降导致温度应力增大,沥青混合料极限拉应力变小,导致路面开裂。



  龟裂、块状裂缝属于路面的局部破损,是由于上述条状裂缝得不到及时修复,或路面材料本身的弯拉强度不足,在荷载的反复作用以及地表水的侵蚀下,路面产生的弯拉疲劳裂缝。松散、坑槽此类病害的主要原因是水侵蚀,由于沥青混凝土拌和的不均匀性以及局部压实度不够,沥青表面层局部孔隙率较大,地表水下渗,在大量高速行车作用下,每次产生的动水压力使沥青从碎石表面逐渐剥落下来,整体粘结力变差,强度降低,沥青路面局部表面逐渐松散。松散的区域在行车荷载作用下,进一步剥落,石料被车轮甩出形成坑槽,小面积的龟(网)裂在水和行车荷载的反复交替作用下极易形成坑槽。


  车辙大致有V型和W型车辙两类。


  V型车辙损害路面的宽度较大,路面两侧没有隆起现象,横向呈V字型,其成因主要是由于车辆荷载作用超过路面各层强度(如严重超载)或路面强度不足,从而引起沥青面层以下包括路基在内各结构层的永久变形。


  W型车辙在高等级公路渠化交通下较为常见,也是凹形车辙,但路两侧有明显的隆起现象,其成因主要是高温条件下,车轮反复碾压作用,荷载应力超过了沥青混合料的稳定度极限,使流动变形不断累积形成车辙。


  有效的处治措施及合理的机械配置


  在路面出现病害先兆时或路面出现早期破损时即进行预防性的养护修补,使其不发生或不继续发展、扩大,以至影响基层甚至路基的稳定是非常重要的,养护维修应根据病害的表现,严重程度,病因分析等综合因素来确定适宜的技术处治方案,同时为达到处治的高质量,高效率,有针对性地配置养护机械,实现机械化养护也是十分必要的。


  对于纵向、横向、斜向等条状裂缝,要及时对其进行封闭,防止地表水不断下渗,形成更大的病害。传统的人工用热沥青或乳化沥青灌缝作业,由于缝内的杂物清理不干净,缝宽不均匀,黏结性差,灌缝深度不够等原因,很难达到有效封水及持久的效果。


  对于松散、坑槽,小面积的龟(网)裂等可进行局部修补,修补时要按照圆区方补,斜区正补的原则。并适当增大修补区域,修补深度要彻底清除已剥落松散或开裂的结构层,重新铺压新料。传统方法需切缝、刨除、运新料、摊铺、碾压,所需人工,机具较多,费时费力,工效低,黏结为冷结合,修补质量差,特别是所需修补料受时间、地点、数量限制较大。对于沉陷,桥涵顶跳车,大面积长距离、较严重的龟(网)裂和车辙等病害需对病害区域整段铣刨沥青混凝土表面层甚至是全部面层,重新摊铺新的沥青混凝土碾压成形,达到修补目的。


  用铣刨机铣刨病害区,厂拌新料,摊铺机摊铺,压路机碾压的传统方法施工工序多,旧料对环境有污染,投资大,施工周期长,对旧料不能再生利用,浪费多。彩色沥青路面现场热再生工艺施工周期短,旧料利用率高,节能环保。英达公司的"修路王"属于间断式作业的热再生设备,对于整段修补则需要连续式作业的热再生设备,该设备一般要求具备路面预热功能,热铣刨功能,新料填加功能,拌和功能,摊铺整平功能等,从而实现对整个车道的热再生翻新。改性乳化沥青稀浆封层技术20世纪80年代初开始在欧美国家应用,其后迅速得到推广发展,目前是国际公认处理道路车辙、轻度龟、网裂等病害,防止路面水损害,改善路面表面功能,提高抗滑性,最经济、最有效的手段之一。微表处技术施工速度快,机械化率高,且处理层很薄,不影响路面排水,不增加桥面厚度,但是可以有效防止地表水下渗,改善路面表面功能。从2000年开始,山西太旧高速公路对某些轻微病害区段进行微表处,严重病害区段采用挖补与微表处结合处治,实践证明效果十分明显。


  随着公路通车里程的不断增加,建设与养护,维修与预防的关系也越来越密切。养护维修实际上是公路建设的一种继续。在路面病害预防和维修的关系上,长期以来人们总是习惯于等到路面开始出现损坏后,才想起要对它进行维修,而对于路面还处于良好状态下进行预防性养护的意义则往往认识不足。


  预防性养护实质上是一种周期性的强制保养措施,它并不考虑路面是否已经有了某种损坏。预防性养护最佳实施时机应该是在路面尚处于良好状况,或者只有某些病害先兆时进行。虽然预防性养护需要投入某些费用,但它是一种费用--效益比非常良好的养护措施。美国科氏路面解决方案中提到,美国道路业曾通过对几十万公里不同等级道路的跟踪,发现这些道路的使用性能和寿命有一个共同的变化特征:一条质量合格的道路,在使用寿命75%的时间内性能下降40%,这一阶段称之为预防性养护阶段。如不能及时养护,在随后12%的使用寿命时间内,性能再次下降40%,从而造成养护成本大幅度的增加,这一阶段称之为矫正性养护阶段。因此正确实施预防性养护可保持路面良好的使用性能,延长彩色沥青使用周期,减少寿命周期费用,节约养护维修资金。


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