時間:2023-05-16 15:17:54
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前言:公路在修建完工投入使用后,自然會受到車輛的碾壓、風力的腐蝕、水的沖刷、以及一些極端氣候的影響,以上的因素在共同的作用下,就會使得公路的路面被氧化,最終出現裂縫,輕度的溝壑以及不同程度的路面破碎,透水等問題,一旦經過水的沖刷,或者更多車輛的碾壓,就會進一步加劇路面情況的惡化,使路面網裂的范圍擴大,直接影響路面基層的結構強度,從而造成公路路面整體破損,路面破損比較嚴重的只能選擇公路新(改)建或者路面大修,這無疑會很大程度上增加道路修建的成本,同時,受到破壞的道路的使用也會威脅到人們的交通安全。
公路的預防性養護是指公路在尚未被破壞,整體質量較為良好的狀態下,提前對公路的路面采取有效的、有計劃地保養,同時做到盡可能少的投入道路維護的成本,卻使得道路產生的社會效益最大化的一種行為。預防性養護對于提高道路的社會影響力和經濟影響力來說都是很大的,但是掌握合理準確的防護時機是很關鍵的,如果防護過早就起不到延長道路使用壽命的目的且會增加維護的成本,相反,如果防護過晚很可能導致錯過最佳修補時機,道路受損嚴重,防護措施已經無效,道路已經完全報廢,道路對社會的經濟效益大大降低,失去了預防性養護帶來的社會價值,可見抓住有效地時機對道路進行養護是十分重要的。
養護金費也要合理分配,應針對路面的實際情況及功能性的好壞加以區分,如果路面的狀況尚佳,仍能發揮原有的使用功能時,此時就應確認為防護的最佳時機。至于如何發現路面中存在的性能衰減情況,可以采用系統的科學的儀器設備進行跟蹤監測,對檢測的結果進行歸納總結,來具體確定預防性養護的方案。目的在于通過前期的預防盡可能降低公路路面受到的損壞,讓道路的養護更加系統化、專業化。所以,對于公路預防性養護應嚴格執行公路養護技術規范有關要求,一切從實際出發,通過對公路現狀路況的分析,合理的制定公路預防性養護技術的方案。
二、實施公路預防性養護的前提
1.抓住養護的最佳時機
找準對公路進行養護的適當時間可以說對整個公路的養護工作來說是最為重要的一步,然而這一點的確定是根據道路實際的性能好壞才能進行準確判斷的,這實際上也就意味著道路養護人員需要對公路的性能足夠的了解,及時發現公路路況出現下降時,實施預防性養護。采取預防性道路養護應在道路的路面尚處于不影響正常工作狀態的情形下實施,一旦路面的結構出現大范圍的損壞,性能幾乎都失去時,這時如果仍然采取養護措施,所收到的效果就十分的不明顯,甚至毫無收益。由此可見,選擇恰當的時機對公路進行適當的養護可以更好地保證公路使用性能,避免由于公路路面損壞,對經濟和生產生活等產生影響。
2.準確了解養護路段的交通狀況等信息
對養護路段的交通信息進行全方位的了解,對于實施公路的養護是很必要的。車輛的多少,經過車輛的主要類型等都會對路面的狀況產生影響,因此需要對此路段的各項交通指標進行詳細觀測和調查,根據數據的動態指標對路面實施防護,同時對路面的實際數據做出評價,選擇出最佳的治理方法,此外,還要通過各項公路性能指標之間的對比,分析出養護工作的出發點和針對點,還可以對公路的以往修建情況的演變進行分析,以便對可能出現的公路病害及時做好預警工作,從而制定出具有周期性的養護方案,從決策的層面改善對公路養護的認識,不斷提高決策的水平,使養護的效果更加明顯。
3.注重日常的養護工作,從細節抓起
有時不是非要等到道路性能即將失去時才需要進行養護的,平時的小修小補對于延長公路的使用壽命也是很重要的,日常性的維修保養可以及時治理路面存在的裂縫、老化以及透水等問題,在路面剛出現輕微的問題時,就能在第一時間進行有效保養,這一點可以最大限度的保護路面的使用性能。日常的保養工作也稱作中修,合理有效的中修對路面的養護工作具有很重要的意義,中修適用的情況要依據公路的實際狀態而考慮,做到對養護資金的合理分配,擴大公路的養護效果。
4.制定年度養護計劃,對養護工作實施有效控制
年度養護計劃的設定,應以中修工作為前提,并加大公路路面的防護性養護的力度,同時也要對大型的公路修建及整修項目加以控制,讓公路養護工作得以順利進行,達到養護的良性循環。根據以往的數據,大體上可以分為:對于公路路面的質量保持良好的路段,應把年度大幅度整修的距離控制在公路整體長度的5%至7%的范圍內,中修一般可在10%以上。而對于路面毀損較嚴重的路段,最好先進行大修,整體效果可以后,在進一步實施養護工作就可以對路面狀況的改善產生明顯效果。
三、公路預防性養護的具體措施
1.確定預防性養護的合理時間
修建完工的公路都有其有限的使用壽命,公路在建成至報廢的期間,大體上可分為三個階段:(1)從公路完工正式開始投入使用至路面出現輕微的氧化現象,整體效果并未受到影響的階段;(2)路面開始出現由于車輛的碾壓而產生的裂縫,車轍開始出現;(3)公路的路面裂縫較大,甚至出現龜裂,道路的整體結構受損。預防性養護是對路面的高標準的養護,當路面的基本情況還處于較好的狀態時,也就是意味著道路的整體功能都還具備,這時采取適當的措施對其進行防護和保養,就是最佳時機,可以保證路面始終都能處于工作狀態。
2.確定預防性養護的周期
預防性養護周期不是一成不變的,它會隨著路況的好壞而逐漸縮短,隨著路面性能的逐漸降低,采取的預防性養護的頻率就要越來越頻繁,這就需要養護人員實時對公路的路面情況進行監測,通過對采集到的數據進行細致的分析和評價,對公路的路面進行周期性養護,當路面的狀況不符合實行養護的條件時,應該采取大幅度的整修來恢復其基本的服務功能和使用狀態。
3.實行標準的養護方式
對于路面的養護,應做到具體問題具體分析,必須嚴格根據路面損毀的輕重程度,采取具有針對性的防護措施。
(1)公路表面出現裂縫是一種常見的現象,當路面所承受的重力過大時就會出現裂縫。對于裂縫所采用的措施有用瀝青稀漿來灌滿裂縫,再用瀝青碎石進行封閉.灌縫的方法可以很有效的治理路面水滲入基層,采用這樣的方式進行防護,可以讓路面所受到的損傷達到最低。
(2)除了灌縫的方式,還有一種叫做瀝青稀漿封層的方法可以有效抑制裂縫問題的惡化,它可以更快速地改善路面的平整度,做到防水、抗滑,同時這種方式的養護施工成本很低,對于瀝青路面的養護效果更為明顯。
四、結束語
總而言之,實施公路路面的預防性養護對于保護路面質量、延長公路施工期限都具有很重要的作用,是一種科學性的養護方法,預防性養護更好的保證了路面性能,在程度較輕時及時的發現問題并解決問題,可以真正做到對路面的病害的治理。公路使用壽命的延長可以很大程度上減少國家對于工程重建的資金的支出,降低大量維修成本,對于國家和社會來說都是具有重要意義的。
1.公路養護的意義
公路養護的目的在于能夠使公路處于良好的使用狀態中,延長其使用壽命,在一般情況下,公路在投入使用后會必然遭受到磨損,有自然危害下的雨雪、日曬、洪水、泥石流,還會因為交通事故導致公路在不同程度上的破損,而這些都會給公路使用者帶來一定的麻煩。因此,在公路使用過程中,采取及時有效的維修和養護措施是非常必要的,它是延長公路使用壽命的關鍵,也是為公路使用者帶來暢通無阻出行的重要保障。
2.預防性公路養護的概念
公路的預防性養護是一種全新的概念和技術,它在我國公路發展的歷程中具有重要的進步意義,增強了人們對于公路養護的認知度。現在公路有它的戰士在保衛著,從路面、路基、隧道再到橋梁,以及周邊的其它設施,讓那些處在損壞初期的公路及時得到修繕。
公路的預防性養護包括對公路路面、路基及周圍設施等進行的我定期檢查和測量,以確保公路的正常使用情況。公路的預防性養護工作者們,始終堅持遵循“治早治小,及時主動”的的原則,并通過全面的數據采集和調查來確定養護的時間,采取合理的措施來消除公路中存在的問題,提高公路的質量,延長公路的使用期限,確保公路的正常使用。
3.預防性公路養護技術在公路養護中的應用
3.1預防性公路養護技術應用基礎
預防性公路養護技術的基礎就是進行科學地分析,所以為了保障預防性公路養護技術的順利實施,應做到以下幾點:(1).在所建設的公路路段上存在的自然條件因素(雨雪、泥石流、風沙、洪水)需要進行合理科學的分析,從而明確自然條件因素對公路損壞的影響程度。我們只有通過分析由于自然因素所導致的狀況發生,才能使公路的巡檢人員在工作中加大巡檢力度,及時發現公路上存在的破損,將破損在小范圍內進行修復,以降低公路養護成本,并且達到重點障礙排除的結果,從而延長公路的使用壽命。
3.2預防性公路養護技術的實施----常用養護技術
3.2.1針對路面的預防性養護技術
由于雨水沖刷、日曬的時間較長,一般會導致公路的路面上出現路標積水裂縫、龜裂、松散等現象的產生。而路標積水裂縫作為常見的公路破損,其誘因是由于路標積水處沿著裂縫流入瀝青路面的表層以下,時間久了會腐蝕瀝青路面,甚至可能會對路基造成較為嚴重的影響。因此在其發生初期需要及時修補,通常采用的修補方式是灌縫方式,把瀝青加熱沿裂縫充分接觸進行澆注。這樣的方式不僅簡單還可以節約成本。對于龜裂、松散的破損現象,充分利用紅外線設備對損壞的瀝青路面進行加熱式修補,節約時間和材料成本,也不損壞原有路面瀝青的混合料。在現代瀝青路面預防性養護中被應用到的技術還有很多,例如稀漿封層里加入適當的骨料、填料、乳化瀝青、水、添加劑等幾種原材料混合,按照一定的寬度、厚度進行路面攤鋪,能夠使路面平整、光滑,還具有很強的防水、抗滑、耐磨力。
3.2.2針對邊坡的預防性養護技術
邊坡養護是公路養護中的重要部分,主要目的是為了預防邊坡坍塌對路面造成損壞。公路邊坡主要由漿砌片石邊坡和土工格植被兩種方式存在,對于漿砌片石邊坡的預防性養護是對表層防護網(鐵絲網)進行的養護,通過定期或不定期檢查,及時發現并更換那些生銹腐蝕斷裂的的防護網,以避免地表水流入片石下層,沖刷土質邊坡層。而對于土工格植被邊坡的預防性養護工作,一般會采取針對地區綠化植被多發病害的區域進行藥物的播散、定期檢查壞死的植物對其進行補種等。土工格植被以綠色植被固定土壤,有種既美觀又養眼的效果,因此在目前是被廣為推薦的公路邊坡。
3.2.3針對路基排水工程的預防性養護技術
路基排水工程主要是公路兩側的排水渠,通過快速排掉公路周邊多余積水達到路基排水的目的。就目前來講,關于路基排水工程的預防性養護主要集中在對排水渠的疏通以及排水渠排水量的控制上。比如說,金秋時節會有落葉紛飛,公路路邊的排水渠內的附近區域會出現落葉堆積的現象,為了避免落葉所導致的排水渠堵塞,就需要公路養護人員做到定期或不定期的排水渠周邊落葉的清理工作。除此之外,還應在排水渠鋪砌加固破損處進行及時修復,同時要針對性及計劃性加闊排水渠,以提高排水渠的排水劑量,從而達到保護路基的目的。
4.結論
預防性公路養護技術的應用不僅需要養護基層技術人員加強自身專業的技術水平,同時還需要相關管理部門針對所管轄路段的實際情況進行詳細地分析并整合具有科學性的預防性公路養護的方案,并通過加強預防性養護管理能力以提高公路養護工作的質量,進而保障公路的暢通無阻。我國經濟處在快速發展的階段,公路運輸作為基礎,應堅持把握“公路暢通是中心,公路養護防治是重點,因地制宜開展養護工作的舉措”這一重要原則。與此同時,通過積極應用新材料、新工藝、新技術、新設備等工作提高養護工作效率、提高公路使用壽命,為我國經濟發展奠定堅實的公路運輸基礎。
參考文獻
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1.公路預防性養護的必要性
公路預防性養護是指在路面病害發生初期,對其進行預防性處治,控制和延緩路面病害進一步發展的養護措施。據道路研究機構估算,在整個路面壽命周期內進行3-4次預防性養護可以延長使用壽命10-15年,節約養護費用45%-50%。在我國由于公路設計標準不及發達國家(美國公路設計壽命為20年,德國瀝青道路面層設計厚度為55―85cm;我國公路設計壽命為8-15年,面層厚度為9―15cm)而且施工質量控制不夠嚴格,瀝青拌和料,級配和含油量都不規范,防水性較差,加上車輛超限超載運輸時有發生,新建改建公路出現早期病害的現象比較普遍。據資料介紹,相當比例的高速公路通車僅2-3年就要進行修補,而我們的一些普通干線公路、農村公路在工程質量缺陷責任期內就可能出現裂縫、橋頭跳車等早期病害。因此,推行預防性養護顯得更為重要和必要。
采取預防性養護,有利于降低道路的全壽命成本。道路全壽命成本,不僅考慮初期修建費和該路面結構的使用壽命,還應考慮預定分析期內可能采用的各種維修方案所發生的費用,這些方案包括各種養護和改建措施的不同組合。一條質量合格的道路在使用壽命前75%的時間內性能下降40%,這一階段稱之為預防性養護階段,如未得到及時養護,在隨后12%的使用壽命時間內,性能將再下降40%,從而造成養護成本大幅度的增加。通過對幾十萬公里不同等級公路的跟蹤研究和大量的養護維修實踐,調查統計得出,每投入1元錢預防性養護資金,可節約3―10元后期矯正性養護資金的結論。整個路面使用周期內進行3-4次的預防性養護,可節約養護費用45% -50%。
2.實施預防性養護的步驟
(1)全面調查摸底,掌握公路路況,由生產股組織人員對所轄公路進行小修保養全面檢查。依據檢查情況由生產部門布置預防性養護路段。
(2)瀝青路面裂縫的處治應及時,防止病害惡化,即網裂、龜裂導致路面大面積損壞,以致出現坑凼、沉陷等,可根據實際情況,分別采用“一封、二刮、三鋪、四壓”適宜的方法處治。即突出封裂的辦法和效果,堅持行之有效的刮油法,又推廣薄層罩面和保證壓實質量。同時,裂縫處治后,為保證視覺效果和圖形美觀還應對外觀進行加工處理。
(3)網裂處治要提高瀝青滲透裂縫的深度和效果,可根據實地情況分別采用陰離子、陽離子乳化瀝青灌縫。對刮油法處治的,礦料須干燥少塵潔凈,防止揚塵和光面現象。
(4)龜裂的處治需認真分析病害原因后提出相應的處治對策,防止動輒挖除面層基層這種“小病大手術”的做法。對非基層原因引起的龜裂不采取挖補的方案,應采用先封縫或灌油后,薄層罩面、封層處理或單層瀝青表處等處治方法。
(5)對路面的縱橫裂縫(含反射裂縫、施工縫等)應清除縫內雜物,采取灌、壓水泥漿,高溫融縫或填充料后搗實等法處治。對裂縫的防治還須加強季節性養護和修復后的初期養護工作,特別是加強防水養護。
(6)及時養護是預防性養護工作的關鍵,只有這樣才能養好公路降低成本。對路面的裂縫、坑凼、沉陷、擁包、車轍和波浪等病害進行及時維修,要轉變等待集中修復的壞習慣。
(7)及時清除堵塞或淤積的邊溝、截水溝、排水溝等排水設施,保持排水暢通,對沖刷、損壞的排水設施及時修理加固;要加強對邊坡地下水和地表水的截流、疏導,重點放在疏導地表水上。對邊坡的裂隙,要及時填縫,防止雨水侵蝕,導致坍方或滑坡。
(8)對公路擋土墻、路肩墻等沿線設施要加強汛期前的檢查,及時發現基礎沖空、泄水孔堵塞等病害,要提前進行處治,減少更大的水毀損失,利用好有限的修復資金。
(9)橋涵病害最大的特點是隱蔽,不易覺察,發展遲緩,但是一旦爆發卻又會在瞬間釀成車毀人亡的災禍。因此,對橋涵應當做到日常檢查與維修并舉,對發現的病害能維修的要及時進行維修,不能處理的要及時上報防止病害的擴大。
3.路面養護維修處治工藝
3.1開槽、灌縫工藝
瀝青混凝土路面的早期病害多以裂縫形式出現,加上半剛性基層反射裂縫的普遍存在,使得大量路表水沿裂縫侵入路面結構內部,甚至進入路基,致使瀝青混凝土路面在車輛荷載特別是重載交通和動態水的交互作用下,經常出現基層細骨料流失、唧泥(漿)現象,嚴重的則可能導致坑槽的出現。對于開挖面層后發現的大于5mm的基層裂縫,則可以在進行裂縫清理后直接灌注,以密封膠灌滿為佳。
3.2霧封層施工工藝
由于目前公路瀝青面層事實存在的施工離析現象或孔隙率過大。即工程先期已有的缺陷、隱患問題,有效的預防路(橋)面因此而造成的滲水現象已變得非常必要,而路面霧封層技術是一種很直接、有效和經濟的預防性養護措施。霧封層是在瀝青面層上噴灑一層薄薄的、滲透性改性乳化瀝青,形成一層嚴密的防水層將路面封閉,起到隔水防滲、保護路面使用功能,最大限度地減少路面的水破壞,加大路面粗細骨料間的黏結力,由此延長路面使用壽命,從而節約養護資金。
3.3微表處施工工藝
微表處是采用專用攤鋪設備將聚合物改性乳化瀝青、集料、填料、水和添加劑等按合理配合比拌和成稀漿混合料并迅速攤鋪到原路面上,形成一層與原路面結合牢固、具有良好的抗滑耐磨性能、在攤鋪后1~ 3h內開放交通的薄層(lcm)結構。目前微表處罩面技術主要是用于建立和恢復道路表面功能,在公路路面養護工程中微表處已經成為防水、抗滑、耐磨、耐久的道路表面功能層。隨著該施工工藝的規范化、標準化以及施工質量的提高和綜合成本的降低,在公路瀝青路面的預防性養護上得到廣泛推廣和應用。
3.4微表處修復車轍施工工藝
微表處修復車轍施工技術是以聚合物改性乳化瀝青為黏結料、借助專用的攤鋪設備進行施工的一種冷拌瀝青混合料不等厚薄層攤鋪技術。它具有施工進度快、成本低、效果好等特點,可以迅速恢復和改善原瀝青路面的平整度,提高防水性和抗滑性。車轍橫斷面一般為下凹形曲線,其填補厚度為變量,這就需要混合料中骨料粒徑按照轍槽的斷面正態分布。這種近乎理想化的技術要求只有微表處工藝可以做到。因為用于微表處的稀漿封層機配置一個“V”形攤鋪槽,在攤鋪過程中混合漿體中各種粒徑的骨料就會在“V”形攤鋪箱內經攪拌按照厚度變化呈正態分布進行攤鋪,同時在轍槽上方形成一定的預留拱度,為混合料經受行車荷載進一步壓密作出預留。
一般來說,微表處適用于25mm深度以內的車轍處理。根據經驗,對于12mm以內的車轍可以一次攤鋪修復;較深車轍分層攤鋪時,每層攤鋪間隔一般在ld以上,待下層完全干燥并基本壓實后,再進行上層攤鋪。微表處處理車轍面層一般略高于路面攤鋪厚度的20―40為宜,即預留適當的拱度,經過相當一段時間的輾壓與原路面基本持平。根據經驗,夏季高溫季節一般一星期左右;秋冬低溫季節半月左右,基本能夠達到相對密實。對于早期車轍修復,微表處工藝是一種較好的養護技術,既能節約大量養護資金又能縮短施工作業時間,已受到廣大業主的普遍歡迎。
4.結語
公路建設是階段性的,而養護是長期性的,預防性養護能有效地延長公路使用壽命和降低養護成本,必須采取更加切實有效地措施推動預防性養護工作的落實。
中圖分類號U46 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2012)73-0039-01
《皇帝內經》曾記載“上醫治未病”的名句,說的是醫術高明的醫生會幫助人們在未生病時,做到先知并預防,避免疾病的發生,這才是醫者的最高境界。這句話放在公路養護來說就是在病害未發生前做好路面處置,也就是近年來公路養護業非常關注的熱點——預防性養護。
交通運輸部早在2006年的濟南養護工作會議上就提出了加強公路的預防性養護,時隔5年后的南京養護工作會議上,交通運輸部副部長馮正霖繼續強調,大力推行預防性養護,建立科學的養護決策體系。就在前不久的2011年全國交通工作會上,交通運輸部部長李盛霖提出2012年全面推行預防性養護技術。由此可見,預防性養護技術的推廣應用已是大勢所趨。那么預防性養護技術到底先進在什么地方,有哪些分類,在全國的應用狀況又是如何呢?我就根據自己的認識就這些問題進行簡單的論述。
1預防性養護技術應用的規模不斷增加
“過去我國的公路養護理念是‘差路先養’。由于近年來交通量的不斷增加和超載現象嚴重,公路損壞不斷加劇,有限的養護資金只能用來維修已經損壞的道路,對于未發生病害的公路未能采取預防性養護措施,結果好路也很快發生了病害。就好像面對一筐蘋果,先吃爛的,等爛的吃完,好蘋果也變爛了,只好繼續吃爛蘋果。”據了解,交通運輸部早已意識到公路預防性養護的重要性,除了通過各種渠道宣傳貫徹預防性養護的理念,其在頒布的《“十二五”公路養護管理發展綱要》中已明確提出:加大預防性養護力度,樹立全壽命周期養護成本理念,制定適合我國國情的預防性養護指導政策、技術標準,探索形成一系列預防性養護技術,列出一定比例的專項資金,全面實施預防性養護。在交通運輸部多年的努力推動下,目前預防性養護的理念已逐漸被行業中大多數人所接受,其相關政策和標準規范也正在制定中,可以說,預防性養護技術大規模推廣的時機已經來臨。在多年的公路養護技術研究與推廣工作中,隨著預防性養護理念逐漸被認同,各地對預防性養護技術應用的規模也將不斷增加。
2 全壽命周期養護成本省一半
據了解,美國是世界上預防性養護技術應用得比較成熟的國家,其實踐表明,在整個路面壽命周期內,進行3到4次的預防性養護可以延長使用壽命10到15年,節約養護費用45%到50%,而延長道路使用壽命所帶來的效益更是大大超過了預防性養護的成本。其中美國密歇根州從1992年開始實施預防性養護計劃,對轄區內27.6%的公路采取了預防性養護措施,期間所需的大中修改建費用保守估計將達到7億美元,是預防性養護資金的8倍。美國曾經做過這樣的研究,選3條路。第一條路開通不做任何維修和養護,行車20年后直接翻修。第二條路在開通后10年做一次罩面。第三條路開通后,按照路面檢測結果定期做預防性養護。研究結果顯示,以第三條路為基準,前兩條路的直接工程費用分別要比其高出63%和55%,而預防性養護所帶來的路面的良好服務能力,更是其他兩種方案無法相比的。甚至有專家提出,一條設計使用年限為20年的公路,如果在服役期間進行3到4次的預防性養護,措施得當的話,可以避免大中修。
3 因地制宜選擇合理方案
早在上個世紀90年代,北京、上海等大城市就在公路養護中就引入了預防性養護的概念和技術,并取得了不錯的效果。在預防性養護技術研究方面,自2000年以來,交通運輸部西部建設科技項目實施了大量路面養護技術研究課題,其中就包括微表處技術、裂縫修補技術、冷補料技術等預防性養護技術的研究,對這些技術的推廣應用起到了積極的推動作用。以目前國內高速公路最主流的微表處技術為例,先后被列入原國家經貿委國際技術創興項目和交通運輸部西部建設科技項目,在山西、山東、四川等地修建了多條試驗路。根據研究和試驗成果,交通運輸部于2005年了《微表處和稀漿封層技術指南》。截至目前,該技術已經在我國近30個省市和100多條公路的養護中得到應用。
中圖分類號U416 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708(2013)94-0161-02
采用預防性養護措施能夠減少路面大中修工程量,或推遲路面大中修時間。因此路面預防性養護技術具有很高的效費比,對于提升路面性能,提升高速公路服務水平,節約路面使用維修成本,具有十分重要的意義。針對農村公路瀝青混凝土路面常見的病害問題做了分析,對常見的預防性養護技術做了深入探討,以針對不同病害形式來選擇合適的處理方式。
1 瀝青混凝土路面常見的預防性養護技術
1.1裂縫填封
裂縫填封是針對縱向裂縫、橫向反射裂縫等區別于龜裂和網狀裂縫的較規則的線狀裂縫。一般而言,當縫寬較小(< 3mm)時,裂縫太窄,難以施工,當縫寬較大(>25mm)時,填封的效果將不明顯,因此,正對填封,應該控制在合理的范圍內。裂縫填封材料通常包括密封類,以及填充類兩大類。前者是將密封材料灌入開槽處理過后的裂縫中,起到防水密封作用。修補材料不許具有一定的剛度和強度以及抗疲勞性能,同時與裂縫的粘附面也要有足夠的粘結力。填充裂縫是將填充修復材料填入裂縫,在防止水分進入的同時,對裂縫兩側的路面進行一定程度的補強。
1.2霧封層
霧封層是將瀝青類材料均勻撒布于瀝青路面表面,來提高瀝青路面的泌水性能;同時能夠封閉細小的裂縫。霧封層技術對于骨料損失嚴重,基層失效,路面損壞嚴重的情況是無法修復的,而且霧封層的使用將降低路面的抗滑性能。因此對原路面的抗滑性能指標是有著一定要求的。霧封層主要用于恢復路面防水性能以及集料之間的粘結作用。同時霧封層材料能夠一定程度的下滲至路面之中,能夠補充原有瀝青混凝土中的瀝青老化成分,粘結表面松散集料。同時可以對已處理過的病害,如車轍填補、裂縫填充等痕跡進行覆蓋,從而改善瀝青混凝土路面的外觀。但由于霧封層幾乎不存在厚度,僅是一層瀝青薄膜,不能通過霧封層來提高路面的強度,因此,在采用此技術的時候,首選要求瀝青路面具有足夠的承載力。霧封層技術主要應用于早期出現的細微裂縫,表面由于瀝青老化等原因造成的松散麻面以及滲水現象,適用于當路面狀況基本完好,僅出現了一些早期損壞的瀝青混凝土路面。
1.3微表處
微表處理論上屬于稀漿封層的一種,但由于其對原材料的要求更高,設計標準更為嚴格,因此性能更佳,被廣泛應用于車轍修復,平整度恢復,微裂縫填充等病害處理中。但應用微表處時,必須對原路面的裂縫、坑槽等病害進行良好的處治。若材料的性能不符合要求,或者施工水平較低,都將導致微表處混合料孔隙率過大,導致路面噪聲過大,最主要的是導致路面失去泌水功能。
1.4薄層罩面
薄層罩面是一種連續攤鋪于原有路面的熱拌瀝青混合料。與普通熱拌瀝青混合料相比,其級配偏細,因而能夠具有更小的攤鋪厚度。熱再生及銑刨重鋪等方法相比,其優點在于不用處理原有路面,只需對原路面病害進行處理后直接在上面層表面之上再攤鋪一層混合料即可。施工方法簡單,施工快捷方便。適用于原有路面未產生大規模嚴重病害,且路面承載力足夠的情況下。由于薄層罩面通常具有2.5cm~4cm 的厚度,因此具有一定的分散荷載能力,攤鋪于原有路面時能夠對原有路面進行更好的保護,對抑制車轍的產生,延緩反射裂縫的發展,具有十分明顯的效果。傳統薄層罩面材料通常具有AC 類,OGFC 類,以及SMA 類,由于攤鋪厚度的要求,其最大公稱粒徑通常都不超過10mm。AC 類瀝青混合料造價便宜,施工技術與普通AC 瀝青混合料幾乎一致。OGFC 類混合料抗滑性能及排水性能更優,但由于其級配設計,養護維修等均與普通瀝青混凝土差別較大,因此較少采用。SMA 類混合料耐久性能及高溫性能較好,但造價偏高,對于交通量大,重載車輛多的路段可以考慮使用。
2公路的預防性養護時機的掌握
預防性養護的核心是要求采用最佳成本效益的養護措施,強調養護管理的計劃性。實踐證明,預防性養護盡管在資金投入上要早于傳統的養護模式,但綜合效益無庸置疑。根據美國戰略公路研究計劃(SHRP)估算,在整個路面壽命周期內進行3~4的預防性養護,則可延長十年到十五年的公路使用壽命,節約45%~50% 的養護費用。根據SHRP 的研究結果,在對路面進行處理時路面條件越好,養護維修的效果就越好,成本優化、控制的效果也越好。1 元的預防性養護投入經費可節省3~4元的日后修復費。相對于矯正性養護而言,預防性養護模式的優越性顯而易見,它不僅可以有效延長公路的使用壽命,而且對于降低公路全壽命周期養護成本具有舉足輕重的作用。
2.1公路路面的瀝青老化程度
農村公路投入使用后,路面瀝青會因為外界環境的作用而出現老化,路面會出現裂縫等情況,因此,要想了解路面的使用情況,可以通過瀝青路面瀝青的老化指標來進行確定。通過這些指標來進行確定最佳的養護時機。
2.2分析路面的滲水狀況
通過實踐經驗可知,路面的破壞很大程度上都是由于水的作用導致的,路面滲水會導致瀝青的破碎,從而出現裂縫,因此,我們常把路面的滲水系數作為路面預防性養護的參考。通過滲水系數的數據來確定是否到了路面養護的時間了。雖然此技術受外界環境和技術水平的影響較大,但是所收集來的數據可以用做預防性養護的參考。
2.3 路面的抗滑性能
抗滑性能是確保車輛安全運行的保障,因此,將路面的抗滑性能用作農村公路預防性養護的指標是可取的。
2.4路面的車轍痕跡
路面在使用一段時間后,會出現車轍痕跡等,主要是由于瀝青使用一段時間后,出現了不同程度的老化造成路面出現縱向凹槽,若凹槽太深就會引起行車的安全,因此,把車轍作為預防性養護的一個指標也是有意義的。
3 結論
農村公路的養護是一項艱巨的工作,首選需要資金的支持,其次,要采用合理的預防性養護方法,再次,就是要掌握農村公路預防性養護的時機。本文主要是對農村公路的早期破壞原因和預防性養護技術,養護時機的把握做了分析。
中圖分類號:F540.3文獻標識碼: A 文章編號:
前言
隨著經濟的不斷發展,我國的交通行業發展迅速,公路的養護是交通行業得到更好發展的保證,公路預防性養護技術的使用,使得公路的使用壽命更加的長,延長了公路的使用壽命,推動交通行業的更好發展。
一、公路預防性養護的意義
有利于降低養護成本
公路養護業內有一句俗話:“小洞不補,大了三尺五。”眾人皆知,小洞的養護比大洞的養護容易得多,同樣,小坑槽的修復成本遠遠低于大坑槽的修復成本。處治小病害是防止大病害的有效手段。
2、有利于延長公路使用壽命
預防性養護是在公路及其設施尚未發生破壞或剛出現病害跡象時,通過維修路面、加固橋梁、疏通邊溝、整修路基、綠化路肩等綜合性技術措施進行的強制性養護,可以有效地避免各種病害的擴大,延長公路的使用壽命。道路全壽命周期理論告訴我們,一條質量合格的公路在使用壽命前75%的時間內性能下降40%,這一階段稱之為預防性養護階段,公路在此階段內如果得不到及時養護, 在隨后12%的使用壽命時間內,性能將再下降40%。由此可見,進行預防性養護與不進行預防性養護,公路的使用壽命懸殊很大。
二、公路預防性養護技術
1、灌縫
瀝青混凝土路面的早期病害多以裂縫形式出現,加上半剛性基層易出現反射裂縫現象。裂縫產生后,大量路表水沿裂縫侵入路面結構內部,甚至進入路基, 致使瀝青混凝土路面在車輛荷載特別是重載交通和動態水的交互作用下,被水浸蝕的瀝青混凝土層骨料逐步松散, 繼續發展后, 路面將出現大面積坑槽。同時, 下滲的雨水會損害路基,降低路基的承載力,使路面出現唧泥(漿)現象, 嚴重的則可能導致路面出現較大的坑槽。因此,如果不及時對路面裂縫進行合理處治, 必然會導致路面的過早損壞。灌縫作業前首先要進行清縫, 將縫隙中的雜物清除干凈再灌入密封材料,大于6mm 的裂縫一般還要開槽作業。最好不要采用人工方式進行,因其灌得不夠深,很難達到持久效果。采用壓力灌縫機效果最好, 它可以將密封材料匯集到裂縫深層,起到密封的作用, 能有效阻止路表水下滲, 保護路面路基,延長公路使用壽命。
2、霧封層
霧封層技術是利用專用霧封層灑布車在瀝青面層上噴灑一層薄薄的、高滲透性改性乳化瀝青,封閉路面孔隙,防止雨水下滲,修復路面老化,改善路面外觀的一種預防性養護技術。霧封層一般用于輕度到中度細料損失或松散的道路, 對于開級配混合料出現松散時,霧封層可有效解決。霧封層技術的主要優點:
(1)可更新和保護舊氧化瀝青路面, 防止瀝青路面的松散;
(2)填補小型裂縫和表面空隙;
(3)施工速度快, 開放交通迅速;
(4)施工成本低。
三、公路微表處養護技術分析
微表處是采用專用攤鋪設備將聚合物改性乳化瀝青、集料、填料、水和添加劑等按合理配合比拌和成稀漿混合料并迅速攤鋪到原路面上,形成一層與原路面結合牢固、具有良好的抗滑耐磨性能的結構。目前微表處罩面技術主要是用于建立和恢復道路表面功能,在高速公路路面養護工程中微表處已經成為防水、抗滑、耐磨、耐久的道路表面功能層, 其攤鋪1-3h后可迅速開放交通,在高速公路瀝青路面的預防性養護上已得到了廣泛應用。微表處可以提高路面的抗滑能力阻止水分下滲、防止路面的老化與松散,從而有效的延長路面的使用壽命。微表處的使用可根據路面狀況實施單層或雙層攤鋪,微表處還可以填補已經穩定的車轍。
1、微表處施工配合比設計
根據選擇的級配類型,確定礦料的級配范圍,計算各種集料的配合比例,使合成級配在要求的級配范圍內。配合比設計應完成的試驗如下。
(1)拌和試驗
拌和試驗用于檢驗稀漿混合料破乳速度和可拌和時間,現場的做法是從現場取樣后進行模擬拌和。對于微表處稀漿混合料,要求25℃可拌和時間不小于120 s,測試方法:ISSA TB 113。
(2)稠度試驗
稠度試驗用于檢驗稀漿混合料的用水量是否合適。用水量過少會造成攤鋪困難,過多則導致微表處稀漿混合料離析流淌和延遲開放交通時間。對于現場稠度的檢測可以采用如下兩種方法: (1)如果備有錐體稠度儀,則從拌和箱內取樣后立刻進行稠度試驗,當稠度儀為2cm~3cm時,表明用水量合適。(2)如果沒有錐體稠度儀,則可采用一根細棍(直徑約2mm),在剛鋪的封層上劃一條細痕,如慢慢愈合,則表明用水量過多,如保持不變,則表明用水量合適。
2、粘聚力試驗
粘聚力試驗是確定微表處稀漿混合料的初凝時間和開放交通時間,確保微表處罩面層的早期養護和封閉交通的時間。要求初凝時間小于30 min,粘聚力值不小于1.2N?m;固化開放交通時間小于60min,粘聚力值不小于2.0N?m。試驗方法:TO754。
3、濕輪磨耗試驗
主要用來控制瀝青的最小用量,防止施工后骨料脫落,要求浸水1h、6d的磨耗值分別不大于540g/m2 、800g/m2。試驗方法:T0752。
4、施工質量控制
(1)原路面清洗
安排人員或掃地車清掃路表面的樹葉、紙屑后,再用水車對黏附在路表面的泥土沖洗干凈,特別是超高路段靠近中央分隔帶路緣石附近。水車清洗后路面不得有積水現象,嚴禁在有積水的路面上施工。經沖洗后濕潤的原路面有利于稀漿與原路面的粘結,保證稀漿的相對穩定性。
(2)混合料稠度及破乳控制
混合料稠度控制的核心是最佳用水量的確定。用水量過小,混合料粘稠,容易過早破乳,不易攤鋪;用水量過大,混合料離析,使含有大量瀝青的細料上浮在表面,影響路面的摩擦系數,并導致泛油。同時應考慮現場集料的含水量、施工溫度、濕度、路面的吸水情況等條件與室內試驗的差別,因地制宜地對用水量作適當調整,以保證混合料合適的粘稠度。如果破乳時間太短,混合料易結團硬化,施工難以順利進行。反之,會延遲開放交通,同時由于瀝青在未破乳的情況下隨水分浮到表面形成一層油膜,導致出現泛油現象,并使其下面的混合料因水分無法進一步蒸發而難以成型。可以通過調節水量、調整配合比或適當加入化學添加劑來調節石料與乳液表面電荷的正負與強弱,實現對破乳時間的有效控制。
(3)橫縫及縱縫的控制
前車料攤鋪完成后,將末端1~2 m內的混合料鏟除至齊邊并清掃干凈。待下一車料攤鋪前,用與攤鋪寬度相同的鐵皮將上一施工段末端1m覆蓋,將攤鋪車后退,使攤鋪箱后緣落在鐵皮上,啟動攤鋪。攤鋪車前行后,將鐵皮上面的稀漿混合料歸入廢料車中,并用人工進行橫向抹平處理。根據國際稀漿封層協會微表處技術指南規定:縱向接縫搭接寬度不應超過76.2 mm,接縫處高出量不應超過6 mm。為了使縱向接縫處平滑連接,施工時用工具將搭接部分抹平、抹薄,同時可以適當調低攤鋪箱搭接一側的高度,減小搭接處混合料的攤鋪厚度。另外,微表處縱向接縫的位置應根據路面寬度合理分配每一幅的攤鋪寬度,盡量將縱向接縫放在車道線旁邊3~5cm的地方,以改善路面的外觀質量,又不至于造成劃線困難或使劃線成本增高。
(4)表觀質量控制
表面劃痕是指混合料在攤鋪過程中因存在超粒徑料、攤鋪箱后緣橡膠刮板不清潔等因素,在攤鋪箱的拖動下形成較長的劃痕。為了解決劃痕問題,最根本的解決辦法是嚴把集料的質量關,在攤鋪車內盡可能不混入超粒徑顆粒。同時,為了防止破乳成團的混合料造成表面劃痕,攤鋪完成后要清理干凈攪拌缸內結團的混合料。每一車攤鋪完畢后,應認真清理攤鋪箱,特別是將橡膠刮板清理干凈。
(5)人工局部修整
利用人工進行局部修整時,不宜采用破乳的混合料進行修補,必須迅速將攤鋪箱中剛拌和好、尚未破乳的混合料倒入需修補的地方,并及時刮平。
結束語
公路是交通行業的重要基礎設施,也是必不可少的重要內容,對交通行業的影響是巨大的。因此,對于公路的預防性養護是至關重要的,我們應該加強學習公路預防性養護技術,并且更好的應用于公路養護。
參考文獻
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引言
作為公路養護施工的重要內容,預防性養護理念得到養護單位的普遍重視和關注。通過提前采取措施,防止病害發生,有利于確保公路長期處于良好性能和運營狀態,同時還可以節約養護成本,提高養護施工效益。
1.公路預防性養護的概念和作用
1.1公路預防性養護的概念
預防性養護是隨著養護觀念更新和技術發展而出現的新理念,其應用越來越受到人們的重視和關注。具體是指在不增加路面結構承載力的前提下,有計劃地采取措施對路面進行養護,實現保養路面系統、延緩損壞、保持或改進路面功能狀態的目的。預防性養護是道路養護工作中的新理念,通過落實預防性養護的相關措施,能實現及時排除和預防公路工程質量病害的目的。養護部門在公路狀況良好或路面病害發生初期就采取有效的養護措施,防止公路病害向更高層次方向發展,從而確保公路工程平整度和完好率,有效保障工程質量,延長工程使用壽命,為車輛安全順利通行創造良好條件。與傳統養護“即壞即修”理念不同,預防性養護強調預防性,注重防患于未然,提前對公路工程的病害進行預防和控制。
1.2公路預防性養護的作用
公路養護^程中,通過落實預防性養護理念,可以降低工程的全壽命成本,節約養護維修費用,延長公路工程使用壽命。同時還可以通過對比分析不同的方案,對方案的技術性和經濟性進行比較,從而選用最佳的公路養護方案。預防性養護比傳統養護更適應現階段道路交通狀況。現階段道路交通普遍存在車流量大,人均道路面積小的狀況,如果按傳統養護理念,道路工程受到破壞之后再去養護維修,需要占用道路,容易造成交通擁堵現象。維修前路況比較差,車輛通行數量和速度受到較大限制,再加上養護維修施工占道,會進一步加劇交通擁堵。而預防性養護采用對道路進行補強的方式,工藝流程簡單,施工便捷,能最大限度降低對交通的負面影響。預防性養護在公路工程質量下降前就采取維修措施,及時恢復道路工程的通行能力,能避免加劇交通擁堵,提高行車舒適度,有效提升公路工程的安全性與耐久性。
2.公路預防性養護面臨的關鍵問題
2.1選擇恰當的路面
要想有效落實預防性養護理念,應該及時、全面掌握公路工程基本狀況,做好路面基本情況調查工作。實際工作中,需要識別具體路況,尋找需要進行預防性養護的早期信號。從而為預防性養護方案的制定、相關措施的采用、養護工作效率的提高奠定基礎。
2.2選擇恰當的時機
需要重視的問題是,預防性養護措施需要在公路工程加速破壞前進行,盡量減小對路面使用性能和工程壽命的影響,確保能為車輛安全順利通行創造便利。例如,路面裂縫修補時,在預防性養護理念指導下,應該在單條橫縫發展到多條裂縫前采取養護措施。根據路面基本情況的調查,在現有數據資料分析的基礎上,對將來路面狀況進行合理推斷,然后有針對性地采取養護措施。預防性養護一般應該提前2~8個月計劃,在合適的時段采取養護維修措施。太早會浪費資金,可能導致路面出現其他質量問題。太晚會導致更為嚴重的路面破壞,路面性能會進一步降低,影響行車舒適性和安全性。
2.3選擇恰當的措施
預防性養護措施應該具有針對性,能實現有效提高路面工程質量的目的。在執行預防性養護措施前,主要流程包括:可能的措施;對具體路段采用的措施;路網中需要進行預防性養護的其他路段及優先度;材料和施工方法選擇。應該嚴格遵循上述流程,對所采取的預防性養護措施進行綜合全面考慮。并在合適的時間、較為合適的路面、選擇恰當的養護措施。其中,最為關鍵的內容是把握養護時間,采取有效的養護措施,提高養護施工的針對性,恢復公路工程綜合性能,使其更好地運營和發揮作用。
3.公路預防性養護的有效措施
3.1及時了解路面情況
養護單位和工作人員應該做好相關分析工作,及時進行路面狀況調查,掌握路面基本情況,為采取預防性養護措施做好準備。定期測定路面質量狀況,掌握路面各項質量指標,并總結和回顧路面歷年質量檢測數據,實現對路面基本狀況的全面了解。分析路面衰減趨勢,為采取有效的養護措施提高養護施工效果奠定基礎。
3.2合理把握養護時機
合理把握養護時機是非常重要的內容,應該以路面質量狀況檢測為依據,掌握路面車轍、平整度、摩擦系數、路面破損狀況,對質量狀況進行全面評定。根據預防性養護要求,將質量指標分為優、良、中、次、差5個質量等級,并根據調查數據資料,判定路面當前處于哪個質量等級。再結合各指標權重,得出路面質量狀況綜合評分,評價路面質量的基本情況,進行客觀分析和判斷,確定是否需要進行預防性養護,有效把握預防性養護的最佳時機。通常提前2~8個月計劃預防性養護措施。例如,如果發現路面有裂縫,應該在單條橫縫發展到多條裂縫前計劃并實施預防性養護措施。這樣既能及時修復道路工程,確保公路工程處于良好性能和運營狀態,還能節約成本,提高公路養護維修的綜合效益。
3.3選擇恰當的養護措施
目前,公路工程常用的養護措施包括稀漿封層技術、微表處技術、灌縫技術,實際應用中應該結合具體情況合理選用。要總結路面質量衰減規律,建立預防性養護技術措施數據庫。采用調研和鋪筑試驗等方式,總結不同病害類型和預防性養護措施之間的關系,進一步完善數據庫,為采取恰當的養護措施提供參考和支撐。
3.4落實各項養護技術
⑴稀漿封層技術。在預防新舊路面老化、裂縫、光滑、松散、剝落等質量病害時,稀漿封層技術具有重要作用。該技術已經實現規范化和標準化施工,能確保工程質量,提高預防性養護施工效益。常見技術為改性乳化瀝青稀漿封層技術,施工后1h可以開放交通,在修整路面結構,修復龜裂、車轍等病害中具有良好效果。⑵微表處技術。由聚合物乳化改性瀝青、軋制碎石、礦物填料、添加劑等組成,采用專門設備拌和與攤鋪。控制灑油量和石料用量,做好碾壓施工,提高路面抗滑能力,阻止水分下滲,延長路面工程使用壽命。⑶灌縫技術。采用人工方式進行灌縫作業,也可以用壓力式灌縫機施工。先清縫,再灌縫,保證灌縫效果,提高黏附性能,取得良好的養護施工效果。
4.結語
為提高公路養護效果,結合公路工程實際情況,落實預防性養護措施是十分必要的。公路預防性養護面臨著一些關鍵問題,需要有針對性地采取預防性養護技術措施。實際工作中,應該落實預防性養護理念,根據公路養護實際需要采取相應的技術措施,并建立完善相關養護管理制度,提高養護人員綜合素質,將預防性養護理念全面落實到公路養護工作中,確保公路養護水平的全面提升,實現公路長期處于良好性能和運營狀態的目的。
近年來,公路建設迅猛發展,公路狀況也得到了極大改善,有力地推動了社會、經濟的發展。新技術、新材料、新工藝等的應用使公路的承載能力增加,但由于交通量加大,車輛荷載增大,致使公路使用安全及壽命受到嚴重威脅,如何延長公路的使用壽命,確保公路效益最大化是公路日趨緊迫的問題,預防性養護作為主動的公路養護方式,是未來公路養護管理的發展趨向。所以,加強預防性養護意義重大,它不僅能減少養護的工作時間、節約養護成本、延長公路的使用壽命,更為創建“暢、安、舒、美”的交通環境起到尤為關鍵的作用。筆者就公路路面的預防性養護談幾點看法。
1 預防性養護的概念
公路預防性養護實質上就是早期防御性養護,它的作用在于通過一些前置的措施方法,使道路及其構造物內部和外部的病害隱患與不利的條件得到遏制、改善,保證其在正常的運營條件下,延長公路使用壽命。公路預防性養護是主動的公路養護方式,它是在路面結構強度足夠、只是出現輕微損壞,表面功能降低的情況下,通過對道路早期病害的調查、對病害成因的分析、提前發現隱性病害的存在,為恢復路面表面服務功能而采取的一種養護措施。以達到延緩路面破損、保持或提高路面使用性能、延長路面使用壽命、節約養護費用的目的。如灌縫、瀝青表處、稀漿封層等就是典型的預防性養護技術。
2 預防性養護措施的選擇
要做好預防性養護就從措施的選擇著手,預防性養護措施的選擇主要考慮路面狀況和平整度,將抗滑指標單獨處理,這是因為從物理機理來分析,路面抗滑性能只與路表淺層結構有關,與路面狀況和路面行使質量的相關性不大。所以,在選擇預防性養護措施時,通常需要考慮以下幾方面:
2.1 路面水損壞
路面預防性養護應加強水損壞的防范,在水損壞頻繁的地區,應對給排水系統、防水層進行合理有效布置。對面層空隙率過大引起水損壞的路段,應盡早采取罩面等措施。
2.2 路面破損狀況
路面預防性養護應重視材料、新工藝的開發研究與推廣,全面改善瀝青老化、剝落和路面松散、裂縫等病害。如采用改性瀝青稀漿封層、SMA 薄層封面等,但在此之前應對路面破損進行有效預處理。在對路面破損進行有效預處理時應仔細判斷路面的破損狀況,判斷路面破損狀況包括兩部分――路面狀況指數(PCI)和主導損壞類型,PCI的大小決定是否需要罩面的厚度,路面主導損壞類型決定采取措施前需要采何種預處理措施。
2.3 路面平整度
路面平整度反映了路面行駛質量。在決定罩面厚度時,應考慮路面的平整度。平整度越差,罩面應該越厚。
2.4 路面抗滑能力
路面抗滑能力的大小決定路面是否需要加鋪抗滑表層。
2.5 交通等級
交通量是路面所受的最主要荷載,交通量越大,罩面或補強的厚度應越大。
3 公路路面預防性養護的技術
路面損壞關鍵是在整個使用過程中受水損害,所以預防性養護的內容主要是封水和防水。這就需要在出現任何路面病害跡象之前提早進行預防性養護維修,否則就會使路面惡化,直到需要使用高額的結構罩面或整體重建。因此,應高度重視公路的日常小修保養,按照“及時、補早、補少、補徹底”的原則修補小型路面裂縫。以瀝青路面為例,主要有乳化瀝青稀漿封層、微表處、薄層罩面等技術。
3.1 路面的表面處理有霧封層、還原劑封層、稀漿封層、Cap封層、微表處、石屑封層和薄層罩面等措施,目的是封縫封水、抗滑、改善平整度、恢復表面功能,但我們常用的方法有以下幾種:
3.1.1 霧封層技術
瀝青路面的絕大多數病害都是由于水的原因造成的,有效地預防路面進水是非常必需的,而路面霧封層技術是一種很直接、有效和經濟的預防性養護措施。簡單地說就是利用專用霧封層灑布車在瀝青面層上噴灑一層薄薄的、高滲透性改性乳化瀝青,以形成一層嚴密的防水層將路面封閉,起到隔水防滲、保護路面功能的原理,最大限度的減少路面的水破壞,加大路面骨料間的粘結力,由此延長其使用壽命,從而節約養護資金。經霧封層后,由于所用材料流動性比較大,可滲入到骨料縫中去,可流入到裂縫中去,對路面“輸血”,從而恢復路表瀝青粘附力,填補微小裂縫和空隙,防止路表水下滲,這將路面性能維持2-3年時間,推遲養護維修工程,提高道路的經濟效益 。
3.1.2 微表處技術
采用微表處技術作防滲水處治后,可延緩和阻止病害的繼續發展,防止路面病害進一步惡化,避免造成結構性破壞,維持路面的使用,推遲大修日期;微表處可以在路面上形成比較密實、堅固的路面磨耗層,治療路面早期病害。當路面出現表面功能衰減、輕微車轍和不平整時,通過攤鋪解決問題,提高道路的抗滑能力、保護路面性能,延長路面使用壽命,節約瀝青材料和資金,提高養護質量。
3.1.3 稀漿封層技術
稀漿封層是一種較理想的養護施工技術。它能夠快速維修養護新、舊路面,治愈瀝青路面早期出現的磨損、老化、裂縫、松散、坑槽等病害,提高路面的防水、抗滑、耐磨等功能,其施工工藝簡單,且造價較低。養護中應根據道路及路面情況,明確采用稀漿封層的類型,并根據封層的結構與耐磨性確定集料品種及質量、規格及級配,選擇適宜的改性劑、乳化劑、外加劑,并根據現場情況確定適宜的填料種類及用量。
3.2 路面裂縫填補有灌縫等技術,目的是封縫封水,防止繼續發生破壞,并波及基層和路床。灌縫是為了防止在荷載作用下和雨水沖刷造成裂縫的擴展,應及時對裂縫進行灌縫,這樣可以有效降低路面的破損。它主要是針對于路面病害的預防性養護,有傳統灌縫和灌縫機灌縫。灌縫機主要用于瀝青路面、水泥路面、場地的表面裂縫處理。灌縫機灌縫采用專業機械操作,通過開槽機對裂縫開槽后,用熱噴槍或吹風機將槽內的碎渣及灰塵吹凈,再用灌縫機將密封膠灌注到裂縫,從而修補裂縫,并確保道路的整體使用性能,這樣就可延長公路的使用壽命。
中圖分類號:X734文獻標識碼: A
隨著經濟的發展,交通越來越方便,市民的出行越來越便捷,城市居民對交通的使用量也在不斷增大,所以對路面養護的需要迫在眉睫,由于瀝青路面經久耐用,所以被廣泛的用于城市道路的建設中,傳統的等損壞后再維修的處理手段既加大了成本,也增加的維修的難度,所以預防性的養護技術被有關部門越來越多的重視起來。
1 公路瀝青路面預防性養護決策評價準則
1.1 路面的結構強度
根據《公路技術狀況評定標準》里關于路面結構強度指數公式,我們可以很容易的得出,強度指數大于或等于 83 的,公路的等級為“良好”。與此同時,根據《公路瀝青路面預防性養護技術規程》,高速公路的路面強度指數應該大于或等于 85。只有在這種情況下,才可以對瀝青路面進行預防性養護。本文就是將路面強度指數定位在 85,以此來評價是否可以對公路進行預防性養護。
1.2 路面的抗滑性能
公路的抗滑能力如果小于 40 的話,就應該采取加鋪罩面層等措施來增強路面的抗滑能力。這是由《公路瀝青路面養護技術規范》明文規定的。通過對我國華東地區幾條高速公路瀝青路面的分析,我們得出了路面的抗滑性能和交通事故發生率之間的關系。如果路面的抗滑性能低于 45 時,下雨天出交通事故的可能性就會很大,成急劇上升的趨勢。華東地區高速公路的瀝青路面抗滑標準是 45,這是最小值。可以管控的范圍是 45 - 58 之間。參考其他資料,通過相關的分析可以得出,路面抗滑能力應該維持在合理的范圍里。一般情況下,就路面抗滑性管控在 50 上下是非常適宜的,既經濟又合理。經過慎重的研究,我們認為路面抗滑性能若小于 42 的話,就可以對路面進行預測性養護。但對于數值在 42―48 之間時,這時應該采用的預養護應該是碎石封層和微表處的封層類養護措施。
1.3 車轍的深淺
試驗說明,當地的表面積水到達 10 毫米,車的速度是每小時一百公里時,摩擦幾乎就不存在了,摩擦系數都趨于零。這個時候其實已經發生著漂滑。在理論上進行分析的話,高速公路的車轍不應該超過 10毫米,這樣使為了使安全行駛的車輛避免發生非常危險的漂滑現象。經過同濟大學的研究人員與道路工程和汽車工程界的探討分析,我們得出的結論是: 車轍深度應盡量為 10 毫米到 15 毫米之間。由于我國高速公路的交通運輸量比較大,超載現象時常發生,所以,在綜合了國內外車轍深度研究的基礎上,得出,車轍深度應該在 12 毫米和 25 毫米之間。在這樣的區間內,才可以進預防性養護。
1.4 裂縫率
在我國,公路的裂縫比較嚴重,無論是普通公路還是高速公路。但是,現行的規范里,并沒有對此做一個明確的規定,以作為評價標準。現在依據《高速公路瀝青路面預防性養護技術與應用》,并結合日本道路養護的規范,我們可以對路面的裂縫進行評價。路面現實的而服務能力主要是綜合考慮了裂縫率、車轍的深度以及路面的平整程度。因為我國道路的裂縫比較厲害,因此,綜合考慮到這樣的實際情況,我們確定了: 當裂縫率大于 3. 5%時,路面就應該采用熱拌瀝青混凝土罩面養護的方法。當裂縫率在 1. 0%―3. 5%之間時,需要采取霧封層、稀漿封層、微表處等封層類預防性養護的方式。
1.5 國際平整度指數
美國的一份報告中規定,當平整度指數在每千米 1. 6 米和 2. 5 米之間時,路面就需要采取罩面或者封層的養護措施。根據國內的分裂標準,以及我國高速公路實際的養護狀況,本文擬將國際平整度指數定位在每千米 2 米到 3. 5 米之間。在這個區間內,高速公路需要進行預防性的養護。
2 路面預防性養護技術的類別
高速公路的瀝青路面預防性養護措施包含著多種類別。同時,每一種,類別都有自己獨特的特點。根據目前比較常用的養護措施,可以將之分成四大類: 局部的修補、裂縫修補、表面封層以及罩面。
2.1 局部修補
路面的局部缺陷是由于施工不當或者設計不當造成的,如果不及時的進行修補,路面的破損程度就會變得更加的嚴重。對于局部修補,一般使用熱拌瀝青和冷拌瀝青兩種方式。熱拌瀝青的施工條件雖然比較苛刻,但效果較好; 冷拌瀝青工藝簡單,但是修補完成后使用的壽命比較短。
2.2 裂縫修補
瀝青路面產生裂縫的話不僅影響公路的美觀,而且還會使雨水進入瀝青的下面,最終導致路面的承載能力下降,進而導致公路的使用壽命大大的縮短。通常情況下,瀝青路面的裂縫都比較小,修補起來也比較容易。對于小裂縫,一般采取瀝青結合料的方式進行修補。一般在4―5 月份進行效果最好。
2.3 表面封層
表面封層主要用來延緩瀝青的老化。使得路面的抗滑能力得以恢復,延長道路的使用壽命。目前最為常用的表面封層技術主要分以下四種: 稀漿封層、霧封層、微表處和石屑封層。
2.4 罩面技術
罩面技術使一種處于“傳統磨耗層”和“厚表面處置”之間的技術。在法國,30%的道路路面使用的是罩面技術。薄層罩面可以有效的防止地面水滲入瀝青下面,降低路面的噪音并且減少水汽和霧,從而提高道路的抗滑性能。另外,使用薄層罩面還可以提高道路的平整度。罩面技術分為表面磨耗層和粘結防水層。前者可以提高路面的抗滑能力,增強平整度; 后者可以防止雨水等地上水的下滲,在一定程度上可以延緩道路路面的裂縫。
3 使用性能評價標準的建立
在我國,目前的情況下,還沒有明確的公路預防性養護規范。所以,只能根據一些專家的研究成果,并結合我國的實際,總結出瀝青路面的預防性養護標準。如下表所示:
4 公路瀝青路面進行預防性養護的意義
4.1 減少對公路正常運行的妨礙
路面養護的后期,由于公路已經不能行車,需要對公路進行重新鋪設。在施工中,必然會妨礙正常車輛的通行。而預防性養護則具有施工速度快、靈活簡單的優點,可以在短時期內進行修復,不會對公路的正常運行造成干擾。
4.2 維持經濟效益
預防性的養護可以提前評估路面的破損情況,并及時的采取措施防止路面進一步受損。這樣在很大程度上大大節省了重新建設的資金,降低了公路養護的預算,收到了良好的經濟效益。
4.3 盡量延長使用壽命
公路的修建是個大工程,所以在投入大量的資金后,如果放任它不管,會造成很大的資源浪費。而在道路的使用期內對瀝青路面進行預防性養護,可以抑制破損的發展,盡量減少對公路進行大修的次數,延長公路的使用壽命。
5 路面預防性養護的決策分析
依據公路路面的實際情況,然后再根據預防性養護決策的評價標準,本文欲使用預防性養護決策的模型進行預防性養護的規劃。公路瀝青路面的預防性養護模型可以參照上文中第三部分的表格。在表格中,主要有強度指數、國際平整指數、車轍深淺、抗滑性能、裂縫率五個指標。這些指標的分類如下:第一指標: 結構強度指數( PSSI)第二指標: 國際平整指數( IRI)第三指標: 車轍深淺( RD)第四指標: 抗滑性能( SFC)第五指標: 裂縫率( CR)通過以上的分析,我們可以得出,抗滑性能和車轍深淺表示著在路面上行駛的安全性。而裂縫率和車轍深淺則表示著路面的破損程度有多大。
6 當前研究中遇到的難題
我國對于公路路面的預防性養護真正開始并得到重視是在 2004年之后。所以,當前多數養護性的措施主要停留在試驗的階段,同時,還很缺乏預防性養護使用性能的數據。因此,預防性養護還未普遍的應用于我國各級公路的養護中去。在這樣的情況下,如果要計算預防性養護所產生的效益,難度是非常大的。
7 結語
本文簡要的總結了各類不同的預防性養護措施,主要有局部修補、表面封層、裂縫修補、罩面技術。進而根據以往的研究成果,總結出了預防性養護決策的模型。這個模型和評價原則是一致的。最后介紹了預防性養護的決策以及在當前的研究中存在的難題。因此,本文的研究對于各個交通管理部門對瀝青路面進行量化分析具有很重要的參考作用。另外,本研究可以為公路瀝青路面的預防性養護決策提供理論上的依據,從而在實踐上更具有指導性。
參考文獻
道路預防性養護(Preventive Maintenance)概念最早提出于美國的20世紀90年代,這種概念區分于傳統的道路養護理念。主要有如下兩個觀點:①讓狀態良好的道路系統保持更長時間,延緩破壞,在不增加結構承載能力的前提下改善系統的功能狀況;②在適當的時間,將適用的措施應用在適宜的路面上。美國聯邦公路局對預防性養護措施的定義是:為了防止路面早期破壞和延遲路面破壞的進程而采取的措施,其目的是延緩路面的破壞速度,延長路面的使用壽命,降低道路使用壽命周期費用。瀝青路面由于長年處于風吹、雨淋、日曬、凍融等自然氣候的侵蝕下,使路面材料中瀝青與礦料不斷發生物理與化學變化。同時,路面車輛荷載的作用造成瀝青路面開裂,隨后路面透水,基層變軟,坑槽出現,路面狀況也就逐漸變壞。從瀝青路面損壞特征分析和使用性能衰變情況的研究中得知,瀝青路面在初期、早期的使用性能下降很快,而后期變慢,因此對瀝青路面系統地實施預防性養護是非常重要的。
一、公路瀝青路面預防性養護概述
1.公路瀝青路面預防性養護內涵解析
公路瀝青路面預防性養護概念的重點在“預防”二字上,并非公路結構造成嚴重毀壞達到不可修復的時候再進行養護,當公路結構基礎完好或只有輕微損壞時,就要采取養護措施,所謂“防微杜漸”。預防性養護概念的提出表征我國的道路養護觀念和以前相比有了很大提升,理念不局限于傳統養護,公路養護向更健康、更科學的方向發展。預防性公路養護重在“時機”的選取,發現病因,對癥下藥。值得注意的是當公路的結構性能發生改變或損壞比較嚴重時就超出了預防性養護的范疇,應具體采取更合適的道路養護方式。
2.公路瀝青路面預防性養護概念提出的必要性
(1)有利于規避風險。道路交通事業是一個區域經濟發展、人們日常生活的基礎,若是在出現嚴重問題后才進行修復,將會浪費大量人力、物力和財力,勢必影響問題道路周邊區域的正常生活,造成交通堵塞,還會容易引起交通事故。因此,對道路的養護應該防患于未然,以實現有效地規避風險;
(2)降低公路養護成本。預防性養護將會有效地延長公路的使用壽命,可以減少大規模的返修和周期維護的次數,大大節約公路管理部門用在公路養護方面的費用;
(3)節約資源。預防性養護可以長時間維護公路性能的正常發揮,減少維修、返修、重修的機率和施工周期,并可減少因施工封路而影響人們出行或者加重其他交通線的通行負擔,同時公路正常運行可以減少車輛繞行及因路面問題而加大的能耗和性能損壞,做到節能減排,實現社會效益、經濟效益和環境效益的和諧統一;
(4)保持公路較高的平整度和完好率。公路網好比城市的“血管”和“窗口”,預防性養護可以更好地保持道路的完好率和平整度,使城市整體感觀提升,另外可以減少維修、返修、重修時機器轟鳴、塵土漫天的情況。
二、公路瀝青路面病害的表現與成因
由于各種原因造成的公路瀝青路面結構會出現沉陷、裂縫、泛油、凍脹翻漿、車轍、龜裂唧漿、松散、擁包等八種常見問題被稱作公路瀝青路面的病害,其具體表現和成因詳見下表:
三、公路瀝青路面預防性養護措施
1.瀝青路面預防性養護措施類型
預防性養護措施的種類較多,且因為不同地區、不同管理部門、不同承包方針而對不同的路況所用的預防性養護措施不盡相同。但是,一個完整的預防性養護計劃應該包括路面行車道、超車道、路肩、分隔帶、排水系統等方面的內容。目前,國內外普遍采用的路面預防性養護技術措施主要有如下幾種。
霧封層。霧封層的主要目的是防止瀝青路面老化,防止路面水損害,是直接將乳化瀝青(無集料)噴灑于路面的一種預防性養護措施。一般噴灑量為0.23L/m2~0.45L/m2。霧封層主要用于封住路面,同時防止因老化引起的路面松散。霧封層可用于有中等程度縱橫向裂縫的路面、松散的路面以及瀝青老化嚴重的路面。由于霧封層通常在一定程度上會降低原路面的抗滑性能,故霧封層不可用于有明顯疲勞裂縫的路面、泛油路面和抗滑性能較差的路面。采取霧封層后不能立刻開放交通,需要封閉交通2h。
稀漿封層。稀漿封層是指將一定級配的礦料、水和乳化瀝青按一定比例拌和均勻后攤鋪到路面上的一種預防性養護措施。稀漿封層技術充分利用乳化瀝青材料的裹覆性、流動性好和滲透力、粘結力強的特點,可以封住表面良好但已氧化的路面,提高路面的抗滑能力,糾正熱瀝青混合料的松散和細集料的散失,減小噪聲,封住微小的路面裂縫和改善行車舒適性。故可用于有輕度縱橫向裂縫、磨耗嚴重或松散、老化、缺乏摩擦系數、滲水的路面。但是當路面出現明顯的疲勞裂縫或車轍較深、溫度裂縫嚴重時不宜采用。
微表處。微表處是在乳化瀝青稀漿封層基礎上發展起來的一種路面養護技術,它采用的是慢裂快凝的高分子聚合物改性乳化瀝青、100%破碎的集料、礦粉、水和添加劑組成的稀漿混合料。由于微表處技術具有良好的防水性、抗滑性能和耐久性,比普通的稀漿封層更好,并且成本低、施工簡便、路面性能好、開放交通快,一般可延長路面使用壽命3~5年,因而,近年來在國內各高速公路瀝青路面養護中得到了廣泛的應用。目前微表處技術應用領域不斷擴大,不僅作為一種預防性養護的手段,而且還廣泛地應用于輕度車轍的修補工作,作為防水用的下封層,加鋪在水泥路面或橋面上作為抗滑磨耗層等。
2.路面預防性養護措施的執行
路面預防性養護措施的決策是一個綜合的過程,包括選擇恰當的路面、確定最佳預防性養護時機等,并對預防性養護技術進行分析,以確定最佳的預防性養護方案。目前路面預防性養護時機的選取方法主要有行駛質量指數和破壞指數法、基于時間或路況的方法、費用效益評估法、排序法、生命周期費用評估法和決策樹/決策矩陣等。執行支持矩陣情況見表1,不同預防性養護措施實施的時間見表2。
上述方法各有利弊,采用任何一種方法制定的最佳預防性養護時機都難以達到理想狀態,最佳預防性養護時機的制定要綜合各地所處的氣候區域、路基路面結構和材料、交通狀況、施工經驗以及路面的養護歷史等加以上述方法的指導來進行。
結語:文章對霧封層、稀漿封層、微表處三種專項養護措施進行了簡單介紹,分析了各方法處治病害的特點、適用性等。進行預防性養護的關鍵是選擇合適的路面,即路面必須具有足夠的結構承載能力,同時應在恰當的時間應用恰當的預防性養護措施。對實施預防性養護的路面主要考慮如下因素:路面類型和路面結構、路面破壞類型、程度、范圍,尤其是裂縫、車轍等。
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