山东三山公路工程监理咨询有限公司
摘要:本文首先分析了公路沥青路面预防性养护的含义,接下来详细阐了高速公路沥青路面破坏特征及形成原因,最后对沥青路面预防性养护措施做具体论述,希望通过本文的分析研究,给行业内人士以借鉴和启发。
关键词:公路沥青;路面破坏;预防养护
引言
随着我国经济的快速发展,人们生活水平的提高,越来越多人拥有了自己的交通工具,尤其是汽车的增加,增大了公路的负担。交通高速公路几乎全部是沥青铺设的路面,沥青是一种炒拌料,具有很好的透水性,即使在下雨天也不易打滑,提高了交通的安全度;另外,具有耐高温特性,天热了也不会熔化;而且方便维修,使用摊铺机,一趟可铺12米以上的的路面,实现了机械化铺设。然而传统的高速公路路面养护方式已经不适用沥青道路的养护,因为以往采用的事矫正性养护,就是说在高速路面已发生明显病害甚至导致了事故后才进行人工养护,而这导致的养护成本大大提高,也加大了道路事故的发生可能性;另外,矫正性养护的施工工程量大、施工维修周期长,影响道路的使用,造成路段交通堵塞,缩短了路面的使用寿命,因此,我们开始探究高速公路沥青路面的“预防养护”。
1公路沥青路面预防性养护的含义
高速公路沥青路面预防性养护是指在路面结构强度充足,且表面功能衰减的情况下,为恢复路面表面服务功能而采取的一种周期性的养护措施,公路沥青路面预防性养护是以延长路面使用寿命、保持路面基本功能为目的的主动型养护作业。按工艺的特点可以分为裂缝填封、表面封层、表面罩面三大类。
2高速公路沥青路面破坏特征及形成原因
2.1车辙
车辙是指由于重复的沿着机动车行车轨迹的车轮碾压而导致沥青路面变形、沥青层的厚度减小、路面硬度减弱,以及因此而导致的其他路面损害。比如雨天积水,会影响道路交通,拖慢行车速度,引发行车安全问题;另外,冬季路面积水结冰,可能导致滑车危险。车辙的形成主要是因为在行车荷载过大的情况下,路面结构和土基会产生补充压实的结果,路面的结构层中材料发生侧向位移,从而产生了累积永久变形。车辙根据形成原因不同又分为结构性车辙、沥青混合料的流动性车辙或失稳性车辙、磨耗性车辙以及施工不良造成的车辙。1.结构性车辙是由于交通负荷大大超出了路面每个结构层的承载度,而导致沥青面层以下的各个结构层发生变化。从路面外观上看,呈现“凹”状,宽度比较大,两边没有明显的凸起。2.沥青混合料的失稳性车辙是由于沥青混凝层发生了侧向的流动而导致路层变形,由于车轮碾压的反复作用,交通负荷大大超出了沥青混合料能够达到的稳定度极限。从路面外观上看,呈现“W”状,两边有凸起。3.磨耗性车辙是由于连续不断的车轮磨耗以及恶劣的自然环境的影响下,高速公路的沥青路面结构的顶层材料连续损失而成。4.施工不良造成的车辙是由于土、油和石的配比控制不合格,导致沥青混凝土的空隙率不达标,在车辆的反复碾压下空隙率发生变化。
2.2沉陷
沉陷是一种相对较为严重的路面损坏问题,由于其对汽车的行驶产生了较大的影响,相应的,对交通通行也产生了一定的阻碍,甚至出现轮胎爆破等问题,最终引发车祸。沉陷的原因有很多,如路基承载力较差,其主导因素为路面的设计和施工缺乏规范性,是一种先天问题。如路面传送到路基层的载重超出正常范围,则路基就会无法承受其压力,进而产生沉陷问题。另外,路基水文地质条件较差也会使路基湿软且其厚度不足,进而产生沉陷。
2.3桥头跳车
桥头跳车主要集中在路桥工程过渡段中,其以硬钢板为主材。若直接采用沥青路面覆盖,则能够有效提高路面的平整度,为高速汽车行驶创造有利条件。桥头跳车的主要原因是材料压实不够均匀,在车辆运行中,受材料因素的影响会出现高差,最后出现桥头跳车问题。
3沥青路面预防性养护措施
3.1车辙预防养护措施
针对上述造成车辙的主要原因,出现的“道路施工时路面层没有压实或者压实度不够,行驶的重载或者超载车辆过多,土、油和石的调配比例不合理”等问题,提出以下的路面预防养护措施。一是合理调整材料配比。沥我们通过研究发现,增大集料的粒径大小可以提高沥青公路抗车辙的能力,前提是具有科学合理的集料级配,以求增大集料之间的密度,从而增大沥青路层的硬度。因此集料品种要慎重选择,以嵌挤性、粘附性、表面粗糙度为主要依据2.沥青厚度适度。经研究如果沥青路面层厚度不合格,会较早导致路面早期破坏。所以沥青路面结构层的厚度应该和混合料层达成比例厚度,一般情况下,科学的设计结构层的厚度要求要大于集料厚度的3倍。
3.2裂缝预防养护
(1)保证设计合理性①确定合理的结构层厚。当基层厚度从10cm增至25cm以后,承载能力可以提高近3倍。基于此,在条件允许时,应增加其厚度。此外,当面层厚度超过15cm时,还应预防由于受拉疲劳造成的裂缝,并起到降低剪应力等作用。②优先考虑密实型沥青混凝土面层,减小空隙率,减慢沥青的硬化速度。③混合料级配的选配过程中,应对包含低温情况下的抗裂性、高温情况下的疲劳性能及稳定性进行综合考虑。(2)保证选材合理性①选择具有良好松弛性的沥青,将其作为面层材料,使延度和针入度都能达到设计要求。如果工程所在地区缺少优质沥青,则可在沥青中适量加入添加剂。②选择具有良好抗冲刷能力,且干缩与温缩系数相对较小,有着极强抗拉能力的材料,将其作为基层。③在条件合适时,可采用SMA与改性沥青,这样可以在防裂中发挥有效作用与效果。(3)正确施工①施工过程中确保集料保持干燥,且所有材料应保持洁净。②在混合料配置过程中,应对加热的温度与时间进行严格控制,避免沥青老化。同时,加强混合料的碾压,确保压实度达到要求。③对碾压过程中的基层材料含水量进行严格控制,不可超过标准要求的最佳含水量范围,这是保证基层密实性的重要前提。④完成基层施工后,要立即进行保湿养护,不得长时间干晒。在完成碾压施工后,要使用乳化沥青进行粘层及透层的施工,并尽快开始面层的施工。⑤混合料摊铺必须连续进行,减少或避免冷接缝,因为接缝是最容易进水的部位。(4)加强养护与维修对现有的排水系统进行完善,通过检查及时发现和处理裂缝,避免水从裂缝中深入对基层造成破坏,引发更严重的病害。
3.3坑槽预防养护
①利用具有良好抗老化性能及粘附性的沥青和集料,同时对混合料的级配进行合理设计。②保证混合料配制质量,摊铺施工中充分考虑气温,保证混合料实际温度处于允许的范围内。此外,还应切实保证摊铺的均匀性及压实度,尽可能减小空隙率。③对路面的排水系统进行完善,避免水在路面上长时间停留。④在铺好的路面上采用机械设备时,要采取必要的防污染措施,以免对路面造成污染,产生坑槽。
结语
总的来说,随着我国社会经济的不断发展,我国的道路桥梁建设也在不断增多,这也极大的满足了人们的日常出行。而要想保证人们的出行安全,就必须高度重视道路桥梁工程的质量,做好裂缝的控制工作。这就需要相关的工作人员要注意总结裂缝的成因,然后采取有针对性的措施以及方法,最大程度的减少和消除道路桥梁工程中的裂缝,从而保证工程质量,推动我国社会的可持续发展。
参考文献:
[1]张其禄,王守强,任宪富.高速公路沥青路面早期损坏及预防性养护[J].城市建设理论研究:电子版,2013,(31):22-23.
[2]郭锡刚.概述高速公路沥青路面车辙的预防及养护措施[J].城市建设理论研究:电子版,2013,(33):11-12.