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瀝青公路路面預防性養護問題探討

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標簽:工程管理,建筑工程管理論文, 瀝青公路路面預防性養護問題探討,http://www.tljciu.live

  摘要:目前,瀝青混凝土路面因其具有良好的力學性能和較好的耐久性以及行車舒適性,成為我國公路選用的主要路面結構形式。但是瀝青路面在經受繁重的軸載負荷和經受氣候、環境的影響的前提下,路面使用品質受到嚴峻考驗,因此保持優良的路面使用品質,降低養護成本是公路瀝青路面養護管理的主要任務。文章基于此進行了概述,探討了瀝青公路路面預防性養護的幾種主要措施,并且研究了瀝青公路路面預防性養護措施的選擇。

  關鍵詞:瀝青混凝土路面;公路路面;龜裂;預防性養護;公路養護

  一、路面預防性養護問題概述

  (一)路面養護的分類

  瀝青混凝土路面由于具有良好的力學性能和較好的耐久性以及行車舒適性,成為我國公路選用的主要路面結構形式。然而,瀝青路面在經受繁重的軸載負荷和密集交通量反復作用的同時,還要經受氣候、環境的影響,路面使用品質呈逐年下降趨勢,因此保持優良的路面使用品質,延緩病害發展,延長路面使用壽命,降低養護成本是公路瀝青路面養護管理的主要任務。路面養護可以分為兩種:預防性養護和糾正性養護。所謂糾正性養護,就是我們傳統意義上的修補路面的局部損害或對某些特定病害進行的養護作業,適用于路面已經發生局部的結構性破損,但還沒有波及全局的情況,顯然這是一種事后、被動的養護方式,治標不治本,各種局部病害積累起來將形成全局性的結構性破壞,最終導致昂貴的修復(大修)工程。預防性養護是一種在路面狀況良好的情況下采取的對現有道路系統進行有計劃的、基于費用—效益的養護策略,預防性養護在沒有提高路面結構承載能力的情況下,延遲路面的損壞,維持或改善路面現有通車條件,通過延長原有路面的使用壽命來推遲昂貴的大修和重建活動。預防性養護在延緩路面使用性能惡化速率、延長其使瀝青混凝土路面由于具有良好的力學性能和較好的耐久性以及行車舒適性,成為我國公路選用的主要路面結構形式。用壽命和節約壽命周期費用方面具有重要意義。

  (二)預防性養護的特點

  預防性養護概念是美國20世紀90年代初提出的,這種概念有別于傳統的道路養護理念,AASHTO對預防性養護定義為:在公路壽命期內,為了保證路況良好、延長公路壽命并將壽命周期內養護成本降到最低,而應用一系列的預防性養護措施的系統過程。而在這一系統過程中,要在不增設建成公路系統及其附屬設施的條件下,達到延緩路況退化、保持或改進系統的功能性狀況的目的。預防性養護理念的核心在于防患于未然,基礎在于經濟性最優,也可以說,預防性養護就是指在道路使用狀況衰減的初期,在最適當的時機,應用最適當的預防性養護措施,以最小的壽命周期成本、最大程度地延緩路況退化。

  美國SHRP計劃的一個重要成果就是指出了預防性養護在延緩路面使用性能惡化速率、延長其使用壽命和節約壽命周期費用方面的重要意義,根據SHRP計劃估算,在整個路面壽命周期內3~4次的預防性養護可以延長路面使用壽命10~15年,節約養護費用45%~50%。與其他工程設施不同,瀝青路面一般在開放交通不久,就會出現程度和范圍不等的損壞。如果這些輕微的損壞在初始時能夠得到及時的預防性養護,那么損壞的擴展趨勢和速度就會受到控制,路面的結構和服務性能就可以得到維持;相反,初始的損壞得不到及時的預防性養護和維修,就可能加劇水、溫度、紫外線等自然因素對路面的不利影響,極大地縮短路面的服務壽命。因此,制定科學合理的預防性養護方案對處理瀝青路面的初始破壞,延長路面使用壽命有重要的意義。

  二、瀝青公路路面預防性養護的主要措施

  (一)稀漿封層

  稀漿封層具有比罩面節省工程資金,裂縫嚴重路段效果較好,有效防止雨水滲入損壞路基,且減少環境污染、施工簡便、降低勞動強度、節約設備能源、改善施工條件等優點。但也有對季節性要求較強,必須保證鋪筑時的溫度,在比較暖和且溫差較小的地方服務性能最好,且未成型的路面禁止車輛通過,初期穩定性較差,封閉公路使車輛造成堵塞等缺點。稀漿封層適用于以下路況的中低交通流量公路瀝青路面:路面產生輕度縱、橫向裂縫或較大面積的龜裂,PCI指標低于瀝青路面預防性養護評價標準的良級路況,路面磨耗或松散,老化路面,缺乏摩擦系數的路面,滲水的路面,但路面強度尚好,未達到罩面的間隔周期時,可通過稀漿封層技術進行處理。稀漿封層不適用于以下路況的路面:路面出現明顯的疲勞裂縫或嚴重的溫度裂縫,路面溫差較大,氣候炎熱或過于寒冷的情況下。

  (二)碎石封層

  碎石封層可密封路面表面,密封路面的細小裂縫(主要為與荷載無關的裂縫)防止水進入路面結構內部,恢復或改善路面的抗滑性能,延緩路面的松散、老化、氧化、硬化,但施工后路面噪音增加。天氣條件對碎石封層的性能影響很大,尤其在施工的時候,最好在溫暖、有太陽、濕度低的天氣使用,一般要求溫度高于15℃,相對濕度低于75%;不宜在濕度大、溫度低的天氣和霧天、雨天施工。碎石封層適合于中、小交通量,即AADT<1000~5000輛/車道或速度不大的公路;由于松動石料可能會打碎汽車擋風玻璃,因而大交通量公路不推薦使用。碎石封層適用于以下路況的中低交通流量公路瀝青路面:路面產生輕度縱、橫向裂縫或輕度龜裂,輕度泛油的路面,路面磨耗或松散,缺乏摩擦系數的路面,滲水的路面,輕度不平整的路面。碎石封層不適用于以下路況的路面:路面出現明顯的疲勞裂縫或嚴重的溫度裂縫,路面損壞嚴重。

  (三)超薄磨耗層

  超薄磨耗層可以修復路面的輕微損壞,改善路面的抗滑性能和行駛質量,延緩疲勞開裂,具有一定的增強路面承載力的功能。利用超薄磨耗層作為預防性養護措施時一般的壽命為7~10年,成本約為24元/m2~32元/m2。超薄磨耗層適用于以下路況的中低交通流量公路瀝青路面:路面產生輕度縱、橫向裂縫或輕度龜裂,輕度泛油的路面,路面磨耗或松散,嚴重缺乏摩擦系數的路面,輕度不平整的路面。碎石封層不適用于以下路況的路面:路面出現明顯的疲勞裂縫或嚴重的溫度裂縫,路面損壞嚴重。

  (四)灌縫和封縫

  灌縫指的是將密封材料灌入到裂縫里,這種裂縫通常指溫縮裂縫或寬度較大的裂縫(寬度一般大于5mm)。這種裂縫在冷季路面溫縮時寬度較大,而在暖季因材料膨脹裂縫寬度較小,加之暖季多雨,所以填縫的最佳時機應在氣溫較低的干燥季節(溫度在7℃~18℃),如安排在春季和秋季。封縫指的是沿裂縫涂刷少量稠度較低的瀝青或密封材料,這種裂縫一般比較微小(寬度一般小于3mm),這種裂縫在高溫季節大部分可以愈合。灌縫、封縫應用的最佳時機應在路面很少或者沒有出現結構性裂縫之前進行,路面裂縫范圍較小、程度較輕時應用才經濟有效。如果路面出現大量疲勞裂縫,灌縫、封縫就不再是一種經濟有效的預防性養護措施了。

  (五)霧狀封層

  霧狀封層是采用機械設備(瀝青噴灑車)將稀釋的慢凝乳化瀝青噴灑在路面上,其用量一般為0.23~0.45L/m2,霧狀封層主要用于封住路面,防止瀝青路面老化,防止因老化引起的路面松散,防止路面水損壞。但霧狀封層會在一定程度上降低原路面的抗滑性能,采取霧狀封層后不能立刻開放交通,需要封閉交通幾個小時,所以霧狀封層比較適合用于中、低交通流量并且行車速度相對不高的瀝青路面,霧狀封層適用于以下路況的中低交通流量公路瀝青路面:路面產生輕度縱、橫向裂縫,路面磨耗或松散,瀝青老化嚴重的路面。碎石封層不適用于以下路況的路面:路面出現明顯的疲勞裂縫,路面損壞嚴重,明顯泛油的路面,抗滑性能較差的路面。

  三、瀝青公路路面預防性養護措施的選擇

  (一)路面破損的預防性養護

  路面狀況特優級,PCI為100~95到路面狀況優級,PCI為95~90時,路面破損率小于0.4%,僅僅出現很不明顯的細微裂縫,路面破損狀況惡化比較緩慢,此狀態下,可不采取任何預防性養護措施。路面狀況良好級,PCI為90~80到路面狀況良級,PCI為80~70時,路面破損率小于1%,開始出現輕微的縱、橫向裂縫,路面破損狀況惡化的速率有所提升,為了防止損壞進一步加劇,適宜采取稀漿封層、微表處、碎石封層、超薄磨耗層、霧狀封層、瀝青再生劑的預防性養護措施。路面狀況一般級,PCI為70~60時,路面破損率小于4.5%,已經出現了輕度的龜裂,輕微的路面松散和坑槽,路面滲水現象較明顯,但還未影響到路面結構強度,但由于滲水嚴重會使路面破損急劇惡化,最終導致路面結構損壞。此狀態下適宜采取微表處、薄熱拌瀝青混凝土加鋪層、碎石封層、灌縫和封縫的預防性養護措施。

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