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公路养护技术方案优化与实践
2021-01-26 来源:中国公路 

  我国公路的路面主要可分为两种,一种是沥青砼路面,一种是水泥砼路面。沥青砼路面因其表面平整,坚实、无接缝、施工工期短、养护维修简便和有良好的减振性等优点,有逐年替代水泥砼路面的趋势。现以沥青砼路面的破损类型及成因为例进行分析并提出养护优化方案和实例。

  1 沥青砼路面常见的破损类型

  沥青砼路面主要出现的破损类型四类:裂缝类,包括横向裂缝、纵向裂缝、龟裂以及推移裂缝等;松散类,包括坑槽、松散等;变形类,包括沉陷;其他类,包括泛油、冻胀以及翻浆等。

  2 沥青砼路面常见病害的原因

  本文以主要病害裂缝及坑槽为例,对造成沥青路面病害的原因进行分析。

  2.1 造成沥青砼路面裂缝的原因

  沥青路面的裂缝主要包括横向、纵向以及龟裂。出现横向裂缝的原因主要包括温度、荷载、原材料以及公路路面本身就存在薄弱环节等因素。以温度因素为例,例如骤然出现较大幅度的降温时,沥青面层就会产生收缩。沥青混合料的应力无法与温度应力的变化相匹配,使得沥青面层中的收缩拉应力超过了沥青混合料的抗拉强度,使得沥青面层开裂。纵向裂缝出现的原因主要包括路基碾压时填土未被压实或两侧的密实度不一致,使得路基不均匀而沉陷,形成裂缝;对路进行改建时,新路和老路相接之处没有进行很好的额处理,使得路基不均匀,形成裂缝等等。龟裂产生的原因则主要是路面受到车辆荷载的反复作用,长期发生应力应变交叠,使得路面结构强度下降,形成龟裂。

  2.2 造成沥青砼路面坑槽的原因

  当坑槽位于沥青路面的表层时,产生原因主要是沥青混合料的孔隙较大,与石料之间的粘力不强,路面积水下渗并停留在表层的沥青混合料中,并与车辆共同对其作用,使得路面形成自上而下的坑槽;当坑槽位于沥青路面面层及基层时,主要原因是路面积水下渗至面层和基层,车辆的作用使得水的压力不断对基层表面的细料进行冲刷,产生灰浆并进入表面。车辆离开后灰浆又回到原来的位置。反复如此就会使裂缝为中心点的地方出现下陷。灰浆数量达到一定程度时即会产生坑槽。

  3 公路养护技术方案的优化

  目前,在公路养护中出现了很多新技术及新工艺,能够很好的提高养护质量。因此在进行公路养护时,无论是沥青路面还是水泥砼路面,都要根据路面的具体病害,不断结合新工艺和新技术,对自身的技术方案进行调整和优化,将最新工艺与传统的养护工作中的优势相结合,在保证养护质量的前提下,实现对最新技术和工艺的运用、养护成本的最优以及养护效率的最高。具体来说,在对公路养护的技术方案进行优化时,可从以下几方面进行。

  3.1 要采取可靠、先进、合理的养护技术

  养护技术在养护方案中是非常重要的环节,因此要对技术方案进行不断优化。尤其是在新技术的使用过程中,要保证技术本身以及实施过程中的可靠、先进、合理,提高公路养护的质量,并保证养护过程的劳动生产率,同时提高公路养护的自动化水平。例如要对施工技术对环境所产生的影响因素进行分析,提高养护工作的整体质量。

  3.2 对新材料进行优化分析

  在养护过程中,要对新材料进行可行性方案的分析,尤其是要保证新材料能够与新技术、新工艺相契合,而且在环保性能、延长路面的使用年限等方面也要具有优势。只有如此,才能保证养护工作从长远来看具有较高的意义。

  3.3 对养护方案的投资成本进行优化

  对养护方案的投资成本进行优化分析,是指要保证新技术、新工艺及新材料所需要的施工成本与其所具有的经济效益、环境效益等相匹配,只有如此,养护工作本身的价值才能够充分体现出来。具体来说,可在预算阶段对技术、工艺方面的投资成本进行较为精确的预计,并根据工程的实际情况不断对其进行调整优化。

  4 预防性养护新技术实践

  318国道江苏段,位于江苏省苏州市吴江区境内,全长52.558公里。于1996年完成一级公路改造,为双向四车道水泥砼路面;2008年针对原水泥砼路面进行改造加铺为沥青砼路面。2015年经过病害调查,路面病害以横向反射裂缝和纵向裂缝为主,局部路段存在坑槽修补、水损害和车辙病害。于是采用U-PAVE10超薄铺装技术进行了预防性养护试验。

  U-PAVE超薄铺装技术是在PG70-22等级SBS改性沥青、高质量玄武岩集料的基础上,添加具有温拌-抗车辙效果的复合型添加剂提升高温性能和抗裂性能,并使用高粘乳化沥青作为粘结层,提高层间粘结效果。U-PAVE超薄铺装要比Novachip铺装技术成本降低15%~20%。U-PAVE施工中具有温拌效果,同时降低了生产成本,减少了碳排放,具有节能减排的效果。

  通过U-PAVE超薄铺装技术的应用,有效提升了原路面的整体技术状况,提高了沥青面层抗开裂能力,降低了反射裂缝的扩展速率。U-PAVE超薄磨耗层平整度良好,抗滑性能亦较为理想。U-PAVE超薄磨耗层整体表观效果良好,提升了路面的行车舒适性,经试验铺筑效果观察,车辙深度增长缓慢,反射裂缝条数明显减少,达到了处治车辙和抗反射裂缝的预期目标。

  通过本次U-PAVE超薄铺装技术的实施,施工过程中存在的问题及建议总结如下:

  (1)原路面病害处理是影响U-PAVE罩面铺装质量的因素之一,因此,在进行U-PAVE施工前,应做好原路面裂缝、坑槽病害的处理,本次通过对不同的裂缝处治实施方案的对比,建议在后期施工过程中采用高性能灌缝材料取代传统的热沥青灌缝,以提升路面裂缝的处治效果。

  (2)超薄铺装层由于铺装厚度较薄,施工过程中降温较快,本次通过采用复合增效剂延长了材料的有效施工温度区间,在施工过程中,碾压机械应遵循“高温、紧跟、慢压”的原则进行碾压,并根据现场碾压效果调整粘轮碾压遍数,保证路面压实度。同时,建议在有条件的情况下,可进行一体化摊铺施工,以保证层间粘结效果。

  结束语

  综上所述,在公路的日常运输中,由于受到诸多因素影响,导致其经常出现一系列问题,影响了公路性能的发挥,同时也对行车安全产生了不利影响。因此要加大对公路的养护力度,并在养护过程中结合新工艺、新技术及新材料,不断对养护技术方案进行优化,并在实施过程中保证质量,从而提高公路的使用年限。



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