马爱华
(宁强公路管理段,陕西 汉中 724400)
近年来,我国经济发展迅速,各地区之间的贸易往来日益增多,对公路运输的需求量逐渐加大的同时,极大的车流量和负载量也对公路养护工作提出了更高的要求,公路管理部门更加重视公路沥青路面预防性养护技术的发展。一般将沥青路面的破损分为两类:结构性损坏、功能性损坏。路面结构的部分或整体遭到损坏则会对公路的预定可承受负载量产生不利影响。公路沥青路面的铺设旨在增强车辆行驶的流畅度、舒适度和安全性。如果沥青路面遭到功能性损坏可能会降低沥青路面的平整度和光滑度,给行车安全带来隐患。值得一提的是,随着大量新工艺、新材料和新设备的出现和应用,沥青路面使用寿命得到了大幅度增长,为预防性养护技术发展打下了坚实的基础。
(1) 路面裂缝。一般情况下,处于3~5年寿命期的沥青路面会出现很多大大小小的裂缝,形状不一,可能是横向,也可能是纵向,网状的也比较常见。有很多原因可能会导致路面裂缝。其一,原材料体积减小。沥青路面基层施工主要使用混凝土来稳定碎石。混凝土强度高,浇筑时混凝土表面水分蒸发,干燥易收缩,从而导致自身产生裂缝。其二,沥青混合料比例控制不当,降低了混合料的密实程度,也会使路面产生裂缝。最后,沥青公路车流量大,过往车辆以长途运输为主,负载量大是路面裂缝形成的主要原因。
(2) 路面车辙病害。随着现代交通的发展,各地区之间的贸易往来日益频繁,巨大的车流量给公路交通带来了很大的压力,为了减少运输成本,负载超重现象严重。公路沥青路面频繁发生疲劳碾压,对路面抗压能力产生不利影响,压损现象严重,甚至出现车辙现象。因此,要加强对车辙问题的研究,研发新工艺和新材料从根源上解决车辙问题,提高公路路面的行车质量。
(3) 路面坑槽病害。沥青路面出现坑槽病害的原因有很多。其一,施工质量不过关。路面铺筑厚度过薄。压实不达标,混合配料比不符合设计标准或原材料强度不够等问题都可能导致沥青路面出现问题。其二,受自然因素影响。按照热胀冷缩的原理,在高温或者低温条件下以及雨雪天气都会对沥青路面产生不利影响。所以,在进行公路桥梁施工时,要严格控制材料质量,加强路面排水设施建设。一旦发现路面出现坑槽病害现象,要及时进行补救。
预防性养护属于功能性养护。必须弄清公路沥青路面功能失效的时间,在路面功能仍然拥有一定服务水平时进行预防性养护。
根据路面的实际破坏情况,分析公路沥青路面预防养护的临界破坏状态,从而找出最佳时机。美国PAVER路面管理系统建立了路况等级,PCI (路面状况指数) 值和预防养护对策之间的关系,可以通过PCI值确立预防养护对策。一般而言,如果路面状况评价为良、中,即可进行大中建和改建,而对路况评价为优的路段则进行预防性养护。
效益与费用的比值是使用效益费用的基础。费用与每平方米的单价有关。效益是指进行预防性养护后路面寿命。在性能曲线中则表现为性能曲线下增加的面积。我们可以根据气候、路况、荷载、维修养护等因素来确定性能曲线。可以在管理部门费用和用户费用的基础上确定公路沥青路面的费用。其中,管理部门费用包括:初期修建费、改建费、养护费和剩余价值等。用户费包括:行程时间费、车辆运营费、延误费和事故费。
(1) 微表处技术。微表处技术是提高路面耐磨性和平整度的有效方式,在高速公路及国省干线等公路施工建设中被广泛应用。施工原理是在先进的摊铺设备基础上,以一定比例矿物填料、添加剂、水和聚合物改性乳化沥青为材料,一次性完成摊铺工作。这一工序具有很强的操作性,公路施工现场受气候、地形等因素的影响大,进行沥青路面铺设时,要根据现场情况进行一层摊铺或多层摊铺。近年来,微表处技术主要应用于在四川、山西等地,效果显著,并逐渐在全国各地推广。
(2) 稀浆封层技术。近年来,沥青稀浆封层技术发展迅速,在我国沥青公路摊铺中发挥重要作用。施工原理是以一定比例的骨料、填料、乳化沥青、水、添加剂等材料进行搅拌形成稀浆混合料,然后在设计的宽度和厚度的基础上进行摊铺。铺筑厚度以3~10 mm之间为宜。稀浆封层技术致力于改善和恢复病害不严重的沥青路面,增强路面的防水、防滑和耐磨能力,减少路面病害的发生。因此,稀浆封层技术一般用于路况相对较好的路段。
(3) 裂缝修补技术。在进行沥青路面的预防养护时,裂缝修补技术能有效修补细微裂缝。近年来,我国裂缝修补技术发展迅速,传统的裂缝修补技术主要使用改性沥青进行填缝,现在可以开槽后使用专业灌缝胶修补或者直接进行自黏压缝带粘贴等多种方式修补缝隙,能够有效避免裂缝次生路病害的恶性循环发展。裂缝修补技术受气候影响较小,能够承受高强度降水,在保证沥青路面使用效果的同时,对交通环境造成影响小,发展前景广阔。
(4) 就地热再生技术。就地热再生技术是一种原沥青路面再生技术。就地热再生技术通过重新筛分掺配一定量的新料及沥青对原路面材料进行重新级配的加工、搅拌、摊铺及碾压等工序,一次性实现原沥青路面的再生。就地热再生技术在我国大、中型城市应用广泛,通过将原沥青路面转化为新的地基,实现沥青路面的翻新,能够在降低路面养护费用的基础上提高公路维修效率。
(5) 碎石封层技术。相对而言,随时封层技术施工速度快,操作简单。在操作时,需要使用专用设备将携带的级配碎石骨料和改性沥青同步喷洒,再以胶轮碾压设备压实直到形成一层磨耗层。这层磨耗层具有将路面磨损转化为磨耗层的功能,能有效避免磨损,使路面的生命周期增长,在沥青路面的预防养护中占有重要地位。
(6) 雾封层技术。雾封层技术就是在原沥青路面的表层喷洒一层以沥青或改性沥青为原料的防护剂,具有保护膜的功能。封水防护作用良好,能在一定程度上提高沥青路面的抗摩擦能力和承载力,减少外界环境对路面的影响。无雾封层技术在对原有路面不造成损坏的前提下,能有效提高原路面的整体性能,经济又环保。
总而言之,预防性养护技术在我国起步较晚。“重建设,轻养护”的传统观念使公路管理者和养护人员缺乏对公路沥青路面的预防性养护的正确认识。因此,要加强对预防性养护相关工作人员的培训,培养他们科学的预防性养护理念。我国幅员辽阔,气候,地形变化大,进行公路沥青路面预防性养护时,要因地制宜,根据不同的地理气候特点和路面实况,选择不同的预防养护技术,达到养护效果的同时,减少资源浪费。加强员工专业知识和技能培训,推动养护机械的现代化发展。在进行预防性养护过程中,要规范管理,巩固养护成果。