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随着社会经济的不断发展以及基础设施建设速度的不断加快,我国公路的建成通车里程逐年增加,截止到2019年底,全国公路通车里程已达484.65万km,其中高速公路达14.26万km,居世界第一,我国公路网建设已基本成型。公路养护管理目前已成为公路管理部门的一项重要工作,通常情况下,公路管理部门都是在公路出现路况质量严重下降等问题后才实施被动性的养护工程,这样既增加了养护成本,又延长了施工占道时间,影响正常行车,还会消耗大量养护材料。预防性养护则是一项积极的主动性养护措施,采用预防性养护可提前预防公路病害的发生或扩大,可在使用少量养护资金的情况下确保公路始终处于完好的状态,是一种更环保更高效的公路养护方式。
在车辆荷载及各种自然因素的影响下,随着运营时间的增加,公路路面会出现裂缝、脱皮、露骨、轻微水损害等病害,这些病害如果得不到及时处治,就会造成路面平整度下降、破损率加大、水损害逐步扩大,影响结构层的使用功能。针对这种情况,公路养护管理部门必须对病害严重路段实施养护维修工程,而这需要对相关路段进行长时间封闭施工,在较大程度上影响到了整个公路的正常通行,增加了交通运输的压力。将预防性养护技术有效应用到公路管理之中,能够有效降低公路严重受损的概率、缩减施工时间,也不需要进行长时间封闭施工,使公路能够保持正常通行状态,减少对交通运输的不良影响[1]。
预防性养护与传统的公路养护方式有较大的差异,预防性养护的有效应用既能够有效降低公路整体的养护成本,还能在一定程度上提高公路养护施工的效率。在公路的运营过程中,进行主动性的预防性养护能及时发现和预防公路在运营过程中的病害隐患,能在第一时间对影响车辆安全通行的严重路面病害进行及时处治,从而将影响公路运营的病害隐患扼杀在萌芽状态,有效保障公路使用质量,延长公路的整体使用寿命。
传统的公路养护工作通常都是在公路受到严重损坏之后才被动性地对公路实施养护工程,这种大规模的养护施工不但会增加养护成本,消耗大量的养护资源,而且长时间施工不仅会增加安全风险,还会降低公路的运营效率。预防性养护工作能促使技术人员主动掌握公路的实际运行情况,并针对实际情况进行专业性评估,对公路潜在或者是已经出现的一些病害隐患主动介入进而予以有效解决,将这些病害隐患的不良影响降到最低,避免出现大规模的养护工程施工情况,从而降低公路的养护成本,节约养护材料,做到环保养护[2]。
公路在长时间的运营过程中会受到雨水、风沙等多种自然因素的影响,导致其自身出现边坡坍塌、缺口、滑坡等病害,降低公路运行的稳定性、安全性。针对这种情况,需要采用预防性养护措施,即对公路的边坡进行现场勘察,发现隐患后结合实际情况做好预防工作。例如,采取砌筑防护圬工、增加拦水埂、导流漕、喷锚防护、滑坡预警等措施,以达到对路基的有效防护。另外,在公路的建设期,可以在公路边坡进行绿色防护,这样能防止水土流失问题的出现,提高公路边坡的稳定性。
沥青路面在使用过程中容易出现路面裂缝问题,包括横向裂缝(施工裂缝)、纵向裂缝、网裂、龟裂等。水损害是公路病害主要来源之一,如果不能对裂缝进行及时处治,地表水会沿着裂缝下渗,路基路面在地表水及车辆荷载的双重作用下产生坑槽、唧浆等病害,破坏路面结构,从而威胁到整个公路使用的安全性。如果裂缝的宽度和深度都比较大,且分布区域比较广泛,则会极大地降低公路的运行质量。预防性养护就是要主动介入解决这一隐患,在这个过程中,养护人员需要做到以下工作:(1)若是公路沥青路面上的裂缝问题较为常见,且存在时间也较长,需要对缝隙中存在的杂物进行有效清理,并使用高黏性的密封胶、贴缝带对裂缝进行有效的灌封、贴缝处治,以防地表水下渗形成新的病害;(2)对公路状况进行综合评定,及时采取合理的维护方式,避免裂缝扩大。对路面平整度较好、路面功能总体完好或者只是有比较浅的车辙的路段,为防止地表水下渗或病害扩大,通常都使用微表处、稀浆封层、开普封层等预防性措施进行处治,以提高路面的抗滑性能和防水性[3]。
排水设施完好是保障公路畅通的重要环节,在对公路排水设施进行预防性养护时,应该加大对边沟、急流槽、涵洞等排水设施的养护力度,及时疏通排水设施,将地表水有效排至路基以外,以避免地表水聚积对公路形成冲刷。尤其进入汛期后,由于降水量较大,养护部门要加强对排水系统的预防性养护,及时清理和疏通边沟、涵洞等排水设施。在具体的预防性养护工作中,养护人员要关注公路排水设施的排水性能,防止出现排水不畅的情况。另外,公路部分路段的路基结构比较复杂,养护人员需要经常对这一路段的排水系统进行跟踪观测,注重对排水情况的检查,对于发现的隐患问题要及时处理。
裂缝在沥青路面结构中普遍存在,对沥青路面的裂缝进行早期处治是路面预防性养护最基本的做法,处治时应视裂缝宽度进行分类处治,常用的器具有开槽机、吹风机、灌封机等。一般情况下,对于宽度小于5mm的裂缝,应将路面裂缝清理干净后使用高黏性灌封胶或贴缝带进行灌贴处理;对于宽度大于5mm的裂缝,按先开槽作业,然后将裂缝吹扫干净,使用灌封机将灌封胶加热至190~195℃进行灌封处理,待灌封胶冷却后(10min左右)即可开放交通。对路面裂缝进行早期处治后,可以有效提高路面的抗渗能力,预防水损害的发生,确保路面的使用功效。
该技术在低等级公路中使用比较广泛,主要针对一些路面平整度总体良好而龟网裂较多的路段进行封水处理,能在很大程度上延缓病害的发生速度。首先利用同步碎石封层车将碎石及黏结材料同步均匀地洒布在路面上,然后通过胶轮压路机进行碾压,使碎石嵌入胶结材料形成单层沥青碎石路层。在洒布前对原路面病害进行预处理,在平整度等相关指标满足要求后进行洒布,这样能有效提高路面抗滑、防水及磨耗的能力,经济实用。
在稀浆封层应用过程中,需要对相关原料的比例进行科学调配,通过水、乳化沥青、骨料、填料以及乳化剂等多种基础材料,调配成一种新型的混合材料,将其应用于公路路面的养护工作中。使用乳化沥青的主要目的是延缓混合料的凝固速度,在混合料搅拌等相关基础工作完成之后,将混合料铺在公路的路面上。稀浆封层技术主要借助乳化沥青提升路面的封固能力和黏结能力,促进公路路面防护性的提升。技术人员要确保混合料搅拌以及在路面摊铺的均匀性,从而保证这一养护技术应用的有效性。但由于受稀浆封层超薄的厚度或材料等因素限制,当车辆在车速较快时刹车,极易造成路面脱皮或磨损,故这一预防性措施不宜使用在高速公路养护中。
微表处技术经常被应用于高速公路路面养护中,它具备稀浆封层技术的优势,同时也在此基础上提升了技术水平,具有较高的经济价值。微表处技术是一种薄层处理技术,所使用的材料主要由改性乳化沥青、集料、水、添加剂及其他填料组成。在具体的应用过程中,养护人员需要使用专业机械设备按照科学的比例对这些材料进行混合搅拌,在形成流动状态的沥青混合物料之后,将其摊铺在出现病害的公路路面上,在路面上形成具有较高的抗滑性和耐久性的薄层。施工之后道路能够很快投入使用,显著缩短了养护施工的时间。微表处技术通常被应用于路面早期损害问题的处理工作中。
综上所述,对公路进行有效的预防性养护能够满足现代公路的养护管理需求,减少公路的质量问题,使其能够保持良好的使用状态。因此,相关部门要认识到预防性养护工作的重要性,要结合具体情况制订出科学合理的预防性养护方案,充分考虑各种影响因素,提高预防性养护工作的有效性,使其能够充分发挥作用,从而提高交通安全性,延长公路的使用寿命。