张五增 王红普
(河南锦润建设工程有限公司,河南 平顶山 467300)
1)道路自身因素。路面性能下降的直接原因在于道路本身,比如路面类型、施工因素、道路通行时间等。具体如下:第一,路面类型。结构、材料是影响路面类型的主要因素。结构方面,路面由不同层面组成,比如垫层、基层、面层、封层等,路面类型、交通荷载不同,同样会影响路面材料的选择。根据材料不同,可将路面分为不同类型,比如柔性路面、半刚性路面、刚性路面等。路面使用了不同的材料,那么其物理性能也会有所不同,进而影响路面使用性能。第二,施工因素。对于沥青路面性能来讲,施工是否合理影响巨大。比如,原材料配合比不合理、施工操作不当、施工管理不到位等等,这些因素的存在,都会引发路面早期病害,工程施工质量越好,那么路面性能越好,衰变速率越慢,反之,路面性能将会下降,导致大量早期病害出现。第三,道路通行时间。简单来讲,道路通行时间也就是一条路的路龄。一般来讲,公路通车运行后,随着使用年限的不断增长,路面结构承载力将会随之下降。尤其是在行车荷载和自然因素的长期作用下,路面损坏程度更高。
2)外部因素。外部因素是影响沥青路面损坏的主要因素之一,主要在于2点,即交通因素和环境因素。其一,交通因素。交通因素即行车荷载,在路面上,车辆行驶的次数、荷载的大小均会影响路面的破坏程度。交通量越大,路面损坏越快、越严重。其二,环境因素。路面属于长期暴露在自然环境当中,雨水、气温等都会影响沥青路面的使用性能。当一个地区降雨较大的情况下,若路面排水设施不完善,无法及时排除积水,势必会引发裂缝、坑槽等病害。
1)雾封层。作为一种最常用的公路预防性养护技术,雾封层主要构成材料包括乳化沥青、改性乳化沥青等养护剂材料,混合料拌和均匀后,便可通过专门的高压喷洒车进行施工。将有一层薄薄的封层材料附着在沥青面层之上,可以及时封闭路面表层的孔隙和微裂缝,避免路面结构内进入大量水分,破坏路面内部结构。作为一种性能良好的雾封层技术,雾封层技术多用于通车2~3年的沥青路面,可用于路面早期病害防治,比如轻微纵横向裂缝、路表贫油、集料脱落等。此外,也可用于低交通量或大交通量的路面维修,具有良好的适用性。
2)微表处。微表处是由改性乳化沥青、填料、矿料、水等按比例拌和后通过专门的设备铺设于路面表层而形成,通过微表处施工,可以有效提升路面的使用性能,修复路面轻微病害,满足快速开放交通的目的。相比其他养护技术,在路面养护施工当中,微表处可以起到很好的防水作用,能够有效阻止水分下渗。此外,微表处养护相当于增加了一个磨耗层,能够有效提升路面的耐磨性能,提升新路面的摩擦能力。通过铺筑微表处,可以有效防止路面沥青老化、松散等情况,延长路面使用寿命。
3)薄层罩面。薄层罩面是在旧路面加铺沥青混合料,修复沥青路面原有病害,从而提升路用性能和道路服务能力。通过薄层罩面技术,可以改善表面平整度,提高路面抗滑能力。按照施工方法不同,可以将薄层罩面分为三种类型,即热薄层罩面、冷薄层罩面及温薄层罩面。无论是哪一种薄层罩面,均可达到良好的养护效果,且具有经济效益。
4)碎石封层。碎石封层是通过一定厚度的粘结材料将相应粒径的集料粘结起来形成一个薄层。施工中,可通过碎石封层设备将集料等材料铺设到路面,经碾压可形成沥青碎石层。碎石封层可起到提升路面抗滑能力、减轻水损害,进而保护路面结构,延长道路使用寿命。
某公路工程为双向4车道,路基宽24.5m,路面垫层为15cm厚天然砂砾,路面底基层、基层分别为20cm厚水泥稳定砂砾、30cm水泥稳定碎石。路面面层为4cm厚中粒式沥青混凝土+5cm中粒式沥青混凝土+6cm粗粒式沥青混凝土,共15cm厚。本路段通车运营多年,在2019年,曾进行了局部预防性养护维修,但随着沿线交通量不断增加,加之雨水等自然环境的作用,路面逐渐出现了大量病害,主要为横向裂缝、纵向裂缝、唧浆、坑槽、车辙等。但经路面勘查结果显示,本路段病害未贯穿基层,病害严重程度较轻,为了提高路面通行质量,做好路面维修工作,提出了微表处预防性养护工艺。第一,原路面处治。由于微表处仅能处理轻微病害。施工前,需根据路面病害实际情况,做好原路面病害处治工作。可通过铣刨开槽、灌缝等方式处治,从而提升路面养护成效。第二,路面清理。为了确保路面施工质量,需清理干净原路表上的垃圾、杂物、尘土等。第三,拌和。微表处施工过程中,首先要调整控制好填料、乳液、集料等材料的配合比,做好级配调整。此外,想要混合料能够均匀分布到摊铺箱内的话,还要保证拌和施工的和易性良好。第四,摊铺。摊铺过程中,需将施工材料按照既定顺序投入到摊铺机内,随后将摊铺机开至施工作业指定位置,保证摊铺箱周边紧贴原路面。开始摊铺前,先要检查摊铺机各个料门的高度、开度是否满足要求,若不符合规定,需及时调整。待确定机械能够正常运转且满足施工规定的基础上,便可进行摊铺施工。在摊铺过程中,摊铺速度不宜过快,一般可控制在20~25m/min,保证混合料的摊铺均匀,避免漏铺等情况。待机械摊铺完成后,针对局部摊铺不到位的地方,可通过人工进行处理。第五,碾压。通常来讲,稀浆类混合料无需碾压,在自然行车荷载下,混合料破乳产生的空隙便可自动闭合。由于工期紧张,为了缩短交通封闭时间,往往需要采用碾压工艺尽快开放交通。通过碾压施工,可以有效提升封层的结构强度,达到良好的防水、密实作用。此外,微表处路面经碾压施工后,大骨料和细集料的分布更均匀,更能提高路面的平整度,降低噪音。在整个碾压施工当中,最关键的要素在于碾压时间的控制,碾压时间直接决定混合料水分析出的快慢,这将对微表处强度的高低造成直接影响,为此,首先要做好碾压时间控制,一般要求在混合料破乳后20min以内完成碾压。其次,还要做好初压、复压、终压三个碾压阶段的控制,控制重点在于碾压遍数、碾压速度及碾压设备的合理选择。(1)初压。以双钢轮压路机为准,碾压速度不宜过快,可控制在1.5~3.0km/h,碾压1~2遍。(2)复压。选择“双钢轮+胶轮”压路机,碾压遍数为6~8遍,碾压速度为2~4km/h。在碾压施工中,很容易出现材料粘黏车轮现象,为此,针对胶轮压路机施工前,需采用轮胎喷水的方式进行处理,保证无粘轮问题出现。(3)终压是为了消除明显轮迹,因此,采用双钢轮压路机进行1~2遍碾压,碾压速度控制在2~3km即可。第六,养护。在整个养护期间,不允许车辆通行,要做到完全封闭交通。在养护当中,可根据微表处混合料初凝状态确定交通开放时间,一般情况下,当混合料的粘结力超过2.0N•m后,便可通行。
综上所述,改革开放以来,我国公路建设规模持续扩大,沥青路面因其无接缝、行车舒适、方便维修等优点在高等级公路施工中得到了广泛应用。然而,沥青路面使用一定时间后,往往会出现路面早期病害,为了有效防止路面病害,可采取预防性养护施工工艺。微表处技术的应用,可以有效封闭路面病害,防止路表松散,恢复路面性能,延长路面使用寿命。