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瀝青公路路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)問題探討

2009-07-22 17:42    【  【打印】【我要糾錯(cuò)】

  摘要:目前,瀝青混凝土路面因其具有良好的力學(xué)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(jié)構(gòu)形式。但是瀝青路面在經(jīng)受繁重的軸載負(fù)荷和經(jīng)受氣候、環(huán)境的影響的前提下,路面使用品質(zhì)受到嚴(yán)峻考驗(yàn),因此保持優(yōu)良的路面使用品質(zhì),降低養(yǎng)護(hù)成本是公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)管理的主要任務(wù)。文章基于此進(jìn)行了概述,探討了瀝青公路路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)的幾種主要措施,并且研究了瀝青公路路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施的選擇。

  關(guān)鍵詞:瀝青混凝土路面;公路路面;龜裂;預(yù)防性養(yǎng)護(hù);公路養(yǎng)護(hù)

  一、路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)問題概述

 。ㄒ唬┞访骛B(yǎng)護(hù)的分類

  瀝青混凝土路面由于具有良好的力學(xué)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(jié)構(gòu)形式。然而,瀝青路面在經(jīng)受繁重的軸載負(fù)荷和密集交通量反復(fù)作用的同時(shí),還要經(jīng)受氣候、環(huán)境的影響,路面使用品質(zhì)呈逐年下降趨勢,因此保持優(yōu)良的路面使用品質(zhì),延緩病害發(fā)展,延長路面使用壽命,降低養(yǎng)護(hù)成本是公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)管理的主要任務(wù)。路面養(yǎng)護(hù)可以分為兩種:預(yù)防性養(yǎng)護(hù)和糾正性養(yǎng)護(hù)。所謂糾正性養(yǎng)護(hù),就是我們傳統(tǒng)意義上的修補(bǔ)路面的局部損害或?qū)δ承┨囟ú『M(jìn)行的養(yǎng)護(hù)作業(yè),適用于路面已經(jīng)發(fā)生局部的結(jié)構(gòu)性破損,但還沒有波及全局的情況,顯然這是一種事后、被動(dòng)的養(yǎng)護(hù)方式,治標(biāo)不治本,各種局部病害積累起來將形成全局性的結(jié)構(gòu)性破壞,最終導(dǎo)致昂貴的修復(fù)(大修)工程。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)是一種在路面狀況良好的情況下采取的對(duì)現(xiàn)有道路系統(tǒng)進(jìn)行有計(jì)劃的、基于費(fèi)用—效益的養(yǎng)護(hù)策略,預(yù)防性養(yǎng)護(hù)在沒有提高路面結(jié)構(gòu)承載能力的情況下,延遲路面的損壞,維持或改善路面現(xiàn)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(dòng)。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)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(xué)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(jié)構(gòu)形式。用壽命和節(jié)約壽命周期費(fèi)用方面具有重要意義。

 。ǘ╊A(yù)防性養(yǎng)護(hù)的特點(diǎn)

  預(yù)防性養(yǎng)護(hù)概念是美國20世紀(jì)90年代初提出的,這種概念有別于傳統(tǒng)的道路養(yǎng)護(hù)理念,AASHTO對(duì)預(yù)防性養(yǎng)護(hù)定義為:在公路壽命期內(nèi),為了保證路況良好、延長公路壽命并將壽命周期內(nèi)養(yǎng)護(hù)成本降到最低,而應(yīng)用一系列的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施的系統(tǒng)過程。而在這一系統(tǒng)過程中,要在不增設(shè)建成公路系統(tǒng)及其附屬設(shè)施的條件下,達(dá)到延緩路況退化、保持或改進(jìn)系統(tǒng)的功能性狀況的目的。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)理念的核心在于防患于未然,基礎(chǔ)在于經(jīng)濟(jì)性最優(yōu),也可以說,預(yù)防性養(yǎng)護(hù)就是指在道路使用狀況衰減的初期,在最適當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī),應(yīng)用最適當(dāng)?shù)念A(yù)防性養(yǎng)護(hù)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(jì)劃的一個(gè)重要成果就是指出了預(yù)防性養(yǎng)護(hù)在延緩路面使用性能惡化速率、延長其使用壽命和節(jié)約壽命周期費(fèi)用方面的重要意義,根據(jù)SHRP計(jì)劃估算,在整個(gè)路面壽命周期內(nèi)3~4次的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)可以延長路面使用壽命10~15年,節(jié)約養(yǎng)護(hù)費(fèi)用45%~50%。與其他工程設(shè)施不同,瀝青路面一般在開放交通不久,就會(huì)出現(xiàn)程度和范圍不等的損壞。如果這些輕微的損壞在初始時(shí)能夠得到及時(shí)的預(yù)防性養(yǎng)護(hù),那么損壞的擴(kuò)展趨勢和速度就會(huì)受到控制,路面的結(jié)構(gòu)和服務(wù)性能就可以得到維持;相反,初始的損壞得不到及時(shí)的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)和維修,就可能加劇水、溫度、紫外線等自然因素對(duì)路面的不利影響,極大地縮短路面的服務(wù)壽命。因此,制定科學(xué)合理的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)方案對(duì)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(yù)防性養(yǎng)護(hù)的主要措施

 。ㄒ唬┫{封層

  稀漿封層具有比罩面節(jié)省工程資金,裂縫嚴(yán)重路段效果較好,有效防止雨水滲入損壞路基,且減少環(huán)境污染、施工簡便、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、節(jié)約設(shè)備能源、改善施工條件等優(yōu)點(diǎn)。但也有對(duì)季節(jié)性要求較強(qiáng),必須保證鋪筑時(shí)的溫度,在比較暖和且溫差較小的地方服務(wù)性能最好,且未成型的路面禁止車輛通過,初期穩(wěn)定性較差,封閉公路使車輛造成堵塞等缺點(diǎn)。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(chǎn)生輕度縱、橫向裂縫或較大面積的龜裂,PCI指標(biāo)低于瀝青路面預(yù)防性養(yǎng)護(hù)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)的良級(jí)路況,路面磨耗或松散,老化路面,缺乏摩擦系數(shù)的路面,滲水的路面,但路面強(qiáng)度尚好,未達(dá)到罩面的間隔周期時(shí),可通過稀漿封層技術(shù)進(jìn)行處理。稀漿封層不適用于以下路況的路面:路面出現(xiàn)明顯的疲勞裂縫或嚴(yán)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。

 。ǘ┧槭鈱

  碎石封層可密封路面表面,密封路面的細(xì)小裂縫(主要為與荷載無關(guān)的裂縫)防止水進(jìn)入路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部,恢復(fù)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(duì)碎石封層的性能影響很大,尤其在施工的時(shí)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(duì)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(dòng)石料可能會(huì)打碎汽車擋風(fēng)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(chǎn)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(shù)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(xiàn)明顯的疲勞裂縫或嚴(yán)重的溫度裂縫,路面損壞嚴(yán)重。

 。ㄈ┏∧ズ膶

  超薄磨耗層可以修復(fù)路面的輕微損壞,改善路面的抗滑性能和行駛質(zhì)量,延緩疲勞開裂,具有一定的增強(qiáng)路面承載力的功能。利用超薄磨耗層作為預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施時(shí)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(chǎn)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(yán)重缺乏摩擦系數(shù)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(xiàn)明顯的疲勞裂縫或嚴(yán)重的溫度裂縫,路面損壞嚴(yán)重。

 。ㄋ模┕嗫p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?qū)挾容^大的裂縫(寬度一般大于5mm)。這種裂縫在冷季路面溫縮時(shí)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(shí)機(jī)應(yīng)在氣溫較低的干燥季節(jié)(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。▽挾纫话阈∮3mm),這種裂縫在高溫季節(jié)大部分可以愈合。灌縫、封縫應(yīng)用的最佳時(shí)機(jī)應(yīng)在路面很少或者沒有出現(xiàn)結(jié)構(gòu)性裂縫之前進(jìn)行,路面裂縫范圍較小、程度較輕時(shí)應(yīng)用才經(jīng)濟(jì)有效。如果路面出現(xiàn)大量疲勞裂縫,灌縫、封縫就不再是一種經(jīng)濟(jì)有效的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施了。

 。ㄎ澹╈F狀封層

  霧狀封層是采用機(jī)械設(shè)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(huì)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(gè)小時(shí),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(duì)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(chǎn)生輕度縱、橫向裂縫,路面磨耗或松散,瀝青老化嚴(yán)重的路面。碎石封層不適用于以下路況的路面:路面出現(xiàn)明顯的疲勞裂縫,路面損壞嚴(yán)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(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施的選擇

  (一)路面破損的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)

  路面狀況特優(yōu)級(jí),PCI為100~95到路面狀況優(yōu)級(jí),PCI為95~90時(shí),路面破損率小于0.4%,僅僅出現(xiàn)很不明顯的細(xì)微裂縫,路面破損狀況惡化比較緩慢,此狀態(tài)下,可不采取任何預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施。路面狀況良好級(jí),PCI為90~80到路面狀況良級(jí),PCI為80~70時(shí),路面破損率小于1%,開始出現(xiàn)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(jìn)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(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施。路面狀況一般級(jí),PCI為70~60時(shí),路面破損率小于4.5%,已經(jīng)出現(xiàn)了輕度的龜裂,輕微的路面松散和坑槽,路面滲水現(xiàn)象較明顯,但還未影響到路面結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,但由于滲水嚴(yán)重會(huì)使路面破損急劇惡化,最終導(dǎo)致路面結(jié)構(gòu)損壞。此狀態(tài)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(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施。

  (二)行使質(zhì)量的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)

  路面行駛質(zhì)量特優(yōu)級(jí),RQI為100~95到路面行駛質(zhì)量優(yōu)級(jí),RQI為95~85時(shí),乘客在較高行車速度下基本不會(huì)感到起伏不平,行車舒適性很好,此狀態(tài)下,不需要采取預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施。路面行駛質(zhì)量良好級(jí),RQI為85~75到路面行駛質(zhì)量良級(jí),RQI為75~60時(shí),乘客會(huì)感到小幅度的起伏不平,路表面輕度不平整,行車舒適性一般,此狀態(tài)下,適宜采用微表處、碎石封層、超薄磨耗層、薄熱拌瀝青混凝土加鋪層、霧狀封層的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施。路面行駛質(zhì)量一般級(jí),RQI為60~50時(shí),乘客會(huì)感到強(qiáng)烈的運(yùn)動(dòng)和搖擺,行車舒適性較差,此狀態(tài)下,適宜采用微表處、碎石封層、超薄磨耗層、薄熱拌瀝青混凝土加鋪層的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施。

 。ㄈ┛够阅艿念A(yù)防性養(yǎng)護(hù)

  對(duì)中低交通流量公路瀝青路面的預(yù)防性養(yǎng)護(hù),行車速度相對(duì)較低,對(duì)路面抗滑性能要求也相對(duì)較低。當(dāng)行駛安全指數(shù)SRI>60時(shí),由于抗滑性能不足引發(fā)行車事故的概率很小,在此狀態(tài)下,不需要采取預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施。當(dāng)SRI<60時(shí),路面嚴(yán)重缺乏摩擦系數(shù),抗滑性能不足,導(dǎo)致行車事故發(fā)生概率倍增,在此狀態(tài)下,適宜采取稀漿封層、微表處、碎石封層、超薄磨耗層、薄熱拌瀝青混凝土加鋪層的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)措施。

  參考文獻(xiàn):

  [1]張豐焰,史強(qiáng),王元慶.公路養(yǎng)護(hù)工程分類方法[J].長安大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2008,(4).

  [2]孫玉花.淺談公路預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)的方法和措施[J].才智,2008,(10).

  作者簡介:陳云奇(1975-),男,浙江義烏人,義烏市恒風(fēng)路橋有限公司助理工程師,研究方向:公路工程。

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