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城市道路瀝青混凝土路面損耗問題及預防性養護技術

2024-04-17 00:10張丹丹
工程機械與維修 2024年2期
關鍵詞:預防性養護瀝青混凝土路面技術應用

張丹丹

摘要:為了延長城市道路的使用壽命,為區域社會經濟發展提供可靠的支持,創造出良好的效益,相關部門需要認真做好相應的養護工作。與常規性養護相比較,預防性養護能夠實現早期發現病患隱患,及時修復處理,遏制病害蔓延等。簡單分析路面預防性養護的概念、重要性及基本設計原則,列舉道路瀝青路面常見的損耗問題,包括泛油、水分侵蝕、裂縫、車轍等,分析以上病害問題的成因,總結預防性養護工作實施要點及技術措施。

關鍵詞:城市道路;瀝青混凝土路面;損耗問題;預防性養護;技術應用

0? ?引言

瀝青混凝土路面有表面平整、不形成接縫、振動幅度小、噪聲低、耐磨性優良、維修簡單等諸多優點,故而成為了各地城市道路路面結構的主體。路面使用期間加強預防性養護,能進一步提高路面的耐久性,使行車安全性得到更好保障。預防性養護是一項很有技術含量的工作,要結合實際情況編制合理可行的養護方案,并做到規范化施工。

1? ?瀝青路面預防性養護的概述

1.1? ?概念分析

預防性養護,即在不增加路面構造承載力的情況下,遵照某些標準要求為那些結構完好的路面或者相關附屬設施等實施具有一定經濟效益的方法策略,借此方式實現保養路面,延長破損周期,維持或者改造使用功能狀態的目標。

1.2? ?重要性

當前國內對城市道路路面進行養護工作通常屬于“事后養護”,即在道路出現明顯的病害問題,后續不能滿足其正常使用要求的情景下運用的矯正性養護辦法。其會投入大量的成本費用,并在養護過程中可能潛在著較大的安全隱患因素。而積極落實預防性養護工作能明顯延長道路中修、大修的周期,減少項目的運維管理成本。

預防性養護的實用性主要體現在以下幾方面:一是及時修補局部路面的受損狀況,消除質量病害及隱患因素;二是輔助路面在較長時間內將技術等級維持在優/良等級水平;三是有效管控路面運營后期的養護成本支出額度,增加路面的耐久性,延長使用年限。

當前,國內大部分地區開展預防性養護工作前,普遍做法是調查與測評路面的綜合技術狀況。通常通過日?,F場巡檢與定時檢測方式進行。前者多組織人力開展,詳細的記錄相應路面病害信息,根據現行技術規范做出測評結果。而定時檢測通常是在CICS、橫向力系數檢測車等設備的協助下完成,全面收集病害信息及有關圖片資料等,啟用特定軟件進行定量分析,最后合理地對路面狀況進行評級。養護施工部門以此為據編制合理、可行的路面養護方案,并加強成本控制等,有助于高質高效地推進養護工作。

1.3? ?基本設計原則

不提高原有道路標準。經養護治理后,道路在預估正常交通流量增長的情況下實現安全運營,并達到設計使用年限。理論上在平面設計方面不應做出調整,而要酌情對縱斷面局部進行微調。如果養護對象是橫斷面,要維持初有路拱狀態且不增加新的占地面積。對于彎道部分的養護,可以依照現狀布置超高。

路面預防性養護要始終把修補、加鋪作為核心手段,充分顯現出對受損路段的處理價值,綜合分析前期測評所得的彎沉、破損程度、交通流量、抗滑性等指標,編制最合理、可行的的處理方案。

路基結構的預防性養護以實現完善排水系統作為目標,對邊坡的處理程度不能影響周圍環境狀態,也不可帶來新的地質災害問題。對于涵洞等構造特殊的建筑物,前期一定要認真做好勘查工作,嚴格按照相關規范反復進行檢驗檢測。涵洞局部發生堵塞問題時要及時進行清淤處理,發生結構性破壞時要盡早拆除重建[1]。

2? ?城市道路瀝青路面常見損耗問題及原因

2.1? ?泛油

這種路面損耗問題通常是由于惡劣氣候、行車荷載等因素長時間作用引起的。路面現場施工時,受客觀氣候的影響,局部出現熱脹冷縮,外加自然雨水作用時造成部分瀝青材料粘合力降低,以致無法有效容納面層結構原有空隙,進而逐漸溢出路面。此外,如未嚴格控制瀝青混合料配比,瀝青用量過多時也可能會引起局部泛油問題。

道路投用過程中,車輛往返行駛會對多余瀝青形成強大的碾壓力,泛油問題帶來的影響主要體現在如下兩個方面:一是造成車輛和路面之間的摩擦力,路面濕滑度增加,對車輛運行安全性構成;二是部分瀝青溢出表面,致使路面上層瀝青量顯著增多,下層瀝青減少,路面結構受損,縮短使用壽命。

2.2? ?水分侵蝕

水分的持續侵蝕作用是造成混凝土材料的吸水率增加的主要原因之一,其會造成瀝青集料與瀝青之間出現較大孔隙,伴隨時間的推移會形成較多裂縫。路面積水會逐漸滲到路面的深層結構,降低路面的整體強度與硬度,進一步弱化其承載力。當有大型車輛通過此處時,就會增加塌方等惡劣事件發生的風險。

此外,降水量、環境溫差、瀝青材料構成等均是影響其損害程度的主要因素。通常北方地區冬季寒冷、雪季時間較長,路面局部積雪過多不能及時融化,在過往通行車輛輪胎長期反復碾壓下,路面表層與面層之間的縫隙持續變大,最后變會產生自上而下的網裂結構[2]。

2.3? ?裂縫

2.3.1? ?橫向裂縫

橫向裂縫有載荷性、非載荷性裂縫之分。載荷性裂縫主要是因項目設計不規范及現場施工劣質造成的,也可能是因過往車輛嚴重超載,久之造成瀝青局部面層或者半剛性基層中生成較大拉應力,明顯超出其設計的抗疲勞強度水平,最后引發局部開裂問題。

而非荷載性裂縫是路面橫向裂縫的主要表現形式,又可以將其細分成面層溫度收縮裂縫、基層反射性裂縫兩類。探查到瀝青路面局部出現橫向裂縫時,要及時進行整治,否則在多雨、多雪季節一旦灌入雨雪水,冬季低溫條件下發生融凍,則會對路面結構產生更大的破壞作用。

2.3.2? ?縱向裂縫

縱向裂縫成因主要有兩個:一是路基壓實度均勻度不足,造成局部路面不均勻沉降,從而引發裂縫;二是面層分幅攤鋪環節中,相鄰兩幅接茬未處理位置,長期承受車輛荷載作用而出現裂縫。既往有調查顯示,半填半挖路基未知發生縱向裂縫的概率高于其他部位,且通常是路基不均勻沉降造成的。

2.4? ?車轍

這種損害主要是在車輛荷載的長期反復作用下,局部路面出現累計式永久性的帶狀凹槽。其主要原因是瀝青混合料級配設計不合理、穩定性不足,或基層、面層壓實力度不達標等,導致車輛荷載作用形成輪跡帶面層,基層時出現固結變形及局部側向剪切位移等,最后生成車轍。這是一種變形類病害問題,直接影響車輛行駛過程的舒適度與安全性。

2.5? ?坑槽、松散

瀝青路面坑槽病害自身體現出多樣性特征,包括修補養護部及時、施工不規范造成局部強度水平達不到設計要求等。路面松散的原因主要由于混合料配比設計不科學,集料含泥量超標造成粘附性差以及水損壞等。

3? ?瀝青路面的預防性養護要點

3.1? ?選擇適宜的養護時機

預防性養護時機的選定影響著養護效率及養護成本投入情況,時機合理能從根本上使路面養護質量得到保障,進而增加道路的使用年限。當前,業內普遍將城市道路瀝青路面的壽命周期分為如下3個階段:一是路面建成至使用初期階段。二是正式投用前一階段。該階段中路面會生成微小裂紋,局部甚至會產生脫皮、坑槽等質量缺陷。三是長期使用后一階段。此階段路面局部會形成較明顯的橫向或縱向裂縫,且伴隨時間推移貫通生成網狀裂痕與龜裂,導致路面整個結構層出現問題。

通常將普通城市道路投用后的第3~5年作為瀝青路面預防性養護的最佳時機,對應的就是第二階段,此時路況狀態較好或僅出現輕微損耗問題。養護時間過于延遲很難取得理想的養護成效,而養護時間過早會帶來不必要的資源浪費問題,增加養護成本。

3.2? ?合理確定養護周期

城市道路長期投用后,其綜合性能固然會進行性降低,這不僅會縮短自身的使用壽命,還可能給行車安全性、舒適度造成負面影響,故而一定要對路面采取周期性養護策略。要定期組織路面狀況的現場勘察活動,全面采集各項指標數據,進而對路面當前狀況作出正確、客觀的評價與分析。結合既往專業機構形成的調查報告,路面整個壽命周期內進行3~4次預防性養護后,則能使路面的使用年限增加10年以上,節約50%左右的日常養護基金[3]。

3.3? ?全面路面勘察

通常情況下要求每個季度均要對路面進行一次全面化的“大巡查”,若勘察現場突然遭遇狂風、暴雪及暴雨等惡劣氣候條件時,也要積極采用遙感、全球衛星定位系統、無人機等高新技術完成檢查任務,實現對損耗問題的早發現、早處理。具體實踐中,一定要指派專業的路政人員執行路面的勘察任務。要求其一定要全面掌握路面結構的整體結構,明確結構的主要特征,科學預測后期路面各項指標的變化規律,進而為相關部門編制養護方案等提供可靠依據。

3.4? ?科學評價路面

需參照最后所得的勘察結果,結合項目建設狀況、路況特征、養護歷史、交通流量及荷載情況等,客觀地評估瀝青路面當前狀態,明確路面損耗類型、發展層位,分析其成因,并科學預測成因,在此基礎上確定長期和定期檢查的方案。同時,參照路政有關部門提出的工作要求,綜合分析路面的預防性養護方法應用條件,以編制出最合理、可行的養護方案。

4? ?常見道路瀝青路面預防性養護技術

4.1? ?混合稀漿密封處理技術

通過實施這種養護技術手段能使瀝青路面結構獲得顯著改善,降低其后續使用過程中各種缺陷問題發生的風險。具體實踐中一定要合理調配混合稀漿,按照設計比例充分混合粗細骨料、瀝青及減水劑等,配制出符合原瀝青路面現狀的漿料,在路面上生成理想化的密封層。稀漿涂抹也是一道十分重要的工序,現場一定要嚴控涂抹厚度,只有這樣才能更好地發揮保護路面的功能。采用該技術不僅能強化路面對外界客觀因素的抵抗力,還能改善其防水性能,增強耐久性。

4.2? ?霧封層處理技術

該項技術操作較為簡單,即將適量霧封層材料噴灑在路面裂縫位置,使材料逐漸滲流進縫隙內,借此方式達到修復裂縫、養護路面的目標??紤]到養護的經濟性問題,當前通常用水、瀝青混合配制成霧封材料,這種材料的流動性好,且不容易被壓縮。針對瀝青路面局部裂縫問題,及時運用霧封層技術修復處理,對病害向遠處延展行為能產生有效的抑制作用,不僅能延長路面的使用年限,還能降低后續養護成本支出[4]。

4.3? ?微表處理技術

采用這種技術進行養護施工表現出較強的預防性,對一些可能出現的病害問題能取得十分理想的成效,可規避后續持續惡化情況,杜絕路面局部的破壞性問題。

微表處理技術現場應用時同樣要投用適量的混合料,加強混合料配制環節的把關控制,確保各類原材料質量均符合養護設計要求?,F場操作時,工人可以采取一次平鋪的形式進行養護施工,也可以基于分層攤鋪的形式執行養護任務,但是不論采用以上哪種操作手段,均要維持各處攤鋪的均勻度一致,從而有效規避路面表面不平整等問題。

4.4? ?同步碎石封層技術

碎石封層基于機械化技術原理進行作業,主要是選用高黏度改性乳化瀝青修補處理路面裂縫及細微空隙問題,運用單臺車輛的協助,集中完成黏結劑噴灑和集料散布兩大工序。將該項技術用在瀝青路面養護實踐中,能夠全面改善路面結構的防滑性、防滲透性[5]。

5? ?結束語

城市道路作為現代城市內的重要基礎設施之一,其建設與使用情況關系著人們的出行效率及安全性,在項目竣工及投用后,路政相關部門要推行有效的預防性養護措施,及時防控可能出現的損耗問題,規范應用混合稀漿密封處理、微表處理、同步碎石封層技術等,逐漸完成路面養護管理體系,推動我國公路養護技術持續進步。

參考文獻

[1] 凌云.在役瀝青混凝土路面預防性養護措施研究[J].運輸

經理世界,2022(19):112-114.

[2] 范彥軍.城鎮道路預防性養護分析[J].安徽建筑,2021,28

(12):159-160.

[3] 王艷.基于組合式基層瀝青混凝土路面預防性養護技術的

研究[J].運輸經理世界,2021(23):93-95.

[4] 郝旭陽.瀝青混凝土路面預防性養護措施決策及運用分析

[J].居舍,2021(15):31-32+38.

[5] 汪垿.高速公路瀝青混凝土路面預防性養護策略[J].黑龍

江交通科技,2020,43(10):229-230.

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