淺談瀝青混凝土路面的應用

淺談瀝青混凝土路面的應用

0開啟我國公路事業(yè)新的征程改革開放以來的20年是中國公路史上發(fā)展速度最快、規(guī)模最大、最活躍的時期。1988年，沈大高速公路成功開通，標志著中國的道路事業(yè)進入了一個新時代，注重建設高架道路和二級公路，開啟了中國道路事業(yè)的新階段。特別是在其后的20年時間里,我國公路建設呈現(xiàn)發(fā)展速度快、規(guī)模大、活力足的迅猛勢頭。目前正常運營的高速公路,大部分路面使用狀況較好。同時,也能看到高速公路存在的一些問題,起步晚、缺乏技術力量支持、底子薄、經(jīng)濟基礎較差、與國外先進水平差距大以及中國的國土面積大、地形多樣,氣候條件相對惡劣,車輛多、運營條件及生存挑戰(zhàn)造成超載情況嚴重,缺乏優(yōu)質的道路石油瀝青等原料,高速公路路面情況讓人擔憂,甚至一些運營時間短的高速公路建設情況也不能盡如人意,通車頭幾年就不得不進行大規(guī)模的維修。高速公路的病害預防及根治工作是我國高速公路事業(yè)面臨的一個嚴峻的現(xiàn)實問題。1路技術狀況評定標準目前,我國通用的路面破損評價指數(shù)是以百分制為計量單位的PCI,對損壞類型、程度、范圍進行量化,設定相應的分值,然后根據(jù)實際破損的情況進行扣分評價,從最終結果來確定路面的完好程度。我國現(xiàn)行的標準為《公路技術狀況評定標準》(JTGH20—2007),將瀝青混凝土路面分為四大類共21種損壞類型。這種評定標準的缺陷在于評價目標單一、缺乏綜合性的技術評判,因為當路面出現(xiàn)破損的時候并不是簡單出現(xiàn)一種問題,而是多種問題并發(fā)出現(xiàn)。而高速公路瀝青路面破損的原因十分復雜,涉及到工程設計、施工管理、營運養(yǎng)護以及地質氣候等方方面面的因素,PCI的評價價值具有很大的局限性。因此,需要對PCI進行評價體系的改進。可以把路面破損評價指標分解成路面車轍情況、路面裂縫情況和路面修補情況三個主要評價指標,建立一個綜合評價體系,用于路面破損的科學客觀評價,以便更加清楚直觀地了解實際發(fā)生的問題,并根據(jù)科學體系尋找最佳解決辦法。2路面病害的防治對策高速公路路面的直接受力是行車荷載,道路會受到環(huán)境因素的作用,而一些高速公路的使用年限已經(jīng)很久,再加上受當時技術條件的制約,施工上存在先天性的缺陷,這些因素加快了路面病害的產(chǎn)生和發(fā)展,以至使用年限早前階段路面就會出現(xiàn)裂縫、車轍等病害,相關部門應該及時發(fā)現(xiàn)病害并持續(xù)性跟進及進行控制,及時地根據(jù)工作具體情況進行相應的治理與防護,這樣才能有效地減少病害,更好地提高高速公路服務水平。2.1裂縫的形成原因我國的高速公路事業(yè)飛速發(fā)展,隨之也出現(xiàn)了很多始料未及的問題,如公路平面發(fā)生不同程度的破損、縱向和橫向出現(xiàn)大小不一的裂縫、路基上升或者下沉等,其中,最為常見的是裂縫。裂縫的危害很大,視覺上影響路面美觀,大的裂縫直接縮短了高速公路的使用壽命。尤其是雨后,雨是酸性物質,可以透過裂縫侵襲到路面基層、底基層甚至到達路基。形成裂縫的原因有很多,表現(xiàn)形式也很復雜。按照形成原因可分為荷載型裂縫和非荷載型裂縫兩類;按照呈現(xiàn)的形式則可分為縱向裂縫、橫向裂縫、龜裂與網(wǎng)裂幾種。它們形成的原因不同,裂縫的分布形式也不一樣。(1)病害的情況橫向裂縫是高速公路瀝青混凝土路面最常見的一種裂縫,這種病害比較普通。瀝青面層受溫度變化較大,會出現(xiàn)熱脹冷縮的情況,溫度收縮伴隨半剛性基層的干縮或溫縮就會造成橫向裂縫。路基壓實度不足也會引起這種病害。(2)路基沉降裂縫縱向裂縫主要有兩種形式,分為自上而下的表面裂縫和自下而上的疲勞裂縫,多發(fā)生在半填半挖路基或路面加寬處,這種裂縫是由路基的不均勻沉降所引發(fā)。當路基施工過程中壓實不均勻,就會存在局部壓實不足的現(xiàn)象,通車后,車輛荷載長期增加壓力,使得路基進一步壓實固結,從而導致縱向裂縫的形成。(3)對于新的度不夠造成“龜裂主要是由于受力不均和路面結構強度不夠造成。其最原始的形態(tài)是沿車輪軌跡帶出現(xiàn)單條或多條平行縱縫,逐漸在縱縫間出現(xiàn)橫向或斜向連接縫形成龜裂。2.2施工第2路瀝青不穩(wěn)定高速公路路面松散主要是指建造高速公路所使用的材料結合料黏性降低或消失,致使路面在行車壓力作用下集料從表層脫落進而影響到整條路況的現(xiàn)象。多發(fā)生在瀝青路面使用的初期,究其原因在于建造時期使用的瀝青稠度偏低,用量偏少,與礦料的黏附力不足;有的是因為掌握不好瀝青加熱的溫度致使瀝青加熱溫度過高失去黏性,有的受客觀條件制約所用礦料過濕;有的是因為施工單位技術不過關致使鋪設不勻以及嵌縫料不合規(guī)格而未能被瀝青牢固黏結。此外,基層或土基濕軟變形,也可能導致路面松散產(chǎn)生。2.3變形類瀝青混凝土類病害主要分為四類:擁包、沉陷、車轍、波浪與搓板,變形原因各不相同。(1)抗剪強度偏多形成原因主要有三個,一是瀝青面層中瀝青含量過多、黏度和軟化點偏低,礦料級配不良、細料偏多,致使面層材料自身的高溫抗剪強度不足,有車經(jīng)過稍微施加重力就會產(chǎn)生擁包;二是基層的部分地區(qū)含水率過大,水分滯留于基層,車輛水平運動產(chǎn)生力,致使路面前后移動進而形成局部不規(guī)則的隆起;三是由于基層局部強度不夠,缺乏足夠的水穩(wěn)性,基層受到侵蝕后松軟,形成擁包。(2)公路“局部”密度的確定沉陷就是路面低于公路整體水平高度,是路基和路面產(chǎn)生豎向變形而導致的現(xiàn)象。根據(jù)不同情況分為是均勻沉陷、不均勻沉陷、局部沉陷。均勻沉陷是整體向下沉,一般不會引起路面破壞,只能使公路內(nèi)部密度越來越大、越來越緊實;不均勻沉陷則是受力不均,內(nèi)力外力一起作用產(chǎn)生變形;局部沉陷主要是受水的侵蝕,往往這類沉陷的公路路基局部填筑有空室或路基有枯井、樹炕、溝槽等。(3)洛伊木馬車轍是瀝青路面上較為常見的病害形式,主要分為有車轍無推移和有車轍又有推移兩種形式,主要是由于路面結構深層的位移而產(chǎn)生。(4)瀝青混合料設計不足“波浪”與“搓板”這類病害因形狀如波浪或者搓板而得名。其成因主要包括:瀝青混合料的配合比不合理、設計強度不足,難以抵抗行車水平荷載的作用;基層鋪筑不平;路基不均勻沉降,造成已鋪筑路面出現(xiàn)坑洼;瀝青混合料拌和不均勻。以上原因都會造成面層的不平整和波浪。3預防和處理3.1設備選型使用這種修補方法適用于中、小裂縫,在路面病害初期使用效果較好。該法使用的機器設備為小型設備,主要有開槽機與灌縫機。施工中須采用專門的密封膠進行密封,屬于改性瀝青聚合物類,開槽尺寸在為1cm以上,1～3cm深,深度比不應超過2:1,且越小越好。3.2修補微裂縫非開槽修補法就是不用開槽就可進行修理的方法,適用于微裂縫的修補,在病害初期進行修補,效果十分明顯。根據(jù)使用材料的不同,這種修補法可以分為熱補和冷補兩種。3.3預防和維修功能稀漿封層的技術應用范圍比較廣,對象包括新建與陳舊的公路路面,對一些常見的病害(如開始老化、產(chǎn)生裂縫、逐漸光滑、變得松散等)能起到非常好的預防和維修作用。目前稀漿封層施工較為成熟,以其規(guī)范化、標準化的施工,優(yōu)化的結構處理,使得工程質量顯著提高并有效地降低了成本,是應用最廣泛的高等級公路的早期維修養(yǎng)護的措施。3.4抗滑處治劑的應用改性乳化瀝青稀漿封層是一種改良物質,以水質高分子改性乳化瀝青、軋碎密集料、礦物填料為基礎、增添添加劑、在水的融合作用下組成表面處治層。它能夠在很薄的層面上進行作業(yè),凝固速度非常快,對于路面構造修整、龜裂、車轍等病害的處治有著非常好的效果,用在密封和提高路面的抗滑處治上功效也比其他方法要高。其缺陷在于使用范圍相對狹窄,只能作用于結構穩(wěn)定的路段,如果彎沉值不夠還應補強后再進行施工。4注重客觀環(huán)境監(jiān)督和實施對于高速公路而言,早發(fā)現(xiàn)早