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沥青路面预防性养护决策与措施
点击率:1 资料整理: 来源:公路造价网 发布人:易路教育-冯 时间:2013-5-4
1、原因、原则与定义
《沥青路面养护技术规范》规定:对沥青路面必须进行预防性,经常性和 周期性养护。
原因:沥青路面一般在开放交通后不久,就会出现程度和范围不同的损坏,如果轻微的初始损坏得到及时的预防性养护,损坏扩展受到控制,路面结构和服务性能就能得到维持。反之,极大地缩短路面的服务寿命。
原则:沥青路面的养护,原则上以预防为主,防治结合,采取正确的技术措施治理病害和消除隐患,提高养护质量,以确保沥青路面在设计年限内的正常使用或延长路面的使用年限。
定义:路面预防性养护技术,即在路面状况尚良好、未出现明显损坏或出现稍微损坏时,就对路面实施费用效益良好的维护措施,以达到延缓路面损坏、保持或改善路面使用性能、延长路面使用寿命、节省路面寿命周期养护费用的目的。
例1 公路沥青路面预养护多层次模糊决策模型
为解决多因素影响下公路沥青路面预养护对策选择问题,在全面分析各项影响因素和技术对策特点的基础上,综合应用层次分析法、专家打分法和模糊数学理论,建立了预养护对策多层次模糊决策模型:
首先确立决策指标的层次结构,通过层次分析法确定了准则层和指标层各个因素的权重赋值;采用专家打分法,建立了方案层个体评判指标的特征矩阵,由模糊数学运算得到各个方案的综合排序,以此确定最佳预养护措施.所建立的决策模型综合考虑了预养护对策的技术、经济和环境等因素的影响,通过层次划分与模糊运算,将定性指标量化,从而具有较高的准确性.结合上海市浦星公路预养护工程进行的实例研究证明了该模型的合理性与有效性.研究成果可为沥青路面预养护决策提供科学的依据.
2、预防性养护决策技术
路面无损检测技术
确定适合预养护的的路面状况(识别路面状况)
依据一定的决策技术(决策矩阵或决策树),选择合理的养护时间,对不同养护时间的经济效益作分析。
确定具体养护措施(建立预养护技术 库)。
常用的预养护措施(雾封层、稀浆封层和微表处)
3、沥青路面预防性养护特点
3.1 养护时机合理
沥青路面在其寿命周期内可分为3期:
①建成投入使用开始,沥青逐渐被氧化、损耗;
②沥青路面出现微小裂缝、小坑槽或脱皮现象;
③路面出现较大面积裂缝,并贯通形成龟裂,最终出现结构问题。
路面预防性养护是对高速道路路面采取的一种高标准的养护方式,要求在路面尚处于良好状态时,即路面处于第1阶段时开始采取保护性养护措施,把病害消灭在萌芽状态,使路面始终处于良好的服务状态。
3.2养护周期规律
预防性养护标准高,而路面使用性能随时间变化逐渐下降,因此必须周期性实施养护措施,即定期开展路况调查,采集路况数据,进行分析与评价,当路面使用性能降到预定标准时,及时实施养护策略,恢复路面服务功能,如此循环挂复。一般高速道路要求每年进行一次路况检测,实施预防性养护可增加检测频率,特别是对日常巡查中发现病害的路段作专项检测与评价,根据分析、评价结果实施养护措施。因此,预防性养护具有明显的周期性,相对于小修保养和中修路面养护类型,其周期短,即养护频率高。研究表明:沥青路面在一个寿命周期内实施6次以上全路面预防性养护,可取得良好的经济效果,同时保持路面较好的服务功能。
3.3 预防性
对路面状况连续检测、评价3年后,获得一组连续数据,可以建立模型对路面使用性能各指标进行预测,对将来需要养护的路段及养护对策进行预测。通过路况的检测、评价与预测,适时对路面采取适宜的保护性养护措施,保护路面,预防各种病害的发生与发展。通过评价与预测,考虑未来交通量的增长,对出现病害或预测即将出现病害的路段针对病因采取有效措施,做到治本治标,以防微小病害发生与恶化。所以预防性养护属于主动养护,体现了“预防为主,防治结合”的养护原则。
3.4 机械化程度高
路面预防性养护离不开先进的检测手段。先进的检测手段效率高,不仅能满足预防性养护的检侧频率,而且能保证检测数据的精度和科学性,处理数据、信息的能力也大大提高。很多发达国家都非常重视高速道路的检测效率和质量,已开发和应用集成检测技术,由1 台专用车即可完成路面状况的各项检测。另外,路面预防性养护宜采用机械化的施工方法,以保证路面养护施工高效、优质、快速完成。
4、道路沥青路面预防性养护技术
4.1 开槽、灌缝工艺
沥青混凝土路面的早期病害多以裂缝形式出现,加上半刚性基层反射裂缝的普遍存在,使得大量路表水沿裂缝侵入路面结构内部,甚至进入路基,致使沥青混凝土路面在车辆荷载特别是重载交通和动态水的交互作用下,经常出现基层细骨料流失、唧泥(浆)现象,严重的则可能导致坑槽的出现。如果不及时对路面裂缝进行合理处治,必然会加剧路面的进一步损坏。开槽、灌缝工艺首先通过利用专用开槽工具沿裂缝开具一定宽度和深度的矩形小槽,然后采用自行加热与灌注于一体的灌缝机把热熔型聚合物密封胶灌人槽(缝)由于该工艺所采用的开槽工具的特殊灵活和密封胶材料优越的技术性能,大大提高了路面裂缝处治的质量和耐久性,真正达到了抑制裂缝的继续扩展、有效延长路面使用寿命的目的。对于开挖面层后发现的大于5mm的基层裂缝,则可以在进行裂缝清理后直接灌注,以密封胶灌满为佳。
4.2 雾封层施工工艺
由于目前高速道路沥青面层事实存在的施工离析现象或孔隙率过大.即工程先期已有的缺陷、隐患问题,有效的预防路(桥)面因此而造成的渗水现象已变的非常必要,而路面雾封层技术是一种很直接、有效和经济的预防性养护措施。
雾封层是在沥青面层上喷洒一层薄薄的、高渗透性改性乳化沥青,形成一层严密的防水层将路面封闭,起到隔水防渗、保护路面使用功能,最大限度地减少路面的水破坏,加大路面粗细骨料间的黏结力,由此延长路面使用寿命,从而节约养护资金。
雾封层可以渗透进行原沥青基质中,提高沥青材料的活性,降低老化程度。
雾封层作为一种沥青路面的预防性养护措施,其经济、迅捷,能有效地防止沥青路面的水破坏,适用于高速道路的特殊养护条件和要求。
4.3 微表处施工工艺
微表处是采用专用摊铺设备将聚合物改性乳化沥青、集料、填料、水和添加剂等按合理配合比拌和成稀浆混合料并迅速摊铺到原路面上,形成一层与原路面结合牢固、具有良好的抗滑耐磨性能、在摊铺后1~3h内开放交通的薄层(〈1cm)结构。目前微表处罩面技术主要是用于建立和恢复道路表面功能,在高速道路路面养护工程中微表处已经成为防水、抗滑、耐磨、耐久的道路表面功能层。随着该施工工艺的规范化、标准化以及施工质量的提高和综合成本的降低,在高速道路沥青路面的预防性养护上得到广泛推广和应用。
4.4 微表处修复车辙施工工艺
微表处修复车辙施工技术是以聚合物改性乳化沥青为黏结料、借助专用的摊铺设备进行施工的一种冷拌沥青混合料不等厚薄层摊铺技术。它具有施工进度快、成本低、效果好等特点,可以迅速恢复和改善原沥青路面的平整度,提高防水性和抗滑性。车辙横断面一般为下凹形曲线,其填补厚度为变量,这就需要混合料中骨料粒径按照辙槽的断面正态分布。这种近乎理想化的技术要求只有微表处工艺可以做到。因为用于微表处的稀浆封层机配置一个“V”形摊铺槽,在摊铺过程中混合浆体中各种粒径的骨料就会在“V”形摊铺箱内经搅拌按照厚度变化呈正态分布进行摊铺,同时在辙槽上方形成一定的预留拱度,为混合料经受行车荷载进一步压密作出预留。
一般来说,微表处适用于25mm深度以内的车辙处理。根据经验,对于12mm以内的车辙可以一次摊铺修复;较深车辙分层摊铺时,每层摊铺间隔一般在1d以上,待下层完全干燥并基本压实后,再进行上层摊铺。微表处处理车辙面层一般略高于路面摊铺厚度的20~40为宜,即预留适当的拱度,经过相当一段时间的辗压与原路面基本持平。根据经验,夏季高温季节一般一星期左右;秋冬低温季节半月左右,基本能够达到相对密实。对于早期车辙修复,微表处工艺是一种较好的养护技术,既能节约大量养护资金又能缩短施工作业时间,已受到广大业主的普遍欢迎。
微表处和稀浆封层最主要的区别之一是微表处可以做车辙填充修补结构。
料场
拌合楼
施工前路面清扫
通车后情况
微表处车辙填充
车辙填充成型
微表处施工
微表处养护成型
施工前后路面对比
施工后检测
4.4稀浆封层施工技术(Asphalt slurry seal)
1.基本概念
使用稀浆封层对原路面有一定的要求。路基路面应有足够的强度和刚度,施工表面平整无坑洞。为使稀浆封层能获得良好使用效果,应对沥青原路面进行病害处理,对轻微车辙的路段,应先用微表处进行车辙处理。
2.稀浆封层的使用情况
⑴原路面的维修养护
在结构损坏前使用稀浆封层,可使路面焕然一新,并大幅提高防水,抗滑,耐磨性能,极大提高沥青路面的使用寿命和行车安全。
⑵新建沥青路面的上下封层
稀浆封层材料流动性好,能有效渗透到基层材料的空隙中,与基层料牢固结合。
用于上封层时使路面更密实,具有良好的防水和耐磨性能。
用于下封层时,可以代替洒透层油+镶砂工艺,施工质量更有保证。
⑶水泥路面和桥面的维修养护
在白改黑工程中,水泥路面上加铺稀浆封层,可以改善路面外观,提高路面摩擦系数,封闭路面网状裂缝,延长使用寿命和提高行车安全性。
3.稀浆封层材料组成
⑴乳化沥青
普通乳化沥青——用于一般公路
改性乳化沥青——用于高速公路上,通常的改性剂有SBS,SBR。使用改生乳化沥青的高温稳定性,低温抗裂性,耐疲劳和抗水损坏等性能均较普通乳化沥青要好。
⑵骨料
级配符合要求,才能形成密实稳定的沥青封层,骨料最大粒径接近封层的最大层厚,且洁净粗造,棱角较多石质表面粗造的轧制筛屑,一般不使用或少用天然砂。
国际稀浆封层协会推荐的级配如下表所示,其中
Ⅰ型细粒式,2-3mm,用于封闭裂缝,填充空隙,修补表面轻微损坏。适用于轻、中交通分级。
Ⅱ型中粒式,3-5mm,用于修补表面破损,半刚性基层封层,水泥路面和桥面封层。
Ⅲ型粗粒式,5-10mm,用于抗滑,耐磨,表面破损修补,适用于重交通量。
⑶水
水中稀浆中起稀释作用,太多则稀浆稠度太大,流动性不够;太小则稀浆太稀而过于流淌,浪费沥青。
用水量;拌和时加水量为骨料的8%-12%,总用水量为骨料的20%
⑷水泥
提高骨料和沥青的粘结力,加快破乳干硬速度,改善稀浆工作和易性,用量为骨料的0.5%-3%,也可以用石灰代替。
4.稀浆封层的分类与开放交通时间
⑴慢凝慢开放交通(SS/ST)
4-6小时开放交通,只能在温暖,干燥的天气施工,对设备要求低。
⑵快凝慢开放交通(QS/ST)
30分钟可凝固且不受雨水影响,2-3小时开放交通,用于交通量大的道路。
⑶快凝快开放交通(QS/QT)
1小时内开放交通,粘性强,质量高,寿命长,适合于各种天气条件下施工。
5.稀浆封层施工关健技术
⑴骨料坚硬,级配合理,乳化剂品种适宜,稀浆稠度适中
⑵封层机设备先进,性能稳定。
⑶旧路强度符合要求,强度不足要先行补强,拥包,搓板处要铣刨,坑槽及严重龟裂处要挖补,大于3mm的裂缝要提前灌缝,路面要洁净
⑷交通管制,要严格管治交通,在稀浆封层未凝固前防止车辆行驶。
 
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