公路沥青路面预防性养护技术研究

期刊: 前沿科学 DOI: PDF下载

王海伟

广饶县公路事业发展中心 山东省东营市广饶县 257300

摘要

公路沥青路面作为交通运输体系的重要组成部分,承载着高强度的交通负荷和多变的气候环境,因而容易受到各种因素的侵蚀和损坏。随着时间的推移,路面裂缝、坑洼、磨损等问题逐渐显现,若不及时采取措施,将会加速路面的老化与损坏,影响交通安全和行车舒适性。为此采用预防性养护技术,能够在问题初期采取科学有效的养护措施,不仅可以延长路面的使用寿命,还能显著降低长期维护成本。本文将分析公路沥青路面的常见病害及成因,提出目前主要采用的预防性养护技术,以此来了解相关技术在应用实践中的工艺要点。


关键词

公路工程;沥青路面;预防性养护技术

正文


引言:

现代交通网络的不断扩展使道路维护成本的显著增加,传统的养护方式通常是在路面出现明显损坏后才进行修复,这种事后维护方法不仅成本高昂,还可能导致更长时间的交通中断。因此,研究公路沥青路面预防性养护技术具有重要意义,其通过在路面出现重大损坏之前进行适当的养护技术,可以有效延长路面的使用寿命,减少修复频率和维护成本,同时确保道路的长期服务性能。预防性养护技术的推广和应用,不仅能有效预防公路沥青路面的病害问题,还有助于提高道路管理的效率。

一、公路沥青路面常见病害及成因分析

公路沥青路面常见病害的成因复杂多样,主要包括裂缝、车辙和表面老化等现象,其中裂缝的形成通常与温度变化、交通荷载和基础结构的稳定性密切相关,温缩裂缝是由昼夜温差引起的温度应力导致的,而反射裂缝则多见于结构性不均匀的路面,特别是在旧路面改造或加铺层情况下。车辙的产生主要与沥青材料的抗剪切性能和道路的交通量有关,特别是在高温环境下,沥青混合料容易软化,从而在车轮作用下形成永久变形。而表面老化则是路面长时间暴露在氧气和紫外线下,沥青材料逐渐发生氧化反应,导致其变硬和脆裂,最终失去粘结性和弹性。这些病害不仅影响道路的平整度和行车舒适性,还可能导致更严重的结构性损坏,只有充分理解病害的成因,才能在实际工程中采取针对性措施,延缓或防止病害的发生[1]

二、公路沥青路面主要的预防性养护技术

(一)裂缝预防与修复技术

在公路沥青路面预防性养护中,裂缝预防与修复技术属于基础性的养护技术,能够有效防止路面病害的进一步扩大。公路沥青路面裂缝预防主要依赖于路面材料的选择与配比、施工质量的控制,以及合理的设计考虑,如防止温度和湿度变化引起的应力集中。在裂缝修复方面,裂缝密封技术是常用方法之一,通过使用适当的密封材料,如橡胶改性沥青或聚氨酯将裂缝填充,防止水分和杂质的进一步侵入,减缓裂缝扩展。同时,热再生修复技术通过加热并重新混合受损的沥青表面层,使其恢复原有的柔韧性和粘结性能,从而有效地延长路面的使用寿命[2]。这些技术的有效应用需要综合考虑裂缝的类型、路面的原始结构、交通负荷及环境条件,确保修复措施既能迅速见效,又具备长期稳定性。

(二)微表处技术

微表处技术是一种利用高性能聚合物改性乳化沥青、细集料、填料及添加剂的混合浆料,通过专用机械设备均匀铺设在沥青路面上的预防性养护技术,其核心在于浆料的配比与均匀铺设,这要求对集料的粒径、乳化沥青的性能以及添加剂的比例进行精确控制,以此来确保混合料的流动性和粘结性能能够满足现场施工条件。在公路沥青路面预防性养护施工过程中,微表处技术能迅速凝结形成高强度薄层,对路面的抗滑性、抗水性及抗老化能力提供有效提升,同时修复轻微表面缺陷,防止细小裂缝的扩展。微表处技术施工速度快、交通封闭时间短,对行车舒适性和路面耐久性具有显著的提升效果,适用于交通量较大的道路养护。

(三)雾封层技术

雾封层技术是一种广泛应用于公路沥青路面预防性养护的技术,其通过在路面表层喷洒一层稀释的乳化沥青来形成一层薄薄的封层,这层封层可以有效地封闭路面细微裂缝,防止水分渗入路面结构内部,进而减少水损害的发生。雾封层技术具有操作简单、施工速度快、对交通影响小的特点,特别适用于轻微老化的路面修复。在技术应用中,要求对雾封层材料的选择与施工工艺进行严格的控制,主要是由于乳化沥青的稀释比例、喷洒量及均匀性直接影响到封层的质量与耐久性。施工过程中,需要严格控制环境温度和湿度,确保乳化沥青在短时间内完成破乳,并与路面紧密结合。而路面预处理也是决定雾封层效果的重要因素,施工前应彻底清除路面尘土、油污等杂质,保证封层的附着力。通过合理的技术参数配置与精确的施工管理,雾封层技术能够有效延长路面使用寿命,提升道路的整体性能[3]

(四)稀浆封层技术

沥青路面预防性养护技术中,稀浆封层技术主要原理是在路面表层铺设一层由乳化沥青、细集料、水泥、填料和添加剂混合而成的稀浆,用来填补路面细小裂缝、恢复路面摩擦力并延长路面使用寿命。在稀浆封层技术的应用中不同的路面状况和气候条件要求使用不同类型的乳化沥青和集料,确保稀浆封层的粘结力和耐磨性。施工时,稀浆封层的施工速度较快,但对施工过程的控制要求较高,稀浆封层在施工过程中应特别注意稀浆的均匀性和铺设速度,避免因过快铺设导致的分层现象,或因过慢铺设导致的表面不平整。施工环境的温度和湿度也直接影响到稀浆的固化时间和最终效果,因此需要根据气象条件灵活调整施工参数。在稀浆封层技术应用中,加强配料设计和施工管理,能够有效提升路面的防水性和抗滑性能。

(五)薄层罩面技术

公路沥青路面预防性养护中薄层罩面技术通过在现有路面上铺设一层薄薄的沥青混合料,来提高路面的抗滑性能、密封性能以及延长路面的使用寿命。薄层罩面通常厚度在1.5—3cm之间,所用材料具有较高的粘附性和耐磨性,如细集料和改性沥青等。施工过程中,薄层罩面对路面的平整度要求较高,必须在较干净、无明显裂缝或坑槽的路面上进行,使罩面层与原有路面的良好结合。此技术不仅能够有效防止水分渗透引起的路基病害,还可以通过提高路面的摩擦系数,增加行车安全性。在实际应用中薄层罩面施工工艺相对简单、施工速度快、成本较低,是一种经济高效的预防性养护方法。

三、公路沥青路面预防性养护技术的应用实践

(一)工程概况

在某高速公路的养护工程中,施工方选择了雾封层技术来应对路面的早期老化问题,该高速公路全长50公里,平均车流量约为每小时4000辆次,路面状况调查显示,路面表层出现了轻微的老化现象,细小裂缝和微小的颗粒脱落较为明显。由于路面尚未出现严重的结构性损伤,施工团队决定采用雾封层技术进行预防性养护,以此来延长路面的使用寿命。

(二)养护计划的制定

养护计划的制定是公路沥青路面预防性养护中的基础环节,直接影响到养护工作的效率和效果,在制定养护计划中首先需要进行全面的路面评估,通过路面状况调查、数据采集和分析,识别出路面的潜在问题和损坏趋势。在此基础上,根据路面老化程度、交通流量、气候条件等因素,合理选择和配置预防性养护措施,如雾封层、稀浆封层或薄层罩面等技术手段。养护计划应具有前瞻性,既要考虑到当前的路面状况,又要预见未来可能出现的养护需求。为了确保养护措施的实施效果,计划中需明确各项施工技术的参数要求、材料选择标准以及施工时间节点,特别是要在季节变化和交通高峰期之间找到平衡,尽量减少对交通的干扰,详细的养护计划制定,可以优化资源配置,提高养护工作的经济性和实效性,最终实现公路的长久耐用和行车安全[4]

本次养护工程在夏季进行,整个计划涵盖了10km的施工段,为期10天,计划制定阶段,施工团队在前期路面状况调查中,通过激光路面检测系统(LRMS)和摩擦系数测试设备,收集了关于路面平整度、裂缝分布、摩擦性能等数据。数据显示,路面整体平整度指标为IRI 2.5 m/km,裂缝密度为0.8 m/m²,摩擦系数平均为0.52。基于这些数据,团队评估了不同养护技术的适用性,最终选择了雾封层技术,施工段选择在交通量相对较低的夜间进行来减少对交通的影响。施工前,路面温度测定为28℃,湿度为65%,这些数据符合雾封层施工的最佳条件。整个工程共计使用乳化沥青150t,稀释比例为1:3,喷洒厚度控制在0.3mm—0.5mm之间,确保能够覆盖并封闭路面的微小裂缝。

(三)养护技术的应用

公路沥青路面预防性养护中,需要根据养护计划的内容来对养护技术进行科学应用,并加强施工过程中对养护技术的质量控制,以此来保证预防性养护施工效果。在养护施工中,需要加强对材料的选择与控制,确保所用的乳化沥青、集料、填料等均符合设计规范和标准,在施工前需对材料进行充分的检测,如乳化沥青的粘度、破乳速度,集料的粒径分布和含水率等,这些参数的精确控制能有效防止施工过程中出现的粘结不良、稀浆分层等问题。施工设备的状态和调试也是养护施工中的重点,喷洒设备、拌和机等机械设备需保持良好的工作状态,并根据施工现场的实际情况进行校准,确保材料的均匀混合和精准铺设。在施工过程中,严格进行现场管理,规范养护技术的应用,对施工温度、湿度进行实时监控,并对铺设厚度、压实度的动态检测,确保施工操作与技术规范一致[5]

在该工程的预防性养护施工中,施工团队严格按照养护计划中的技术工艺要求进行操作,清理阶段采用机械清扫和高压空气喷吹相结合的方式,清除了路面上的灰尘、沙粒和杂质,确保施工面清洁度达到98%以上。随后使用配备自动控制系统的喷洒车,按照1:3的比例稀释乳化沥青,并精确控制喷洒厚度在0.3mm—0.5mm之间,喷洒车的喷洒速度保持在每分钟6—8m,喷洒宽度为3.5m,确保雾封层均匀覆盖整个路面。在施工过程中,现场技术人员实时监控喷洒量和破乳时间,乳化沥青在喷洒后20分钟内完成破乳,形成一层厚度均匀的薄膜。检测数据显示,乳化沥青的粘度为50 cSt,破乳时间控制在15—20分钟,喷洒量为0.8 L/m²,保证了雾封层的粘结力和耐久性。施工完成后的24小时养护期内,摩擦系数提升至0.65以上,达到了预期的防滑效果。

(四)预防性养护效果评估

在公路沥青路面预防性养护施工完成后需要进行养护效果的评估,通过定量和定性指标来确认是否达到预期要求。在实际中需要对沥青路面的结构完整性和功能性进行全面检测,常用的技术手段包括非破坏性测试,如地质雷达、落锤式弯沉仪等来评估路面的承载能力、厚度变化及内部损伤情况。而路面表层的抗滑性能、平整度和抗裂性能也是关键的评估指标,通过摩擦系数测试、激光路面平整度检测和裂缝监测等技术手段,量化养护措施的实际效果。数据采集完成后,结合使用寿命预测模型,对比分析养护前后的路面性能变化,确定养护技术的实际有效性。除了技术指标外,养护效果评估还应考虑长期的经济性和环境影响,如通过成本效益分析和碳排放评估,确保所采用的预防性养护技术在全生命周期内具有优异的综合效益。

在该高速公路沥青路面预防性养护施工完成后的24小时养护期结束,进行了一系列性能检测,通过激光路面平整度测量系统检测其平整度,检测结果显示路面的平整度指标相较于施工前提高了12%,这一提升反映了雾封层在修复路面微小凹坑和不平整度方面的有效性。摩擦系数测试结果表明,施工后的路面摩擦系数提升至0.65,较施工前的0.52提升了25%,其显著增强了路面的抗滑性能,提高了行车安全性。在裂缝密度分析中,施工前路面裂缝密度为0.8 m/m²,施工后通过裂缝密度监测,数据显示裂缝密度降低了20%,降至0.64 m/m²。这一变化表明,雾封层有效地封闭了路面细小裂缝,阻止了裂缝的进一步扩展,从而延长了路面的使用寿命。为了全面评估雾封层技术的长期效果,施工团队还制定了为期6个月的跟踪计划,定期检查路面状态,通过进行周期性的平整度和摩擦系数测量来监控养护效果的持久性,达到对沥青路面病害进行有效预防的目的。

总结:

预防性养护技术在延长公路使用寿命中的重要作用不可忽视,通过提前采取措施预防路面病害的产生和发展,能够有效减少路面的结构性损坏,降低养护和维修的频率及成本,从而延长公路的使用寿命。与传统的修复方法相比,预防性养护更注重提前干预,使得路面能够保持良好的服务状态,避免因严重病害导致的交通中断和安全隐患。随着材料科学和施工工艺的不断进步,以及现代化养护技术的引入,预防性养护技术有望进一步提升其效率和效果,推动公路养护向着更加绿色、可持续的方向发展。

参考文献:

[1]常荠月.沥青路面预防性养护技术应用研究[J].黑龙江交通科技,2021,44(11):41-42.

[2]李发娥.公路养护中的沥青路面预防性养护技术[J].黑龙江交通科技,2021,44(11):201+203.

[3]张娅.沥青路面预防性养护技术在公路养护中的应用[J].运输经理世界,2021,(27):89-91.

[4]成世坤.探讨市政道路沥青路面预防性养护技术的应用要点[J].绿色环保建材,2021,(08):86-87.

[5]李智.沥青路面预防性养护技术在公路养护中的应用[J].交通世界,2020,(32):60-61.

 


...


阅读全文