新材料、新技术、新工艺在公路养护中的应用

时间:2018-10-13

 近些年来随着我国公路建设进程的不断加快,在公路使用中必然存在公路养护的问题,我国公路养护过程中涌现出许多新技术,为提高公路养护的性能和质量创造了可能。

 

路面进行修复前,首先要分析病害产生的原因和病害等级。对由于路基承载原因导致路面损坏的,首先要对路基进行处理,使其达到设计规定的承载能力,再对路面修复。对由于排水系统损坏导致的路面沉陷,还应修缮排水设施后,进行路面修复


修补工艺及设备配备

维修保养工程分为小面积修补和补缝处理,大中修工程又分为大面积修补和路基处理,修补形式不一样,处理工艺也不一样,所选配的设备也不一样。

1.小面积修补。小面积病害由于面积小,点位多,分布广,修补时要求灵活机动,快速高效,但小面积修补一般成本较大,为此,尽可能减少设备数量和人员数量,提高养护效率。但为了减少养护设备的数量,尽可能体现快速性和高机动性,从成品料再加热到压实之间的环节全部用一个车载设备来完成。

2.补缝处理。补缝处理主要是对路面纵横裂缝的处理,它主要是由路基变形或局部沉陷引起的,反射到路面形成的裂缝,如果不及时处理,经过雨天,水会从裂缝中流入,引起路基大量下沉,造成更严重的病害,所以路面裂缝要及时作补缝处理,加热保温改性沥青和补缝可用一台加热补缝设备,作为前期辅助工序的扩缝需要缝隙切割机,清刷工序需要缝隙清刷机,热气吹缝需要压缩空气加热吹缝机。

3.大中修工程。大面积修补工程的特点是面积大,技术要求高,相应的机械设备的数量和装备水平高。由于高等级公路的养护为开放式施工,在施工期间不能中断交通,通过引导过往车辆安全、有序地经过施工路段,为减轻交通安全,减少施工难度,采用集中施工法,流水作业,减少人员、机具的分散,集中所有工序、人员、机械,对某一个点位集中施工完毕后,统一吊运至下一个点位。大面积施工工艺比较复杂,所用的大型设备比较多,我们在设备选型时,对于比较简单的配套设备,如勘测仪器,运输设备,乳化沥青撒布车等,暂不做选型,而对重点工序的重点设备进行选型。国内很少引进,有待进一步考证,所以,在下面设备选型上,以单机分别选型为主。

4.路基修补。路面的松散和裂缝大部分是由于路基的松散和裂缝引起的,如果只处理路面的松散和裂缝,病害没有彻底根除,过不长时间,又会重复出现,要彻底解决,必须对出现病害的基层进行处理,而路基处理很复杂、费时。对于一般路面,有路面面层、路面联结层、路面底层,然后才是路基二灰砾石层,要多层铣刨多层摊铺,原路是几层摊铺,修补也必须用几层摊铺,铣刨深度大,而且路基处理后要有养生期,即使添加早强剂,养生期也不得小于24h,路基处理的施工工艺比较复杂,但仔细分析,它与大面积修补没有什么大的区别,只是分了几层来处理,而且处理工艺基本一样,只是拌和料不一样,拌和设备也不一样。面层沥青混合料和联结层混合料用一种拌和设备,只需变动一下白料种类和级配。



路面养护材料

沥青是一种热塑性的树脂材料,它在热、光、水、氧的作用及车辆的

碾压下会发生老化,沥青老化的过程就是沥青组成成分发生转化的过程,简单来说就是沥青中的轻质成分逐渐减少,沥青变稠,度降低、柔软度变差的过程。随着沥青的老化,路面的使用性能也逐渐降低,并出现表面粗糙、网裂、脱落等现象。如果在路面表面涂刷或喷洒一种防老剂或再生剂之类的材料,以补充沥青中的轻质成分,可使沥青变软,增加它的柔韧性和弹性,提高沥青的茹结性和使用寿命。这种材料一般由溶剂、轻质油分与胶质成分组成,由石油溶剂、烧焦炭的副产品和树脂等配成。

1.冷施工的沥青混合料。要使破坏的沥青路面得到快速修补,并且立即开放交通,同时使施工不受气温条件限制,应该推广使用冷施工的沥青混合料。这种材料是利用改性沥青与110℃左右的沥青拌和均匀后,再与50℃左右的矿料拌和均匀,制成可存放的沥青混合料成品。                                                        2.沥青裂缝处理材料。沥青路面裂缝是由于路基变形及冰冻等原因造成的。在路面建设初期发生的裂缝,会随着气温的升高而愈合。但是,经过几年使用后出现的裂缝难以自行愈合。裂缝对路面的危害极大,必须选用合适的材料及时封堵,否则,雨水渗透进去后不但破坏路面结构,也会破坏路基结构。


沥青路面几种修补技术方法

1.聚合物改性乳化沥青稀浆封层微表处关聚合物改性乳化沥青稀浆封层技术(以下简称微表处提一种采用高分子聚合物使乳化沥青改性的沥青路面铺筑技术。美国、澳大利亚等欧州国家20世纪80年代初即开始应用这项技术,该技术被国际公认为是修复道路车辙、轻度裂缝等病害,防止路面水损害,改善沥青路面表面功能,提高抗滑性,最有效、最经济的手段之一。

2.沥青混凝土路面现场热再生补修技术。目前欧、美一些发达国家采用该技术较多。特别是在美国高速公路沥青路面维修养护工程招投标中,现场热再生被列为优秀的施工方法。我国随着高速公路使用年限的延长,高速公路路面出现大面积病害的时段也在逼近,江苏、吉林、天津、山西等省市也引进或开发研制了一部分沥青路面热再生修补机械设备。

3.热补板法。热补板法较传统方法养护有较大优势:节省时间;废弃沥青料全部再生,利于环保;节省一半新料;有效延长公路使用寿命;减少工作人员;可随时修补;大幅度提高工作效率和作业距离;在我国北方地区可实现冬季养护,在南方地区实现雨季、冬季养护。

3.1工作原理。用丙烷为燃料,经过已获专利的发热元件,产生100%的热辐射能位口同太阳发光一样),对沥青路面进行循环加热,将路面软化,然后进行修补作业。

3.2使用范围。以下沥青路面任何一种或几种病害,都可以采用热补板系列产品进行快速修补:

a.坑洞、啃边;

b车辙;

c.龟裂、网裂,麻面松散,脱皮等;

d.壅包、泛油;

e.已各种开挖后的修复;

f.市政井盖周围的路面病害氏法用传统方法铣刨或破碎);

g桥面病害(沥面层下有钢板,无法铣刨等)。

3.4非织造布与乳化沥青。非织造布与乳化沥青结合应用于沥青路面养护中主要是对基层强度较高,平整度较好,而网裂、龟裂、老化等病害集中在面层的沥青路面进行治理,通过铺设非织造布与乳化沥青形成复合材料层,改善路面结构。技术关键包括乳化沥青的选择;非织造布的选择;贴布的速度、时间;路面成型期平整度的保持。

经乳化沥青与非织造布罩面后的沥青路面,经过4个月的使用外观质量良好,无泛油现象,消除了路面网裂,路面防水能力大大提高。加之面层采用石屑封层,使其强度有所提高,加大了路面的耐磨性。由于非织造布较好的抗断裂性与乳化沥青结合后,将会延长沥青路面使用年限5年以上。

由于我国高等级公路尚在起步阶段,各地的水文地质条件、公路设计和施工状况不一,在高等级公路使用初期,由于路基的不稳定或沥青路面施工质量导致的路面局部沉陷和松散等病害也常有发生。要依据实际情况进行处理。


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