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《卷宗》杂志

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排水沥青路面预防性养护技术分析
发布时间:2018-12-03        浏览次数:55        返回列表

王洪成

摘 要:排水沥青路面作为世界公认的安全沥青路面的施工类型,具备抗滑性能好、噪音低一级行车舒适等的突出优点,可达到减少雨天事故和降低噪音等目的。由于排水沥青路面是一种典型的骨架空隙结构,路面的内部存在大量的连通空隙,雨水或者杂物长期侵蚀,路面会出现不同程度的损坏。最主要的结构性破坏形式主要表现在飞散或者飞散引发的坑槽,严重影响路面的使用寿命、行车舒适度以及安全性。为了防止沥青路面结构性病害发生,本文对排水性沥青路面的施工预防性养护技术进行了详细的阐述。

关键词:排水沥青路面;预防性养护;技术分析

随着我国经济建设的不断发展,城市道路建设也出现日新月异的变化。城市道路不断增多,排水沥青路面投入使用中,雨水可通过排水网络由地表排水网络路面渗透到沥青路面的防水层,再沿着道路横坡流向路缘的排水沟。一旦发生病害,石料飞散将会加快结构性变化,呈现出多米诺牌的形式效应,也将会影响排水沥青路面的其他后续结构功能的体现。为了防止飞散以及飞散引发的坑槽病害的产生,排水沥青路面的预防性养护工作也是必须要考虑的重难点问题。

1 排水沥青路面的早期病害问题

城市道路的沥青路面在投入使用过程中,因受到风吹日晒、雨冲冻融等自然气候的侵蚀,导致路面材料结构发生物理或者化学变化,并且由于路面车辆的荷载作用,造成沥青路面开裂,随后路面透水,基层变软,坑槽出现,路面状况也逐渐变坏。存在的病害主要表现在:孔隙堵塞、路面结冰、骨料飞散等病害情况的发生。因此排水性沥青路面的预防性养护工作显得尤为重要。

1)孔隙堵塞。在周围环境和车辆轮胎作用影响下,排水路面的空隙易被粉尘、砂砾、土等异物堵塞导致路面的排水和降噪功能降低。該问题在尘土较大的路面、低速道路和城市道路中尤为严重。研究表明,孔隙堵塞问题在高速公路行车道和路面厚度大于4cm且空隙率大于22%时表现不明显,但高速公路应急车道由于很少有车辆行驶易发生堵塞,不但自身渗水性降低而且阻碍路面结构横向排水,从而影响路面的整体侧向排水性能。空隙堵塞同时造成路面降噪功能效果的减弱。

2)路面结冰。尽管路面结冰问题仅在每年的冬季出现,路面安全和养护问题依然备受关注。不同国家学者对于排水沥青路面和密级配沥青路面在路面结冰时的安全性比较研究中得到结论不同,这与路面本身结构有很大关系。排水沥青路面的骨料飞散问题通常因为气候的原因,主要在冬季路面发生结冰以后开始出现。

3)骨料飞散。排水沥青路面骨料间的接触为点接触,因而在环境因素和车辆荷载的耦合作用下易发生沥青剥落,集料松散,骨料飞散等病害,且该病害一旦发生往往在短期内路面会被全面破坏,是路面使用寿命的主要影响因素。骨料飞散病害发生的主要原因是沥青的老化。排水沥青路面中沥青的老化比普通路面发生的早,且因为其空隙大,其表面和底面的老化程度相同。沥青的老化使粘结料变脆,粘度增大,应力松弛能力降低,从而致使路面结构内部微损伤累积,最终导致骨料飞散。

2 排水沥青路面预防性养护分析

排水沥青路面的预防性养护主要针对已建的排水沥青路面进行预防性处理,延缓道路发生破坏的时问,延长道路的使用寿命,并保持或提高路面抗滑、排水、防眩、降噪要求的路用性能,但不增加结构承载力。

排水性沥青路面的投入使用中,定期进行预防性养护的花费远远低于在路面完全破坏后进行铣刨重铺,这使很多专家学者致力于对预防性养护材料和技术的研究。无论从长远利益还是路面整体使用性能来看,定期进行路面预防性养护反馈的效果良好。

新铺路面其使用性能最好,即服务水平为100%,但是随着车辆荷载作用和沥青老化,排水性沥青路面投入使用的时间越长,路面使用性能逐渐降低,为了让路面保持良好的状态,在适当的时机进行预防性养护显得尤为重要。如果路面的服务水平要保持90%,那么在相应的时间需要进行路面养护。如果错过最佳的养护时间,3~4年后路面的使用性能会迅速下降,且养护维修费用也会很高,而且路面的整体服务水平也较低,甚至出现路面的破坏。如果不采取任何养护措施,路面的使用性能会随时间逐渐降低,路面便需要铣刨重铺,费用昂贵。为了降低道路的养护成本,提高道路运行的经济效益,排水性的沥青路面使用过程中定期进行路面的预防性养护办法也是当前选择众多的一个方法。最佳的养护时机的制定还需要集合路面所处的区域、气候变化、材料、养护历史、施工经验以及交通状况等参考指导进行。

3 排水沥青路面预防性养护方法

排水沥青路面的预防性养护措施主要包括两部分:一是对路面以及其空隙进行清洁,保证路面一定的排水能力;二是针对路面飞散病害进行针对性预防性处置,延缓其飞散的大面积发生,延长其使用寿命。为分析研究排水沥青路面预防性养护的效果,对排水沥青路面预防性养护前后的路面进行试验测试。清孔后路面的渗水系数以得到一定的恢复,使用预防性养护材料后对路面的抗滑能力影响较小。

1)机能恢复(空隙清洁)。排水沥青路面大空隙的特点导致其空隙容易堵塞,针对空隙堵塞问题在吸收国内外技术的基础上自主研发了排水沥青路面机能恢复车,主要用于对排水沥青铺装路面的清洗和维护,从而保证排水沥青路面正常机能。该预防性养护方法主要针对铺装不久,且其路面结构保持完整,没有严重的掉粒的排水沥青路面的简单养护。主要利用机能恢复车将排水沥青路面内的灰尘、泥沙等堵塞杂物冲洗清理并对清洗出的杂物进行集中回收,从而使排水沥青路面的空隙堵塞问题得以解决,并且在进行养护之后排水性能也能得以恢复,从而起到预防性养护的目的与作用。

2)再生技术。面对排水路面沥青老化的问题,学者和专家纷纷致力于对沥青就地再生材料技术的研究。再生材料经喷洒机械喷洒在排水沥青路面上后沿着沥青路面结构空隙流至粘结料中,并与其发生化学反应使老化沥青弹性和粘结性部分恢复并产生新的粘结。与一般雾封层技术相同,再生材料喷洒后,排水沥青路面也存在短时间的抗滑性减弱的问题,但是仍满足路面的抗滑性要求,并在通车一段时间后,路面抗滑性能会很快恢复。此外,再生材料的喷洒对排水路面的排水性能几乎没有影响。

3)局部铣刨重铺。对于排水性沥青路面局部损害多采用铣刨重铺的方法,排水沥青路面的铣刨较易于密级配沥青路面。相对一般的沥青混凝土路面,排水性沥青路面有其特殊性,所占比重还很小,所以市场上无法采购到少量的大孔隙沥青混合料,而路面病害维修需在一定时间内完成,故小面积维修用一般沥青混合料代替,对路面整体排水效果影响不大。

4 结语

综上所述,排水沥青路面在国内的建设不断增加,预防性养护已经成为高级公路管理的重要任务,然而目前对排水路面预防性养护技术的研究仍远不能满足路面养护的要求,加强对排水沥青路面预防性养护的研究,总结并提出排水沥青路面早期病害类型、排水沥青路面预防性养护时机的判断以及排水沥青路面预防性养护的方法,系统全面的对排水沥青路面预防性养护技术进行研究。因此排水沥青路面预防性养护研究还需不断进行,对于其预防性养护技术也需要不断完善与发展。

参考文献

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