公路路面养护工艺分析(共12篇)
公路路面养护工艺分析 篇1
摘要:随着我国公路高速化进程的不断加快, 全国性的高速公路网正在不断地得到完善。由此, 也对高速公路的保养工作提出了更高的要求。本文主要通过对高速公路建成之后可能出现的后期损耗现象分析, 着力从路面管理系统铺设、预防措施开启以及路面废旧材料的二次利用等方面研究和改进高速公路路面的养护工程管理, 保证高速公路的持久性质量。
关键词:高速公路,路面养护,二次利用
高速公路作为改革开放之后迅猛发展的一项新的交通事物, 在30多年的发展中, 从无到有, 截止到2010年, 我国的高速公路总里程已经突破了6.5万km, 位居世界第二位, 仅次于美国。尽管如此, 由于缺乏完善的高速公路后期保养管理制度, 很多老旧的高速公路路面都已经出现了不同程度的裂痕磨损。这样潜在的路面隐患如果不得到及时地解决, 终会使路面发生彻底地变形, 路况安全度也会急剧下降, 严重威胁人民的生命安全。因此, 进一步加强高速公路的后期养护工作是当前制约我国高速交通发展的重要环节。笔者根据自己多年的实践工作经验, 针对我国高速公路发展中的上述局限, 总结出一下几点自己的看法。
1 端正观念, 增强对路面护养工作的重视
高速公路作为一种持久性服务的基础设施建设项目, 我们不仅要重视量的增长, 还要时刻端正自己的思想观念, 重视对公路的后期保养服务工作。之所以这样说, 是因为后期养护工作的完善可以有效地延长高速公路的使用寿命, 提高公路的综合质量, 保证道路的通畅度。同时, 科学合理的后期养护工作还可以弥补前期公路施工过程中的设计遗漏, 有效地改进初期建设时路面强度不足的状况, 减缓路况的恶化和损毁。
此外, 高速公路作为一种系统化程度较高的交通类型, 它的后期养护工作也是不同于普通的低等级省市道路的。由于高速公路建设和维护之间存在着紧密的联系, 所以后期的养护工作绝不可以采用按图索骥的方式各个修整。而是要预先制定一个系统连贯的保养计划, 同时也要加大资金投入, 引进先进的道路保养设备, 尽可能地提高修理和保养时间, 减少因公路养护工作而造成的正常交通损失。
2 加快开发建立区域间的高速公路有效路面养护管理体系
科学的高速公路路面养护管理系统主要是利用先进的计算机分析系统, 通过对公路建设时的细节数据分析, 综合考虑社会经济发展需求和政治、科技形势的变化因素, 协调公路管理过程中的各阶段活动, 进一步将路面管理过程科学化和系统化。这种先进的管理系统不仅可以依据掌握的数据细致地分析出前期建设当中可能存在的隐患, 预测出相应的隐患后果, 而且也可以较为详实地提供相应地解决方案, 而且为工作人员提供的不仅仅是一种方案, 这样就为道路保养管理提供了更多的参考, 通过对比选择, 最终制定出费用最低、效果最佳的
养护方案。一般来说, 这样的养护方案包括以下几个过程, 即路况完整数据档案封存 (数据库) 、路况优劣的评价标准建立、路况保养方案模型制作、路面养护对策制定、养护资金投入数据模型制作 (基建维修费用、日常养护费用和用户费用) 等。
进行路况完整数据档案的建立, 这是整个高速公路路面管理体系中的基础环节。这一环节的基础工作就是要求道路的建设和养护人员要对路面的日常路况进行检测, 并整理总结出基础数据。而关于路面优劣的评价标准建立的问题, 当前的传统型标准主要有以下几点:
1) 路面行驶质量的优劣是评价路况的核心标准, 一般主要是通过对路面的平整度变化情况进行判断;
2) 路面实际磨损和塌毁程度是否严重, 这是评价路况的最直接标准。主要是依据高速公路在长期的运行中容易产生的车胎痕迹、路面裂缝以及洼面程度等隐患点的毁损程度来进行判断分析;
3) 路面实际承载能力是评价路况的主要媒介, 当前采用的测试手段主要是通过对高速公路路面的沉陷度和可承受的压力强度的检测来实现的;
4) 而路面安全系数的测定作为路面护养工作中的保障环节, 主要是通过对路面的摩擦系数以及地层结构深度等因素来实现测试的。
最后, 关于路况预期保养方案的模型制作是要建立在完整掌握上述四点的检测结果之后, 才可以保证养护工作的全面性。
3 尽快出台高速公路的前期养护方案
高速公路的前期养护方案制定最基本的要求就是预见性, 因此制定时间必须是在隐患出现的初期, 及时的预见措施可以有效地保障道路运行的后期安全。尽快出台高速公路的前期养护方案, 这是保障道路功能、延长道路寿命的最有效手段。
目前, 道路前期养护主要采用的是稀浆封层、微表处以及加铺补强层等手段。具体的方法选择要综合路面的缺陷程度来确定。稀浆封层和微表处两种手段主要针对路表恢复, 而加铺补强层则是针对路面承载力的。在前期养护措施之前要预先清除路面杂物和缺口, 如果缺口比较严重, 就需要重新铺设路面后再进行修复。
4 重视路面废弃材料的二次利用
高速公路保养工程耗资巨大, 所以材料节省成为了最重要的问题。而废弃材料的二次利用正是实现了这一可持续效果。不仅最大限度地节省了资源, 而且降低了材料运输费用, 降低了污染。
沥青路面二次使用主要有热再生和冷再生两种方法。热再生主要是对原沥青路面进行加热融化处理, 使之可以二次变形, 再加料一些掺加新沥青和再生剂搅拌均匀之后即可二次使用。而冷再生是省去了加热环节, 利用乳化沥青、液体沥青等材料直接对路面进行铺设。
5 先进的公路养护机械设备的引进是做好养护工作的最有效保障
这些设备主要分高效能路况自动检测和路面养护施工设备两类。检测设备主要有沉陷度测试仪、路面摩擦系数检测仪以及路面磨损度评价仪等。而养护施工设备主要是通过稀浆封层及微表处等设备实现的。
综上所述, 高速公路的日常养护工作是一项系统化, 高技术含量的建设工程。它的好坏不仅关系到经济发展的效率, 更关系人民的生命安全。所有我们必须尽快建立这一先进的管理机制, 促进我国交通业的高速发展。
参考文献
[1]邱志春.高速公路沥青路面预防性养护技术[J].交通建设与管理, 2008, 9.
[2]《高速公路养护管理》编委会.高速公路养护管理[M].北京:人民交通出版社, 2001.
[3]付昭勇.高速公路沥青路面预养护管理系统开发研究[J].路基工程, 2009, 5.
公路路面养护工艺分析 篇2
高速公路沥青路面养护决策的优化分析 作者:刘红玲 李明
来源:《新农村》2011年第24期
【摘 要】 高速公路沥青路面养护有着重要的意义,因此要实施养护决策优化,此种优化分析在遵循一定原则的基础上选取最优化合理的方法。
【关键词】 沥青路面;养护决策;优化分析
养护决策优化重要重要意义。所谓最优是指系统定义目标的最大化(效益等)或最小化(费用等)。目标最大化或最小化的函数称为目标函数。整个决策优化过程可以是无约束的,也可以是在给定资金约束和(或)期望路况约束下进行的。所谓高速公路沥青路面养护决策优化是指利用相关优化理论和方法,在养护资金和(或)期望路况的约束下,合理分配养护资金,制定养护方案和计划,使有限的养护资金发挥其最大的经济效益。
一,养护决策优化方法选择的原则
1,目的性原则:目的性原则是指对养护决策优化方法的本质特征、结构及其构成要素的客观描述,应为养护决策优化目的服务,衡量养护决策优化方法是否合理有效的一个重要标准是看它是否满足了养护决策优化的目的。
2,科学性原则:养护决策优化方法的科学性是确保养护决策准确合理的基础。
3,适用性原则:所采取的养护措施应是适用的、简便的、易于理解的和可操作性的,能够满足相关技术要求和其路面使用性能。
4,经济性原则:即在满足技术要求的前提下,所选择的养护措施应更经济,更节约,能在有限的养护资金下获取最大的经济效益并满足相关技术和性能要求。
二,养护决策优化的方法分析
根据决策是否优化,高速公路路面养护决策的方法分为非优化决策方法和优化决策方法。非优化决策方法是高速公路养护管理者早期使用的决策方法,主要用于高速公路小规模路网的路面养护决策。常用的方法有决策树和排序法。优化决策方法主要是指利用数学规划优化方法和人工智能优化方法对高速公路路面养护决策进行优化后再进行决策的方法。目前常用的数学规划优化方法有线性规划、近似优化、动态规划和马尔可夫决策规划;人工智能优化方法有人工神经网络、模糊集理、遗传算法等。总体上说,路面养护决策优化方法有两大类:静态优化和动态优化。静态优化主要是线性规划;动态优化主要是动态规划方法。
1,线性规划:线性规划问题是目标函数和约束条件都是线性的最优化问题,即在一定条件下,合理安排人力物力等资源,使经济效果达到最好。决策变量、约束条件、目标函数是线性规划的三要素。
对于高速公路沥青路面养护决策问题,其决策变量形式是主要资金的分配问题、养护的时间问题和(或)人员与机械的分配问题等;其约束条件形式主要是资金的有限性、材料的有限性和(或)人员与机械的有限性等;其优化目标函数形式主要是路网效益最大、养护费用最小和(或)养护质量水平最高等。在各种约束条件构造相应的线性规划模型,通过相应的求解方法,求出其最有解。
求解线性规划问题的基本方法是单纯形法,现在己有单纯形法的标准软件,可在电子计算机上求解约束条件和决策变量数达10000个以上的线性规划问题。为了提高解题速度,又有改进单纯形法、对偶单纯形法、原始对偶方法、分解算法和各种多项式时间算法。对于只有两个变量的简单的线性规划问题,也可采用图解法求解。这种方法仅适用于只有两个变量的线性规划问题。它的特点是直观而易于理解,但实用价值不大。通过图解法求解可以理解线性规划的一些基本概念。
2,动态规划:动态规划是运筹学的一个分支,是解决多阶段决策过程最优化问题的一种方法。1951年,美国数学家贝尔曼(R.Bellman)提出了解决这类问题的“最优化原则”,1957年发表了他的名著《动态规划》,该书是动态规划方面的第一本著作。能够采用动态规划方法求解的问题必须满足最优化原理(无论过去的状态和决策如何,对前面的决策所形成的状态而言,余下的诸决策必须构成最优策略的性质)和无后效性原则(某一阶段的状态一旦确定,则此后过程的演变不再受此前各状态及决策的影响)。
对于动态规划的求解算法,并不像线性规划的单纯形法那样存在一种通用的算法,一般的求解思想主要有逆序解法和顺序解法两类,具体的求解方法比较多,有常规算法、函数逼近法、状态轮换迭代法、时段轮换迭代法、微分动态规划法等,近年来许多研究学者又提出了动态规划的改进算法、并行算法、分层解法等新方法。动态规划有着自身的优点和存在的问题。
1)优点:通过把问题化成一串彼此不相关,结构相似的最优化问题,而这些子问题的变量个数比原问题少的多,约束集合也简单的多,所以较易确定其全局最优解;目前有相当多的最优化问题,动态规划是求出全局最优解的唯一方法;由于子问题可用穷举法求其解,利用动态规划时,和一般分析方法相反,对状态变量和决策变量限制越多,子问题的搜索区域就越小,解起来就越容易;动态规划方法求出的不仅是对整个过程的某一特定状态的一个求解,而且是对所有后部子过程的所有可能出现状态的一族解;动态规划方法反映了过程逐段演变的前后联系,较之非线性规划,它与过程的实际特征联系得更紧密,因而在计算中可以更有效的利用实践的经验,这样能提高求解的效率。
2)缺点:到目前为止,还没有一个统一的标准模型可供使用。实际问题不同,其动态规划模型可能差异,虽然理论上说可以把其数学规划问题化为动态规划模型来求解,但是这种转化的过程对于复杂的数学规划问题将变得十分困难。
状态变量必须满足“无后效性”条件,只这是一个相当强的条件,不少实际问题在取自然特征作为状态变量时,往往是不能满足这个条件的,降低了动态规划的通用性。
参考文献
[1]毛洪录,高速公路养护管理发展对策探讨【J】,中外公路,2004,05
公路沥青路面预防性养护技术分析 篇3
摘要:本文介绍了沥青路面预防性养护内容和特点,并对相关预防性养护技术措施进行简单介绍,供大家参考。
关键词:沥青路面 预防性养护 微表处
0 引言
近年来我国公路建设飞速发展,随着一大批高速公路相继建成通车,沥青路面的养护也面临着越来越严峻的挑战。养护工作对保持路面的服务能力,延长使用寿命,以及改善噪音、振动等周边环境的污染有着重要的作用。因此,为了保持路面良好的使用性能和延长其使用寿命,如何在路面寿命周期的各个极端需要采用不同的养护维修措施,成为摆在公路养护管理部门面前的一项重要任务。以下将对高速公路沥青路面预防性养护技术与对策作以分析。
1 沥青路面预防性养护内容和特点
1.1 养护时机合理 沥青路面在其寿命周期内可分为三期: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公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,即路面处于第一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。
1.2 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,如此循环往复。一般高速公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,相对于另外两种路面养护类型,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。
1.3 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。
1.4 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公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。
2 常用的沥青路面预防性养护技术
2.1 稀浆封层技术 聚合物改性乳化沥青稀浆封层技术是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。稀浆封层所用的材料是具有良好级配的集料和乳化沥青的混合物,由稀浆封层摊铺机拌和并铺设在路面上,稀浆固化后开放交通。该技术适用于路基基本稳定、路面出现不同程度的氧化、疲劳龟裂等病害的道路处理。稀浆封层能恢复路面的抗滑性能,并可部分恢复路面平整度,而且还可封水,防止表面裂纹和疲劳龟裂的扩散,具有快速、有效、成本低等优点,能较好地延长道路的使用寿命。
2.2 雾封层技术 当沥青路面正常使用几年后,路面开始出现轻微疲劳龟裂、损失细骨料的现象,并且其渗水性大大提高,路面水会经过裂缝或细骨料损伤处(露骨处)进入到沥青混合料中,这进一步加速了路面的损坏。这时路面基本完好,如果在这一时期不进行及时处理,会引起网裂、龟裂、坑洞等路面破坏,继而导致更为严重的破坏,造成养护时间和资金的浪费,同时也影响交通的畅通和经济的发展。
雾封层技术是将乳化沥青、改性乳化沥青以雾状喷洒在沥青路面上,封闭路面孔隙,修复路面老化,改善路面外观。它是发达国家经常采用的沥青路面预防性养护技术,目前在我国也得到了初步应用。雾封层技术的关键是要有高品质的乳化沥青喷洒设备和乳化沥青材料。目前国内已经可以生产适合雾封层技术的喷洒设备和乳化沥青,为大面积推广该技术扫除了障碍。
雾封层的作用机理:沥青在路面结构中受到日光(紫外线)、气温、降水和空气(氧)的综合作用,产生一系列物理和化学变化,其路用性能逐渐降低,称这种变化的过程为“老化”。老化的速度越快,耐久性越差,沥青层越容易产生各种病害,面层使用寿命缩短。老化后的沥青通过适当的技术措施,例如掺加再生剂使其恢复(甚至超过)原来的性能,即所谓的“再生”。沥青老化后,在化学组分含量方面的变化之一是沥青质增加,而再生剂的掺加则可使沥青质相对含量减少。
雾封层可以采用喷涂、滚涂、刮涂等工艺施工,涂层以两次为宜。基面清理后施工第一遍,保证涂料能充分渗入沥青表面的毛细孔,以封闭毛细孔,形成防水层,活化沥青层,改善表层沥青的性能;然后施工第二遍,确保遗漏的点和面涂上涂料。
雾封层一般用于轻度到中度细料损失或松散的道路,开级配混合料出现松散时,雾封层可有效解决。无论是交通量小的道路还是交通量大的道路均可使用雾封层。雾封层可更新和保护旧氧化沥青路面,填补小型裂缝和表面空隙,使低温下的路面免受损害,加深沥青路面的颜色,加大沥青路面与标线的对比度,防止开级配路面松散。
2.3 微表处技术 微表处技术是稀浆封层技术发展的高级阶段,是以高分子改良乳化沥青为粘结材料,并且以薄层工艺为主的冷拌混合料施工技术。这种技术采用专用机械设备将聚合物改性乳化沥青、粗细集料、填料、水和添加剂等按照设计配比拌和成稀浆混合料,摊铺到原路面上,形成具有高抗滑和耐久性能的薄层,并能很快开放交通。微表处有良好的封水效果,可以有效防止路面水损害的发生和发展,扭转路面坑槽补不胜补的被动局面。该技术主要用于建立和恢复道路表面功能,使道路形成防水、抗滑、耐磨、耐久的表面功能层。
2.4 就地热再生技术 就地热再生技术是利用就地热再生机组,在施工现场将旧沥青砼路面加热、翻松,通过喷洒再生剂、现场拌和后就地摊铺、碾压成型。它实现了旧沥青混合料的再利用;通过添加再生剂恢复了老化沥青的物理力学性能;通过再生工艺,可以治理路面表面层的病害。目前,阻碍该技术推广的因素主要包括:设备依赖进口,价格过高;工艺较复杂,施工效率较低,施工组织难度较大;仅限于维修沥青表层3~5cm的病害,适用范围相对较窄。
2.5 复合式路面加铺罩面技术 在水泥砼路面上加铺沥青砼罩面前,为了防止反射裂缝的出现,往往需要先对水泥路面进行处理,其中常用的处理方法之一就是对水泥路面进行界面处理。为实现快速、有效的旧水泥路面破碎、固定,国外常采用冲击压实或水泥路面碎石化技术。目前,这两种技术均在我国得到初步应用。
3 结束语
公路路面养护工艺分析 篇4
1.1 备料、拌制
碎石、砂砾等材料的颗粒组成和塑性指数均要满足设计和规范要求, 砂砾的最大粒径不得大于31.5mm, 通过0.075筛孔的颗粒含量不得大于5%, 材料应该尽量均匀, 有较多骨料, 集料压碎值必须符合规范要求。
基层、底基层混合料必须采用集中厂拌, 在正式拌制之前, 持有机械操作证的机械操作人员先要对拌合设备检修, 设备符合运转条件方可进行, 拌合前试验人员要对混合料的原材料进行检验, 使其达到规范要求方可进行配合比配制。配料应准确, 拌合应均匀, 含水量略大于最佳含水量, 使混合料运到现场摊铺后碾压的含水量不小于最佳含水量。
1.2 运输、摊铺和整形
混合料采用自卸汽车进行运输, 在施工路段内由远到近卸置混合料。当天气温度过高, 运输距离较远时, 混合料必须采取篷布覆盖, 是混合料免于水分流失。混合料的铺筑采用装载机配合平地机施工, 人工进行局部找平和修整。整形时, 在直线段由两侧向路中心进行刮平, 在平曲线段由内侧向外侧进行刮平, 必要时再返回刮一遍。对于严重不平整的地段, 采用人工整形的方式, 用铁锹摊铺混合料找平, 用压路机在碾压2~3遍, 高出部分铲除。在压实未完成时严禁任何车辆通行, 铺筑时设置路面中线以及铺筑高度标志 (一般采用钢丝绳挂线) 。利用锹耙按线整形, 再用路拱板校正成型。
铺筑时含水量达到最佳时压实度最好, 所以混合料的含水量要严格控制, 当时天气的变化对含水量的影响尤为重要, 拌合时要根据当时天气调节含水量, 使其达到最佳含水量, 这样才可以是压实度达到最大。
1.3 碾压及接缝处理
正常情况下混合料含水量最佳时, 压实效果最好。对混合料整形后, 采用轻型压路机并配合15t以上压路机在结构层进行碾压。碾压过程中严禁压路机调头和急刹车, 直线段由两侧路肩向中心碾压, 设超高的平曲线段由内侧路肩向外侧路肩进行碾压。我们常采用的基层一般是水泥稳定砂砾, 水泥稳定砂砾始终要保持湿润, 根据天气情况控制用水, 如天气炎热, 水分子蒸发过快, 混合料很难达到最佳含水量, 所以在拌合时适当加大含水量, 以保证在铺筑过程中含水量接近最佳得到最大压实度。但是水份过大容易造成碾压过程中的弹簧现象, 也就是翻浆。所以用水量必须严格控制, 对于因用水量大造成的弹簧、松散等现象, 及时停止碾压, 挖出重新拌和或用其他方法处理, 使其处理完成后压实质量符合规范要求。
接缝往往是不在同一时刻施工的的两个作业段的衔接处, 时间早一点的已经有了一定的强度, 新铺筑的基层料与其衔接, 强度上有所差距, 不容易形成一个整体。一般采用搭接处理。时间早的整形后, 留5m左右不进行碾压, 新铺筑施工时, 时间早留下的未碾压部分和新拌合料重新拌和, 再进行碾压。当天施工的最后一段以及铺筑中断时间超过规范要求时间, 在现场及时设横向接缝 (工作缝) 。整平时, 衔接部分的混合料要比早前铺筑的混合料高出约5cm, 以便于两次不同时刻铺筑的混合料压实后衔接平顺, 无跳车现象。水泥稳定层的纵向接缝采用垂直相接方式。
1.4 养生及交通管制
每一段铺筑结束后进行压实度检验, 检验合格后进入养生阶段。一般采用洒水车洒水进行养生, 养生期不得少于7d。洒水情况应根据当时天气状况, 始终要保持稳定土层表面湿润。养生期间, 严格实行交通管制, 保通路段所有车辆车速不可超过10km/小时。
2 沥青混合料面层施工要求
2.1 透层油、粘层油施工
(1) 透层油、粘层油施工前, 首先要对基层路面进行清扫, 不得有杂物、污染物存在, 一般都采用扫帚清扫, 将杂物清扫除施工范围外, 对于污染严重的地方, 清楚杂物后用水枪冲洗干净并在施工前使其保持干燥状态。铺筑前需遮挡水泥混凝土路缘带及人工构造物避免污染。透层油的用量应通过试验段试洒确定。洒后不流淌, 不露石, 使其呈现均匀状态。洒布乳化沥青的气温应不得低于10℃, 且温度必须保持稳定上升。刮风、下雨等不利天气时不应施工。
(2) 喷洒粘层油, 粘层油的品种和用量, 应通过试洒确定。
2.2 沥青混合料面层施工
2.2.1 下承层准备
2.2.2 沥青混合料的拌和
工地试验室应该在沥青混合料开拌之前进行配合比试验, 试验包含混合料配合比、所含集料含水量、原材料检验。拌合厂拿到配合比方可以进行混合料拌合。
沥青应采用导热油加热, 脱水加温至140℃~160℃备用。对沥青混合料的温度必须严格控制, 对拌合厂所出的每一车混合料进行温度检测确定其出厂温度, 如果施工路段离拌合楼较远, 必须对混合料进行覆盖以便于保证温度减少流失。拌合厂操作人员必须进行岗前培训, 合格后持证上岗, 严格按照规范操作。拌合过程中每一步都需要试验人员做出验证, 符合要求方可继续。拌合后的混合料要求均匀, 颜色一致, 无花白料现象, 沥青均匀地裹覆在矿料颗料表面, 表面黑色略带棕色光泽, 装车时堆不塌, 不离析。集料加热温度视施工时当地气温的变化不同做出调整、摊铺温度、道路状况、运距和等情况决定, 一般控制在130℃~150℃范围内。
2.2.3 沥青混合料的运输
2.2.4 沥青混合料的摊铺
正式摊铺前要对基层表面裂缝进行处理, 防治裂缝扩大对路面造成更大危害。清扫路面多余石子, 泥土、残渣污染物, 污染严重的地方必须冲洗干净, 并且用吹风机等可以使其干燥的工具将路面吹干。铺筑前半天左右洒布乳化沥青粘层油 (洒布时间不宜过早, 以免粘层油失去粘性) , 洒布量以规范要求为准, 不宜少量或超量, 保证沥青混合料摊铺时粘层油已破乳。
摊铺前根据松铺系数确定厚度, 对于路面纵横坡度要严格控制。准备就绪将摊铺机停于开始摊铺的起始点, 对于已铺筑的路面要进行接头处理, 并用3m直尺测量达到要求为止。一般养护维修路段都是需要半施工半通车状态, 正常情况下都是半幅摊铺。根据路面宽度调节摊铺机平板宽度, 按摊铺的松铺系数调整摊铺厚度, 按路面横坡度调整好摊铺机, 使机上自动找平传感器的标尺与横坡保持一致, 并用横向拉线进行校准。混合料的温度严格按照规范控制, 正常天气下混合料温度不得低于最低120℃、最高不得大于165℃;温度较低时施工, 混合料最低温度不低于130℃、最高不得大于175℃。无特殊情况下, 摊铺时外界气温需高于5℃。沥青混合料的松散系数和松铺厚度, 必须从实际施工中测得。因摊铺机不同, 混合料类型不同, 松铺系数和松铺厚度也就不同。每次在开铺后的20m左右内进行测试, 可以准确控制路面的摊铺厚度及横坡。摊铺机摊铺作业时, 起步速度不易过快, 要保持匀速均衡前进, 铺筑时无特殊情况中途不得停机。当地气温低于10℃时, 路面潮湿或者雨天都不宜摊铺热拌沥青混合料。
2.2.5 沥青混合料的压实成型
摊铺好的沥青混合料, 应在合适的温度下尽快碾压成型。小面积的修补, 严格按柔性路面养护技术规范要求进行处理;大面积的维修按以下重铺操作要求实施。
(1) 控制好沥青混合料的压实温度。
(2) 合理选择压实机械组合和压实程序。面层压实过程一般都是三步曲, 初步压实、重复压实和最终压实。初步压实和最终压实常采用15t或18t双轮钢筒式压路机, 一般需要压实2~3遍, 重复压实采用20t胶轮 (轮胎式) 压路机碾压2~3遍。前两次压实中随时用3m直尺连续检查碾压平整度。对于死角及狭窄路段、挖补路段需要配备小型振动压路机以及人工配合完成。
(3) 接缝的压实方法。接缝主要有横缝和纵缝两种, 接缝的压实对于公路的平整是非常重要的, 如果接缝高低不平, 行车时跳车现象加大, 对公路安全行车以及公路寿命都会有影响。横缝压实:钢轮压路机垂直于路线进行横缝碾压, 开始压路机多部分在已压成的铺面上, 伸入新铺层的宽度约为20cm, 然后每压一遍向新铺混合料移动20cm左右, 直至全部在新铺层上后再顺路方向进行正常压实。此时边压边用3m直尺测量并配以人工细料找补, 直至平整度和压实度符合要求。纵缝碾压:纵缝为接缝时, 应以1/2轮宽进行跨缝碾压, 以消除缝迹。如分成两半幅施工形成准予接缝时, 应先在已压实路上行走, 只压新铺半幅铺层的20cm, 随后将压实轮每次再向新铺面移动20cm (同横缝) , 直至把纵缝压平压实。纵横向的施工接缝是沥青路面的薄弱环节, 应加强初期养护, 随时用3m直尺查找暴露出来的轻微不平, 铲高补低, 经拉毛后, 用混合料垫平、压实。
(4) 碾压完成。设置交通标志, 在沥青混合料表面温度高于50℃时, 严禁任何车辆通行, 施工机械严禁停放于已完成的路面上。专人检测温度低于50℃时, 方可开放交通。
参考文献
[1]JTG F80/1-2004.公路工程质量检验评定标准[S].
[2]JTG F40-2004.公路沥青路面施工技术规范[S].
[3]JTJ 034-2000.公路路面基层施工技术规范[S].
公路沥青路面预防性养护初探 篇5
阐述道路预防性养护的基本概念,介绍了沥青路面预防性养护的.必要性、养护方案的制定过程及几种常用预防性养护措施,从而推广预防性养护的应用,保持或改善路面的使用性能,提高道路的经济效益.
作 者:史鸿远 SHI Hong-yuan 作者单位:新乡市市郊公路管理处,河南,新乡,453000 刊 名:山西建筑 英文刊名:SHANXI ARCHITECTURE 年,卷(期): 35(16) 分类号:U418.6 关键词:公路 沥青路面 预防性 养护
公路路面养护及养护机械化探究 篇6
关键词:公路路面;机械化;养护技术
随着社会的不断进步,交通运输的不断发展,公路建设在社会经济建设中的地位越来越高。对于公路路面的养护是确保道路交通运输通畅的必要措施,传统的人工养护方式已经无法满足现有公路正常运营的需求,不光耗时耗力,而且还浪费了很多不必要浪费的资源,极大的增加了政府的负担,加大了路面的劳动者的工作强度。为了便于道路施工的顺利进行,加大路面养护的覆盖范围,最大限度的减少交通拥堵状况,保持人民和车辆在道路的安全、顺畅出行,本文探讨了机械化养护工作的有效策略与措施。
一、传统公路路面养护的不足
为了保持公路路面的平整和交通的畅通度,需要对路面定期进行必要的养护。早期的养护都是通过人工去保养路面,时间 、天气、技术等条件都会对公路路面养护起到了一定的制约作用,众多外在因素的影响下往往不光耽误了劳动者的工作时间,而且还错过了最佳的保养期限,容易对路面造成了二次损害。人工保养路面不仅耗时耗力,而且还提高了工作难度,加大了交通的拥挤度。
为了给道路使用者提供舒适的服务,提供更好的作业环境,降低一线工作者的劳动强度,对公路路面的养护需要采用机械化作业的模式。机械化养护是指在有效的组织和管理模式上,以现代化技术为基础,配备合理的机械化工具来实现的现代化养护模式,能够在安全有效的时间内完成对公路的定期养护。机械化养护与人工养护相比,不仅具有更高的效率,大大降低了工作人员的劳动强度,养护成本也大幅度下降,而且能够克服一些恶劣天气、环境等不利因素。机械化养护不单单是减少了工作人员在外的工作时间,也同样减少了意外事故的发生,从一定程度上来说减少了安全隐患,也就减少了更多不必要的损失。因此机械化养护成为当前公路路面养护的主要发展趋势。
二、机械化养护工作的策略与措施
由于路面设计和施工等诸多外在因素的影响,路面会随着使用时间的延长而产生变化,从而产生着不同的表面缺陷。当车辆在路面上行驶,高速运转的轮胎和不同质量的车辆会对有缺陷的路面产生向下的压力,随着而来的就是破损的缺陷被压力影响不断的放大产生凹坑,这样路面的性能就会随之而降低,无法满足正常车辆的通行。为了维护已破损的路面,就需要对路面进行检测和修理、养护。
1、做好人员的管理与培训。做好机械化养护工作首先要以人为本,重视提高工作人员的技能水平,尤其是需要改变员工对于机械化使用的看法,而不是完全依赖机器工作。日常工作中可以开展一些活动以便提高员工对先进科技的认识和机械化知识的掌握,认识到机械化养护的特性,熟悉机械化养护作业的流程和技术措施。管理者要引导相关工作人员加强自我学习,利用自己空闲的时间去学习,培养自己自学的能力以便更好的掌握机械化养护知识和技术,要熟悉并掌握新工艺、新材料。这样能够根据不同的路面状况制定出不同的对策及方案,增加工作效率的同时提高工作质量。同时也要提高管理人员的水平,合理的分配工作任务,高效保质的完成机械化养护工作。管理层领导不光需要很好的管理技术,也同时也要熟知一些机械化养护的知识,这样使工作人员与管理人员平衡有效双向发展。具体可以不定期举办一些有关机械化养护活动和比赛,目的是为了让员工更好的掌握机械化养护技能,可以采取一些赛后激励措施,调动员工参赛的积极性和对比赛的热情。
2、控制好路面养护的时间和周期。在路面刚刚铺设完成后会出现一些小的裂纹和裂缝甚至是一些表皮脱落等现象,随着时间的不断拉长,路面就会渐渐发生老化和开裂。对于路面的养护应当选择最佳的时间段来进行,控制好破损的路面使它不再扩散影响交通的正常运行。
因此在工作阶段,工作人员要对各种路况进行调查和排查,一旦发现路面有凹坑和破损地方较大的时候要做及时汇报和处理,及早发现问题解决问题。其次要增加一些特定路面的检测频率,对于运营年限较久、交通压力繁重等路段,要适当加大巡查、检测工作的频率,提高二次维修质量,避免年久失修等原因导致道路路面破损。同时我们也要学会利用好已收集到的检测数据对没有出现破损的路面进行预测,建立提前预防的机制,在早期解决路面隐患问题。
3、严格规范的管理。无论做什么事情都需要严格的管理,管理的目的不是为了制约而是更好的提高工作质量和工作效率,所以对于公路的机械化施工需要严格的组织管理。对于每一台即将要工作的机器要核实登记,对于工作人员要合理安排,人机合理配置。每一个工作人员在工作期间都要严格遵守工作的秩序和管理,认真对待工作的内容,尽管机械大大减少了人员的工作量,可以完成工作人员无法完成的任务,但是需要人的有效监督和管理,
熟悉路面不同的损坏状态也是做好机械化养护的前提基础工作。不同的路面有着不同缺陷,有的是滑移问题,有的是沉降问题,有的是因为没有按照工程的标准规范去施工而产生的问题,不同的路面承载的压力也是不同的。这些不同的缺陷,是有着不同的机械化操作规范的,需要再根据路面的损坏度进行判断之后开展维护工作。
公路路面养护需要按照上面的不同缺陷进行合理的分类,并且在养护阶段严格执行机械化作业标准,以减少工作的重复率,针对不同的路况正确施工。
参考文献
[1] 朱莹.高速公路养护管理系统的研究与运用[D].湖北工业大学,2014.
[2] 马健萍.高等级公路(水泥混凝土路面)机械化养护管理与设备配置技术的研究[D].长安大学,2000.
公路路面预防性养护分析 篇7
按照我国规范和世界各国经验, 高级路面设计寿命为15~20年, 如何才能延长路面的使用寿命, 减少路面的大规模维修, 减少道路路面的维修养护成本, 以有限的维护资金确保道路路况良好, 实现维护资金的可预见性与计划性, 最大限度提高路面的完好率和路面使用质量, 是道路管理部门和工程技术人员必须面对的一个重要课题。
路面预防性养护是在路面未出现明显结构性损坏之前所进行的养护工作。预防性养护的主要目的是让状态良好的道路系统保持更长时间, 延缓未来的破坏, 在不增加结构承载能力的前提下改善系统的功能状况。其实质是在恰当的时机, 对合适的路面采取适宜的养护技术措施。
路面预防性养护与传统的路面管理系统具有本质差别。在现有路面管理系统中, 通常要在表征路面使用性能的路面服务性指数PSI降低到相当低的水平时进行大修, 大修方案多数为4~10 cm厚度的加铺改建。预防性养护是指在路面服务性指数 (PSI) 还比较好时采取相应的养护措施 (养护厚度为0~4 cm) 。采用预防性养护不仅可以保证路面性能始终完好, 就其本质而言, 这些措施有效避免了路面损伤的发生与累积, 极大限度地延长路面使用寿命。
2 路面预防性养护措施与技术
目前, 我国使用的路面维修养护材料和技术中, 有很大一部分是由国外引进的, 由于气候、交通、路面材料、道路结构形式、施工技术水平以及工程目的等方面存在不同, 这些技术往往需要有针对性地进行具体研究和改造。 路面使用一定时间后, 经常会发生一些病害, 导致使用功能发生衰退。为了持续提供和保持道路的使用功能, 必须对路面采取必要的预防性养护和治疗性养护措施。路面预防性措施很多, 常用的路面预防性养护的技术措施有:①封缝;②雾封层;③石屑封层;④超薄冷拌封层, 包括稀浆封层、微表处、开普封层;⑤薄层及超薄热沥青罩面。
预防性养护技术措施的特点是层薄、单价低, 在技术措施选用时通常也要考虑到其使用年限和寿命, 参照国内外工程经验和文献资料, 列出几种主要预防性养护技术措施的寿命 (见表1) 。
3 路面预防性养护时机
预防性养护的经济性和有效性在很大程度上取决于采取预防性养护措施的时机。在目前的实际应用中, 路面预防性养护时机的选取方法主要有:行驶质量指数和破坏指数法、基于时间或路况的方法、费用效益评估法、排序法、生命周期费用评估法及决策树法等。
3.1 行驶质量指数法及破坏指数法
在国外, 有的机构研究采用行驶质量指数RQI (Ride Quality Index) 或破坏指数DI (Distress Index) 来确定路面预防性养护的时机。如美国密西根州运输部在路网管理中用DI和RQI来表示路面性能。为了延迟由不平整度和动载引起的路面破坏, 该州资助了用RQI作为各种路面的预防性养护阈值 (RQI thresholds) 的研究, 根据这个阈值采取预防性养护措施就可以提高路面平整度, 减小动载影响, 增加路面的服务期。
密西根州采纳RQI值用作路面 (尤其是刚性路面) 预防性养护的阈值, 对由不平整度和动载引起的路面破坏有着积极的意义, 但这种方法没有解决路面预防性养护针对的其他主要路面问题, 如裂缝、路面水损坏和抗滑性能等。
3.2 基于时间或路况的方法
预防性养护是为了保持路面的良好功能, 使其不致出现功能失效而进行的养护。因此, 对预防性养护理论的研究必须先弄清功能失效的时间, 养护应在路面功能还处于一定水平时进行。因此, 可以选取基于时间或基于路况作为确定预防性养护时机的两种方法。
研究认为, 每个路段大致都有一个需要进行预防性养护的时间。表2给出了沥青路面需要在不同时间进行的预防性养护措施。进行各种预防性养护的实际时间随交通水平和环境有所不同, 但管理部门可据此确定所辖路段进行预防性养护的大致时间。
基于路况的预防性养护就是从路面的实际破坏状况出发, 找出进行预防性养护的临界破坏状态, 确定预防性养护的时机。对基于路况的预防性养护来说, 不同破坏状况的路面可能具有相同的PCI。即使路况相近PCI也相近, 但不同时期路况的变化情况并不一定相近。路面损坏状况用PCI值来衡量, PCI是一个综合值, 仅仅是路面表面破坏的一种外观评价, 只关注了路面破坏的表面现象, 对路面破坏因素并不关心。各种路面的实质的损坏现象错综复杂, 路面破坏可能由路面结构、路面材料、设计施工、环境和交通等因素引起的。所以单凭PCI值很难决定采取哪一种养护措施, 而应结合实际情况确定。
3.3 效益费用评估法
效益费用评估法是采用效益与费用的比值来衡量的。每一种策略的费用都根据管理部门费用和用户费用来确定。管理部门费用包括设计费、初期修建费、养护费、改建费和残值, 用户费用包括车辆运营费、延误费、行程时间费和事故费等。费用折算成单价, 如元/m2;效益根据预防性养护后期望延长的路面寿命或根据性能曲线的变化, 即性能曲线下增加的面积确定。性能曲线是由路面数据 (诸如路况、荷载、气候和维修养护) 来确定的, 路面预防性养护导致了路面性能的变化。通过分析计算每一种养护措施的效益费用比来优选出最佳养护方案。
3.4 排序法
预防性养护的各种特征对管理部门非常重要的, 但有些特征不容易定量化。这些特征包括交通分布、当前预防性养护的经验及适合施工的气候条件等。除了效益费用比外, 还可对所采取的预防性养护措施进行整体评分排序。
排序法通常是先初步安排养护的时间和对策, 然后考虑预算约束及优先次序的要求进行一年或多年的项目规划。预防性养护时间的安排可以按某一事先设定的标准进行, 如使用性能标准PCI。当路面的PCI低于此标准时, 该路段即需采取预防性养护措施。此时, 进行预防性养护的时机和措施是分开考虑的, 通常采用使用性能参数进行各项目的排序。当然也可以采用经济分析参数进行排序, 此时预防性养护的时间和措施的确定是同时进行的。
3.5 生命周期评估法
生命周期费用分析 (Life Cycle Cost Analysis) 是在一定的时期内, 通过分析某一路段的初建费用和以后的折扣费用来评价其经济价值的过程。生命周期评估法是目前应用比较广泛的一种方法。在路面大、中修和重建时, 常常用到生命周期评估法。预防性养护推迟了昂贵的路面大修活动, 但预防性养护要求提前支付养护费用。在不同时期支付同样多的费用有不同的经济价值, 所以有必要进行经济分析。分析的方法是将分析期内不同时间支出的费用, 按某一预定的贴现率转换为现在的费用 (现值) 。通过转换成单一的现值, 可在等值的基础上比较各种方案。图1是生命周期费用分析流程图。
3.6决策树法
在国外有些公路管理部门用决策矩阵作为预防性养护的决策支持。一些薄层罩面的目的不是为了提高沥青路面的结构强度, 因此, 将其纳入预防性养护措施中。当路面出现严重的不平整和疲劳裂缝时就不可以用微表处这种预防性养护措施了;当路面出现严重的车辙, 横、纵向裂缝和少量的疲劳裂缝时, 应用微表处措施也并不一定有效。
决策树是动态模型研究中常用的一种方法。以RQI和DI作为预防性养护的标准而建立的决策树。当RQI<54, RD<3 mm, 如果20<DI<25, 此时进行单层石屑封层即可;如果25<DI<30, 此时需进行双层石屑封层;如果DI>40, 预防性养护措施就不适合了, 此时需要进行路面大修。
4 结束语
对于具体项目, 预防性养护措施和时机的确定是一个复杂的过程。在选择预防性养护措施时要综合考虑路面类型, 路面结构特性, 路面破坏类型、范围和严重程度, 当地经验, 费用效益等。同时, 具体项目预防性养护措施和时机的选取通常还需进行现场评估, 而不是仅用某种方法就可以解决的。
参考文献
[1]中华人民共和国行业标准.JTJ034—2000公路路面基层施工技术规范[S].北京:人民交通出版社, 2000.
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[4]中华人民共和国行业标准.JTG F40—2004公路沥青路面施工技术规范[S].北京:人民交通出版社, 2004.
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[9]黄晓明.路基路面工程[M].南京:东南大学出版社, 2006.
公路路面养护工艺分析 篇8
一农村公路沥青路面的破坏类型分析
对于农村公路建设中的沥青路面来说, 受客观地形、交通以及路面类型的影响, 其被破坏的因素也不尽相同。但是, 从大的方面来看, 农村公路沥青路面的破坏情况主要有两种, 即结构性破坏与功能性破坏。具体的破坏形式则表现在以下几个方面:
1.沥青路面的强度裂缝
强度裂缝是农村公路沥青路面最为常见的破坏形式。它是由于路基与路面之间的整体强度不够而产生的。路面的强度裂缝通常表现为较大程度的弯沉, 并且伴有沉陷的情况产生。这种路面破坏形式的威胁程度也是很明显, 稍不注意就会带来不可估量的损失。
2.沥青路面层的弯拉疲劳型裂缝
沥青路面层的弯拉疲劳型裂缝主要是受路面施工材料弯拉强度不足的影响, 同时在路面行车荷载的反复作用下而形成的裂缝。对于这种裂缝来说, 它是由纵向形式逐步过渡到网状形式的裂缝, 同时, 它的表面层上还会生成很多多边形的小块。另外, 在沥青施工材料老化的影响下, 该裂缝会使得路面被拉断, 从而产生龟裂的现象。
3.沥青路面的环状型裂缝
沥青路面的环状型裂缝是在沥青路面的温度应力下而产生的裂缝, 这种裂缝会造成路面更容易、更迅速地被破坏, 危害性也是极高的。受路面使用时间的影响, 该裂缝的破坏形状会呈现出深度与宽度各不相同的环状裂缝。
4.结构性的裂缝
结构型路面是针对新旧路面的接合而言的。在农村旧公路的扩建中, 受不均匀地基沉降的影响, 新旧路基的路面之间没有做好严格的分层处理工作, 这样就会导致路基的路面出现裂缝。同时, 如果路基的填筑材料使用不合格, 就会导致路基在吸水膨胀之后, 产生裂缝。
5.温度型裂缝
温度型裂缝是针对沥青材质而言的。如果施工中所用的沥青材质不合规范, 粘附性与内聚力达不到施工的要求, 就会造成沥青出现温差过大的情况, 这样就会容易产生裂缝。
二农村公路沥青路面的破坏原因分析
1.对沥青路面的规划与设计不够周全
在农村公路沥青路面被破坏中, 很大程度上是因为施工前的规划与设计工作没有做到位。对于沥青路面的规划与设计而言, 必须要综合考虑到多种方面的因素。然而在农村公路的实际使用中, 情况并非当初规划与设计那样, 比如, 子啊规划与设计路面的厚度时, 可能只考虑了正常的行车状态, 而忽视了超载的情况, 实践证明, 农村公路大部分都是超载行车, 这样就给路面额外增加了压力。
2.雨水的破坏
对于沥青路面的积水来说, 它往往会随着路面的裂缝而渗透到路面的结构内, 这时, 如果不采取积极的措施加以解决, 雨水就会侵蚀路基的结构材料和路基土, 这样, 就会造成路面的强度下降, 产生变形, 以及承载能力的降低, 最后给路面的使用寿面带来严重的威胁。有时, 在雨水的浸透过程中, 水流会冲刷路面层的施工材料, 促使沥青出现脱落、松散的情况, 这样就会导致整个路基结构的迅速破坏。
3.温度的影响
温度对沥青路面的影响主要表现在温度裂缝方面。对于贯穿农村公路沥青路面的横缝来说, 它的罪魁祸首就是温度。当气温下降的时候, 受沥青材质本身性能的影响, 它的面层会自动收缩, 如果收缩的拉应力比沥青混合料的抗压强度要大时, 就会导致路面裂缝的产生。
4.沥青的离析作用
离析指的是沥青所发生的粗细分离的情况, 其中大粒径骨科存在明显的不均匀混合状态。产生离析的现象, 通常是机械的原因。沥青的离析容易造成路面的压实不均匀, 这样就会潜在地造成空隙的出现, 为雨水的渗透提供了便利。对于农村公路的建设而言, 受限于施工条件, 这种离析作用尤为明显。
三农村公路沥青路面养护的有效策略分析
1.裂缝的治理
对于农村的公路建设而言, 其中的裂缝现象是很常见的, 大部分是由冻缩和干缩而引起的。虽然, 在早期可能对路面的结构和行车的安全不会有太大的影响, 但是, 如果不及时采取有效的措施加以解决, 就会导致裂缝地不断扩大, 从而威胁到路面的实际使用寿命。对路面裂缝的日常养护来说, 针对裂缝的深度与宽度, 做好相应的封闭与防水工作就行。
在使用热沥青来灌缝裂缝时, 如果裂缝的宽度没有超过6毫米, 可以直接采用热沥青来灌缝, 以防止雨水的渗透;如果裂缝的宽度超过6毫米, 那么, 就应该使用沥青砂或者是细粒式的混凝土混合料来灌缝, 这样才会产生应有的效果。
对于那些网状, 并伴有沉陷的裂缝来说, 单纯的灌缝没有多大意义, 应该从基层到面层进行全方位地修补, 只有这样才能遏制事态的进一步恶化, 有效防止雨水的渗透。
2.车辙的治理
对于农村公路沥青路面磨损过渡而产生的车辙来说, 适宜采用路面铣刨机对车辙隆起的部分进行刮除处理。同时, 对车辙的表面还要进行一定深度的翻松, 在经过合理地清除之后, 再采用小型的路压机将其碾平, 然后把每平方米0.3-0.5千克的粘层沥青喷洒在清除干净后的面层, 最后再用沥青混合料来铺筑空隙, 并将其碾压密实。另外值得注意的是, 不能随意增加刮涂层的厚度, 只需要将空隙填平就行。
3.松散、麻面的治理
沥青路面的松散与麻面通常是在低温下施工而造成的, 可以采用乳化沥青稀浆对它进行封层处理, 而乳化沥青稀浆适宜食用中、粗粒式的。这是一般的治理方法。如果治理的对象是等级比较低的公路, 则应该采用沥青洒布罩面的手段进行治理。这种情况通常适宜在夏季来施工。值得注意的是, 在洒布完后, 要对撒石屑进行及时的养护。鉴于过高的油温, 如果是粘接料老化而造成的松散, 则适宜对它进行挖除之后, 再来重铺。
四结语
公路路面养护工艺分析 篇9
高速公路沥青路面大中修改造工程养护对策制定是一项系统工程,其包括前期的旧路面检测调查、状况评估、养护方案制定等多个关键环节,以上每个环节实施的合理性及科学性直接关乎大中修养护工程的实施质量,以及改造资金的投入。为了有效指导高速公路沥青路面大中修改造工程的实施,为相关工程提供必要的参考依据,本文以京沪高速公路路面大中修改造工程为背景,拟从工程背景、路面使用性能评价、大中修养护技术方案对策等几个方面进行分析,探讨高速公路沥青路面大中修养护工程的养护方案制定关键要点,为类似工程提供参考与借鉴。
1 工程概况
京沪高速沂淮江段起于新沂苏鲁界,止于江都正谊枢纽,全长261.5 km,于2000-12建成。由于京沪高速公路是江苏地区通往我国北部地区的重要通道,通车以来,交通量逐年增加,货车、重载车比例较高。经过10余年的运营,路面相继出现一些结构及功能性病害。运营期间针对这些病害曾采取过一些日常养护和专项养护措施,及时的养护实施对于缓解病害发展起到了重要作用,但是,随着使用年限的不断增加,常规的养护并不能从本质上改善路面的结构性能和使用性能。因此,为了保证京沪高速未来的正常运营,需适时采取有效的大中修养护措施,以提高其路面结构强度和使用质量。
2 原路面适应性分析
2.1 原路面结构形式
京沪高速公路沂淮江段为双向4车道,设计年限为15年,设计弯沉为21(0.01 mm),原路面结构组成如图1所示。
由原路面结构形式可以看出,京沪高速公路沂淮江段路面是江苏省早期修建的高速公路路面典型结构类型,面层结构厚度偏薄(16.5 cm),仅上面层采用了改性沥青混合料,中下面层均为普通沥青混合料。与目前中下面层常用的Superpave混合料等嵌挤密实型混合料相比,京沪高速的AC型混合料性能不但对大交通量的适应性较差,且厚度与粒径的匹配性较差,施工时易产生离析,在重载和环境的双重作用下容易导致破损。而且早期的二灰碎石基层相比于水稳碎石而言,强度耐久性略差。
2.2 路面剩余寿命
目前我国在路面设计过程中均采用换算累计当量轴载作用次数来确定路面的结构形式及材料组成[1],京沪高速公路双向路面累计当量轴载作用次数(ESAL)如图2所示。
从累计当量轴载作用次数统计可以看出,截至2008年,京沪高速公路双向路面累计当量轴载作用次数均已超过设计轴次(2 300万次)。对历年累计当量轴载次数进行拟合预估可知,到2015年京沪、沪京方向累计当量轴载作用次数将分别达到15 613万次、7 177万次,远远超过设计当量轴次。可见京沪高速已超过路面设计使用寿命,对于部分较差路段应实施大修改善,以满足不断增长的交通量需求。
3 路面大修养护标准分析
现有规范体系的实施对象面向全国范围,考虑到江苏省高速公路的具体特征,需要在现有基础上进行一定的修正与完善。
3.1 路面结构性能状况
(1)路面结构强度
我国公路沥青路面设计及相关养护规范中,均以代表弯沉作为路面结构设计及养护改造的依据[1]。然而大量工程实践证明,在路面改造设计过程中,以代表弯沉作为路面结构性能指标,并不能全面反映路面各结构层强度状况。
路面弯沉盆中蕴含了丰富的信息,已有文献表明路面弯沉盆各测点的差值可以定性判断路面各结构层的强度状况。D0-D20和D20-D60可分别用于表征面层和基层结构强度状况[2,3],其中Di代表距弯沉中心点i(cm)位置处的竖向位移。为了合理确定弯沉盆系数指标的大修处治界限值,本文对江苏省高速公路已有大修工程进行了统计,如图3所示。
由图3可知,各典型路段基层弯沉盆系数在一定范围内呈现不规则分布,为了合理确定基层弯沉盆系数大修限值,采用保证率系数法(如下式所示)计算得出:当基层弯沉盆系数D20-D60达到22.3μm即需进行大修。
式中:R为处治界限值;R軍为样本数据平均值;Z为保证率系数,按80%保证率,取0.84;S为样本数据标准差。
同上,可计算统计面层弯沉盆系数D0-D20大修界限值为23.0μm。
按照以上方法,本工程部分路段基层弯沉盆系数超过限值,且呈较快的衰退趋势。这些路段自通车以来,累计当量轴载作用次数是京沪高速沂淮江段所有路段中最多的,而且历年基层的专项养护量都较大,因此,必须通过大修养护才能显著改善该路段基层状况,提高路面结构强度。
(2)路面破损状况
目前,路面破损状况是大多数路面大修改造的主要依据,然而现有规范在江苏省高速公路路面破损状况评定中显然较为宽松[4],因此需针对江苏省高速公路特征,制定相应的大修养护标准。从对江苏省高速公路路面整体状况分析来看,目前路面破损病害主要以裂缝和修补为主,因此,本文主要针对裂缝和修补状况,制定相应的大修养护标准。
对于裂缝和修补,本文建立了单向评价指标,如下式所示。
同时,也采用保证率系数法,确定以上各指标的大修值域,如表1所示。
从京沪高速公路路面检测评估状况来看,由于交通量较大、重载比例高,部分路段横向裂缝状况已超过大修维修界限,同时由于历年日常养护而导致部分路段修补较为密集,这些病害在很大程度上影响了路面使用性能,因此需进行大修改善。
3.2 路面服务功能状况
路面服务功能主要指路面平整度、车辙和抗滑性能。近年来,由于江苏省高速公路沥青路面技术水平的提高,现场检测的路面抗滑性能普遍较好,因此在本次改造工程中主要针对路面平整度和车辙状况予以改善。
(1)路面平整度
平整度是影响路面行驶质量最为关键的指标。在本工程中,对于平整度的改善主要依据现有相关规范[5,6],对于国际平整度指数IRI大于3.4 m/km的路段,采用铣刨重铺的方式进行改善,而对于IRI在2.3~3.4 m/km的路段,结合其余指标采用罩面方式进行改善。
(2)路面车辙
路面车辙是沥青路面高温稳定性能的重要表征参数之一。较大的车辙深度不仅影响了路面行驶舒适性,同时也是威胁行车安全的重要隐患之一。
考虑到车辙产生层位主要位于中面层,而且车辙深度较大的路段,为了保证施工需要,需采用厚罩面的方式予以改善,经济性欠佳,因此,本文结合大量成熟工程经验,对于车辙深度大于25 mm的路段进行铣刨,同时选择抗车辙性能较好的混合料进行回铺;对于车辙深度为12~25 mm的路段,可结合其余指标采用罩面方式进行改善。
4 大修养护对策分析
结合京沪高速公路沥青路面状况综合评估结果,以及相关研究成果和工程经验可知,为了维持京沪高速公路路面使用性能,满足交通量要求,现阶段京沪高速公路路面大修应主要以铣刨重铺和罩面为主。旨在通过铣刨重铺改善路面结构性能状况,以罩面方式提升路面服务水平。
4.1 铣刨重铺
铣刨重铺主要针对路面状况较差的路段。根据前文分析结果,以保证路面结构性能为基础,在此基础上改善路面服务性能。
(1)铣刨原则
铣刨重铺路段确定原则如表2所示。
考虑到基层状况的不确定性,出现下列情况之一者,要对基层进行维修:
(1)基层D20-D60≥22.3μm,需要对基层进行铣刨重铺;
(2)基层出现连续的疲劳裂缝,并伴有唧浆产生,可对基层进行铣刨重铺或局部维修;
(3)基层松散严重,需要对基层进行铣刨重铺;
(4)基层虽整体性较好,但块状裂缝成片,或纵横缝密集(平均间距不超过15 m),需要对基层铺抗裂贴处理。
(2)重铺材料
对于重铺采用的形式,可选择江苏省高速公路应用较为成熟的混合料形式,如表3所示。对于面层重铺材料,条件允许的情况下下面层应积极采用厂拌再生的方式;对于基层重铺材料,如出现小范围松散开裂,可选择沥青碎石等材料进行回铺,如出现大面积松散或基层强度基本失稳,则应对基层进行翻挖回弹,可采用低水泥剂量的骨架嵌挤型水泥稳定碎石。
4.2 罩面
罩面主要以改善路面服务水平为目标,同时改善路面破损及结构状况。
(1)罩面原则
罩面主要针对平整度和车辙进行改善,也改善部分破损不良路段路面状况,整体来说,在罩面厚度选择的时候应遵循表4所示原则。
在大修改造方案设计过程中,对于平整度IRI在2.3~3.4 m/km范围内、车辙深度在12~25 mm、路面破损相对较为密集的路段、铣刨重铺路段宜采用罩面的方式。同时应遵循施工便易性,对于相邻的小部分路段一并进行改善,以保证各路段施工段的连续性。
(2)罩面对策
对于以上IRI和车辙状况数据,宜选择4~6 cm厚罩面方式,一般可选择表3所示上面层混合料方案。
(3)原路面病害预处理
另外,原路面病害处理质量是影响罩面层寿命的主要因素之一。因此,在实施罩面前,应对局部的裂缝、坑槽、松散、唧浆等病害进行预处理。
5 结语
本文依托京沪高速沂淮江段路面大修工程,从路面结构形式、剩余寿命等角度对现阶段京沪高速公路大修养护需求进行了分析,同时在数理统计及工程经验的基础上,确定了大修养护标准,在此基础上制定了大修养护原则及方案。从实施效果来看,在繁重的交通环境下,路面仍保持了较好的使用性能。
随着我国早期修建的高速公路相继进入大修期,如何改善大修路段服务水平将是养护工作的重点。本文以京沪高速公路大修工程为依托,探讨了高速公路大修工程养护对策制定方法,可为类似工程提供参考。
参考文献
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公路路面养护工艺分析 篇10
1 基于WebGIS的公路路面养护管理系统的发展现状
基于GIS发展起来的公路养护管理系统是以与交通设施关联的各类空间数据库和属性数据为基础, 实现对交通设施空间信息和属性信息的收集、存储、管理、检索、处理和综合分析, 以满足用户需要的计算机系统。其研究在国外始于美国, 国内的研究开始于20世纪80年代, 目前正在全国范围内推广的交通部公路科学研究所研发的CPMS, 它是使用性能评价、预测、养护决策模型都基于回归技术的网级的路面管理系统。
目前网级路面养护管理系统的结构体系已经发展为路面性能评价、路面性能预测与养护决策三部分, 但针对每一部分的模型大家还没形成一致的认识, 还有一些基础性的理论尚须进一步深入研究, 一些模型还需进一步标定和改进。组建基于WebGIS的区域级路面养护管理系统顺应研究的潮流和方向, 具有比较强的实用价值。
2 基于WebGIS的县级公路路面养护管理系统的构想
2.1 基于WebGIS的县级公路养护管理系统
地理信息系统的发展衍生了很多新的产业, 尤其在路面养护管理系统这个方面, WebGIS的应用前景光明。
目前笔者所研究的基于WebGIS的面向县域公路养护管理部门的公路养护管理系统, 国内的研究应用工作基本处于起步阶段。据调查, 全国路网中70%以上是农村公路, 县级公路在农村公路中又是非常重要的一部分, 查阅的文献中比较多的是如关于农村公路的病害原因以及防治、农村公路路面典型研究、农村公路养护现状研究等, 但是对于单独的县级公路的路面管理系统的研究涉及很少。同时县级公路的总体水平偏低, 路网密度、技术等级低, 路况差, 东、中、西部间发展不均衡, 各地区不同程度地存在重建设、轻养护, 建养不协调等问题, 且主要表现为路面破损严重, 路况差。鉴于以上所述, 建立基于WebGIS的县乡公路路面养护管理系统是非常有必要的。
2.2 ArcGIS Server标准框架的可行性
ArcGIS Server同时以ArcObjects组件库和Web Services技术为基础, 摆脱了传统GIS模式的限制, 使得以前只能在桌面GIS软件上完成的GIS功能, 可以依托于ArcGIS Server架构, 仅依靠浏览器来实现。同时, ArcGIS Server采用集中式管理, 数据的维护与更新, 应用程序的部署与开发都只在服务器端进行, 降低了系统的开发成本, 因此只需要数据与应用程序在服务器端得到更新。
2.3 基于WebGIS的路面管理系统设计
1) 基本功能与评价指标。
本系统旨在于检索数据库范围内各个路段路面的病害和养护情况, 并可以在客户端浏览器上完成修改、添加, 同时根据客户的定制进行评价其路面健康指数, 其中评价路面的健康指数是功能中最主要的部分。而要实现该功能, 其首要问题是要确定评价指标, 我们一般确定沥青路面 (我国县级公路一般都是沥青路面) 使用质量评价指标为:破损率、强度系数、平整度、摩擦系数及使用年数。
2) 总体构成。
该路面养护管理系统结构总体上一般由3部分组成:数据库, 分析工具系统和解释输出系统。其中数据库是系统各组成部分中最为基础而重要的部分, 与道路有关的全部信息都将纳入这个数据仓库中。在系统运作过程中, 数据库是查询、浏览及报表输出的直接来源, 也是进行使用性能评价、养护方案决策的基础。所以, 如何以高效、安全、稳定的目标设计并访问数据库成为整个系统开发的关键。
3) 数据来源。
根据目前所具备的测试手段, 确定路面技术数据的采集项目主要包括路面损坏状况、路面平整度、路面结构强度、路面粗糙度、路段交通量等。而针对采集项目所采用的方法包括直观调查、CP-I型路面测平仪测定路面的偏差曲线、贝克曼梁弯沉仪测定路面弯沉值、摆式仪测定路面摩擦系数以及人工观测计数等。为满足路面性能评价及养护管理的精度要求, 并为使现场数据采集、统计方便, 将各条道路自起点至终点以200 m长分段, 所划分的各段称为“调查单元 (养护单元) ”。以“调查单元”作为一个数据采集单位。
4) 软件基本架构。
在本系统的开发中, 决定采用ArcGIS Server提供的ADF.net开发框架和微软的c#开发语言作为实验环境。数据库则采用SQL Server 2005 商业关系数据库和ESRI公司的ArcSDE, 将道路数据存储到SQL Server 2005关系数据库中, 并通过ArcSDE提供的API来调用相关的地理数据, 构建基于WebGIS的县级公路路面养护管理系统开发平台。系统总体框架见图1。
5) 软件系统功能设计。
根据县级公路路面养护管理总体设计目标及GIS系统功能设计原则, 结合ArcGIS Server开发平台的特点, 本系统的功能结构见图2。
3 结语
本文通过系统分析路面养护管理系统的发展现状, 在分析基于GIS系统的路面养护管理系统的优势及其存在问题的基础上, 重点对基于WebGIS的县级公路的路面管理系统的技术结构、总体框架和系统功能进行了设计与说明, 并指出基于WebGIS的路面养护管理系统是该技术未来发展的必然方向。
由于县级公路的路面养护管理系统的研究还处于起步阶段, 本文旨在借助ArcGIS Server技术平台, 对基于WebGIS的县级公路的路面养护管理系统进行了简单的构想, 后续还需要大量的数据采集和系统创建工作。相信随着WebGIS的进一步发展, 县级公路的路面养护管理系统会不断的得到完善。
参考文献
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高速公路路面养护与维修对策探讨 篇11
关键词 高速公路;路面;病害;养护;维修
中图分类号 U4 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2012)051-0130-02
高速公路是现代物流的重要载体,在经济建设中占据着重要地位。做好高速公路沥青路面的养护与维修工作具有重要的战略意义。对于高速公路沥青路面的养护工作通常可以分为预防性养护和修复性养护两种。为了保护高速公路路面,提高路面的质量有必要做好养护与修复工作。当路面出现了病害,影响了公路的正常运行,就需要进行高速公路路面的修复性养护。修复性养护主要针对出现破损的区域进行的,定期进行高速公路的养护工作能够延长高速公路的使用寿命。
1 高速公路路面存在的主要病害
高速公路的沥青路面受多种因素影响容易出现病害,这些病害影响了高速公路质量,使行车不顺畅,制约了高速公路运输功能的充分发挥。下面就高速公路沥青路面出现的主要病害做详细介绍。
1.1 裂缝病害
高速公路沥青路面出现的裂缝主要有横向裂缝和纵向裂缝两种。横向裂缝是指与路面中线呈垂直趋势的裂缝。横向裂缝多出现在两侧的硬路肩,随着时间的加长逐渐蔓延到整个路幅。这种裂缝通常是由于温差引起的,出现低温收缩以及半刚性基层收缩就极易产生横向裂缝。而纵向裂缝是与路面中线呈平行态势的裂缝,通常出现在路基以及路面加宽处。当压实度不够、路段路基土下滑、基础出现不均匀沉降都能够引起纵向裂缝。
1.2 车辙与拥包病害
车辙是指在交通工具荷载的重复作用下,路面产生的带状凹槽。拥包是指在路面出现的凸起状包块,容易导致交通工具跳头,影响行车舒适性。车辙和拥包的出现多是因为沥青混合料级配设计不合理。当基层施工过程中压实度不够,稳定性差,容易使轮迹碾压处的面层和基层材料在荷载作用下出现侧向剪切位移或者固结变形。此外,基层含水量偏大使基层和面层不能实现紧密的融合,也极易造成车辙或者拥包。
1.3 松散病害
松散主要是由于集料与沥青出现脱离并逐步散失而呈现的一种状态。松散通常在较小的范围出现,随着车载负荷的持续作用进而出现在整个高速公路的路面。由于车载的作用,特别是超载的运输工具的作用,松散在车轮碾压部位表现尤为明显。出现松散病害的主要原因是沥青在混合料中所占比偏低,沥青与集料的粘附性不强,以及沥青老化、雨水浸入等。
1.4 坑槽病害
坑槽是较为常见的路面病害,路面上的龟裂、坑洞、松散等损害进一步加剧出现的结果。路面表面破损,表面水从破损处渗入或者停留在表层,加之行车等重力的反复作用,基层的细料则变成灰浆,造成沥青面与基层面的剥离,灰浆在交通工具的挤压下通过表面裂缝处渗透到表面,致使沥青路面的表层出现网状龟裂,不成形的破碎块状表面和基层材料被车轮经过时带走,从而形成坑槽。
1.5 泛油病害
高速公路受气候的影响较为严重,风吹日晒雨淋都会加速高速公路路面的老化和破损。尤其是在气候较为炎热的夏天,是沥青路面出现病害较多的时节。因为沥青混合料中的沥青在气候炎热的状态下能够向上迁移至路面表层,但气温下降的时候又不会向下迁移,这种状况就使得沥青在高速公路的路面形成沥青膜,沥青耐高温性能差,是出现公路路面泛油的重要问题。
2 高速公路路面存在病害的原因分析
纵观高速公路沥青路面的病害,主要可以分为裂缝类病害、变形类病害、松散类病害以及功能性破坏等。引起这些病害的原因可以分为以下几种。
2.1 在高速公路设计与施工过程中没有对水的稳定性进行控制
在进行高速公路的设计时要充分考虑到水的影响因素,公路路面的水有多种存在形式,而且不同的形式对公路有着不同的破坏作用。在公路的设计与施工环节缺少对水稳定性的考虑,就会加重公路出现病害的可能性。例如,外界水的冲刷作用能够使高速路路面的材料结构遭到破坏;动水压力的作用能够影响物料与沥青的有效结合;积水的渗透能够使公路路基出现不均匀沉降等现象。
2.2 在高速路施工材料中缺少对矿料和级配的控制
沥青混凝土是极易受温度影响的,沥青的温度稳定性较差,如果在高速路的组成材料与施工过程中,没有有效地控制矿料和级配的控制,会使得沥青因为温度稳定性差而出现泛油等病害。所以在高速公路的施工过程中,尽量选用碱性矿料,因为碱性矿料与沥青的结合力较强,进而能够在一定程度上提高沥青混凝土的稳定性,较少发生公路病害的可能性。
3 高速公路路面养护的具体对策
根据高速公路沥青路面出现的不同病害类型要采取不同的养护方法,通过有针对性的养护对策,提高高速公路的质量和使用寿命。对于高速公路沥青路面的养护工作可以分为罩面、翻修和局部养护等。
3.1 利用高速公路路面罩面改善平整度
对高速公路的沥青路面进行罩面处理,目的是为了增强路面的平整度,恢复路面的行车顺畅度,进一步消除破损,改善高速公路的路面状况。对于高速公路路面的罩面厚度通常在4到5厘米左右,不能小于4厘米,太薄起不到预期的效果。高速公路的路用沥青应该选用SBS的改性沥青为宜,性能较为稳定。
3.2 对出现破损较为严重的路面进行局部翻修
没有进行及时养护的高速公路路面在经久失修的情况下会出现较为严重的破损,在这种情况下进行局部养护或者罩面已经不能缓解路面的损坏程度,对这种路面不能正常使用的路段就要进行局部翻修。进行高速公路路面翻修时,就要做好基层和垫层,并且重新进行路面的铺设。
3.3 路面的局部养护
对高速公路路面进行局部养护工作要尽早,因为只有比较零散、病害不严重的路面才有可能进行局部的养护,如果大面积的病害进行局部养护通常起不到效果。对于路面出现的小范围裂缝、车辙、轻度松散的情况下可以采用局部养护。局部养护工作的工程量小,而且维修的费用通常不高,定期地对高速公路进行局部养护对于整个高速公路的保养也是非常重要的。
4 高速公路路面的维修措施
对高速公路路面的设计年限通常为15年,在公路使用初期要以预防性养护为主,定期进行必要的养护,在运营后的5年以后开始出现路面破损,对于破损要进行及时维修,以防出现修补不及时而出现的大范围的损坏,而增加公路维修费用。
4.1 对于高速公路裂缝的有效治理
高速公路沥青路面的经由冻缩、干缩引起的裂缝每年都会出现,这种裂缝对路面有一定的影响,但是影响范围不是很大,经过有效维修能够得到抑制。在维修时可以根据裂缝的宽度采取不同处理方法。当缝隙在6 mm范围内,可以采用热油灌缝的方法治理,能够缓解积水的渗入;当缝隙超过6 mm,可以用混合物进行缝隙填补,并用烙铁进行封口,然后散沙扫匀即可。对于出现的轻微龟裂,则可以采用简单的喷油封面和刷油处理。
4.2 对于车辙和拥包等病害的处理
高速公路路面的车辙和拥包等病害属于常见的路面病害,采取有效的治理对策能够使病害得以根除,恢复高速公路路面的正常行驶功能。对于面层结构出现破坏的公路路段先用铣刨机铣刨面层,进行污物清除,加铺20 cm-25 cm的水泥来稳定石屑,并浇洒透层沥青,通常分三层矜持路面的铺设,进行分层碾压,进行压实,做好初期的路面修护。
4.3 高速路路面坑槽病害的处治
受冻融的影响以及水的作用,高速公路路面很容易出现坑槽病害,严重影响了行车的顺畅性和舒适性。要保障公路的运输功效就要进行常规的修复。对于路面出现的坑槽可用挖补法修复。具体工序是开挖坑槽—清除废料—涂刷粘结油—撒砂填平—放置预制块—夯实—填满缝隙—缝隙烙平。
5 结束语
综上所述,高速公路沥青路面的养护与维修工作直接影响着公路路面的质量和使用寿命。通过对公路路面的养护能够降低病害对路面的损害程度,最大限度地延长公路的使用年限。对于高速公路来说,养护和维修的要求更高,施工工序也更加复杂。公路路面养护的相关部门要定期对路面的使用情况进行综合测评,依据评测结果确定资金的投入,并且制定出科学、合理的养护对策,从而发挥高速公路沥青路面的使用效果,为交通运输提供便捷、舒适的公共服务。
参考文献
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公路路面养护工艺分析 篇12
微表处是由聚合物改性乳化沥青、集料、填料水和外加剂按合理配比拌和并摊铺到原路面上, 并能够在摊铺后1~2h内迅速开放交通的一种薄层结构。微表处是路面养护最有效的方法之一, 在提高路面抗滑性能、封闭路表水下渗、修补车辙、改善路面外观和平整度、修复沥青面层功能等方面具有突出优点, 在我国多条高速公路养护中得到了应用, 并表现出了良好的施工性能和路用效果。但是, 国内外的实践证明, 微表处技术的应用必须结合当地的气候、材料来源、路面状况等诸多因素施工才能获得成功。
2 微表处的适用范围
微表处作为一种预防性的养护方法, 使用效果受原路面状况影响很大, 微表处用作沥青路面养护时, 拟实施路段应满足以下条件:
⑴微表处作为10mm左右的薄层结构, 要求原路面有充足的结构强度, 原路面强度不能满足要求时, 应首先进行补强处理。应在分析病害成因的基础上选择沥青层挖补、基层翻修甚至路基土的换填等方式进行处理, 然后再进行微表处罩面。
⑵原路面15mm以下车辙采用单层微表处可以起到好的维修效果;深度15~25mm的车辙应采用双层微表处或首先进行微表处车辙填充;深度25~40mm的车辙应采用多层微表处车辙填充;深度40mm以上的车辙, 采用其它方法处理车辙后再作微表处罩面。
⑶微表处无法阻止原路面上宽度较大裂缝的反射, 对宽度超过5mm的裂缝事先采用专用封缝设备和材料进行处理, 然后再进行微表处罩面。
⑷原路面的雍包、波浪等病害应在微表处前进行处理, 沉陷、坑槽等病害必须彻底挖补后再进行微表处罩面。
3 微表处施工材料选择及技术要求
微表处混合料是由合理配比的乳化沥青、改性剂、集料、水和填料等组成的, 材料质量的好坏直接关系到混合料的性能。
3.1 材料
3.1.1 集料的选择
微表处混合料中骨料占了85%以上, 因此骨料的质量对微表处的质量起着决定性的作用。用于微表处的集料, 必须清洁、坚硬、耐磨, 不含有机物、泥土、化学品等有害杂质, 同时还应当满足路用石料的各项技术要求, 其各项技术指标见表1。
3.1.2 改性乳化沥青
改性乳化沥青是微表处的粘结材料, 其质量的好坏对封层质量的影响最直接、最明显。对于一般高温地区, 应采用阳离子改性乳化沥青, 改性乳化沥青的质量技术要求见表2。
3.1.3 填料
填料的主要作用是调节混合料的级配和减轻集料离析, 改善混合料的工作特性、调节破乳和凝固的时间等。填料应干燥、松散、无结团现象、不混有杂质。填料可选用矿粉、水泥、消石灰等。各种填料均应满足沥青面层用矿粉技术要求, 掺入量必须通过混合料设计试验确定。
3.1.4 添加剂
添加剂的主要作用是调节稀浆混合料的可拌和时间、破乳速度、开放交通时间等施工性能, 并在一定程度上改变混合料的路用性能;添加剂种类和剂量应在室内试验确定。
3.1.5 水
可采用清洁水, 水中应不含有害的可溶性盐类、能引起化学反应的物质和其他污染物。
3.2 微表处的矿料级配和混合料技术要求
微表处的矿料级配及混合料技术要求见表3、表4。
4 沥青路面微表处施工工艺
4.1 施工准备
⑴各类原材料的检验, 应符合技术标准要求。
⑵专用机械的检修与调试:对稀浆封层机的计量、行走、拌和、摊铺、清洗系统应做预调试或标定。
⑶病害的处治:提前对施工路面病害进行彻底处治, 保证原路面的平整度及完整性。对车辙、坑槽和裂缝, 施工前做了车辙、坑槽填补和灌缝处理。
4.2 交通管制
高速公路封层施工路段交通繁忙, 往来车辆多, 为保证安全、顺利地进行施工, 施工之前首先要协同当地交管、执法部门, 进行交通封闭。设置施工和交通安全标志, 配备交管人员, 确保施工安全。
4.3 路面清扫
在施工前对老路面彻底清扫, 对不易清扫的路段用水冲洗, 待完全干燥后方可施工。
4.4 放样划线
根据施工路面的全宽, 调节摊铺箱宽度, 使施工幅数为整数, 施划导线, 作为封层机行驶的导向线和施工幅数分界线。当有路缘石、车道线等作为参照物的, 也可不划导线。
4.5 摊铺
⑴将装好各种原材料的 (改性) 稀浆封层机开至施工地点, 摆正机器位置, 将摊铺箱调整至要求的宽度和拱度, 同时按要求初步调整好摊铺厚度。
⑵打开材料开关, 使集料、乳液、水和填料等同时按比例进入搅拌锅。充分搅拌后进入摊铺箱, 此时还须仔细观察稀浆混合料的稠度, 调节给水量, 使稀浆混合料达到要求的稠度。
⑶当稀浆混合料注满摊铺容积的2/3时, 开动摊铺机按1.5~3.0km/h沿着导线匀速前进, 但应保持稀浆摊铺量与生产量的基本一致、保持摊铺箱中稀浆混合料的体积为摊铺箱容积的1/2左右。
⑷当封层机上的备用材料中有一种料已用完时, 应立即关闭自动/运行总开关, 待搅拌锅和摊铺箱内稀浆混合料全部摊铺完后, 封层机立即停止前进, 升起摊铺箱, 然后将封层机开出施工地点, 用清水冲洗搅拌缸和摊铺箱, 装料后继续工作。
⑸局部人工处理:应指派专人在摊铺起点和终点位置处进行人工摊铺, 整齐接口;并派专人在摊铺机后面及时检出大的颗粒集料。
4.6 特殊问题处理
⑴预洒水。天气过于干燥炎热时, 应对原路面进行预洒水, 有利于稀浆与原路面的粘结, 但应避免洒水过量, 洒水后可立即摊铺。
⑵接缝。纵、横向接缝处不可有空白或重叠隆起, 以3m直尺测量接缝处高差应小于3mm, 应尽可能减小接缝搭接宽度, 并不得超过76mm。在先铺前的接缝处进行预湿水处理, 有助于稀浆混合料的粘接, 且对橡胶刮耙处理接缝处突出部分较为有效, 之后用扫帚扫平, 使纵向接缝保持平顺, 横向接缝应保持对接, 尽可能减少数量。施工时在起点摊铺箱下铺垫一块油毡, 当摊铺机前进后, 将油毡连同上面的混合料一并清除, 可保证平整的起点和良好的外观。
4.7 碾压
对摊铺后的铺面应在沥青破乳后用皮轮压路机进行碾压, 一般在铺后30min左右即可开始碾压, 碾压遍数为2~3遍。碾压使大粒径骨料充分嵌挤进新铺层, 碾压后的表面应密实、美观, 对局部松散的骨料进行清扫。
4.8 初期养护
微表处施工后, 封层有一个破乳成型过程, 在此时间段内仍应封闭交通, 禁止一切车辆、行人通行。
4.9 开放交通
决定开放交通之后, 应撤除交通管制标志, 不留任何障碍, 保证交通顺畅。
5 施工质量控制措施
5.1 原材料的质量控制
原材料进场时, 供应商必须提供正规的材料检验报告, 并按前面的相关标准进行全面的检查。施工过程中当对任何原材料的质量有怀疑时均可进行质量抽检。另外, 当料源发生变化时应重新进行全面检查。
5.2 稠度的控制
稀浆混合料的最佳用水量虽在配合比的设计中已被确定, 但由于现场环境温度、湿度、集料的含水量、路面湿润状况等条件的影响, 在现场往往需要根据实际情况对用水量作一微量的调整以保持混合料合适的稠度。
5.3 破乳时间的控制
混合料破乳过早常常是造成施工质量问题的重要原因。过早的破乳造成沥青结团、厚薄不均、刮痕等现象, 而且对封层与路面的粘结非常不利。如发现破乳时间过早可采用适量添加缓凝剂、改变填料剂量、打开预湿水开关来实现对破乳时间的控制。
5.4 摊铺厚度的控制
混合料的摊铺厚度是集料最大粒径的0.95~1.25倍左右。在级配范围中的曲线如靠近粗的一侧, 亦即集料中大颗粒的比例较大时, 就必须铺得厚一点, 否则大骨料就不能嵌入封层当中, 并容易被刮板带起形成划痕。反之, 级配靠近较细的一侧, 即集料中细料比例较大时, 就需要铺得薄一点。施工过程中要对摊铺厚度进行检测与控制, 控制了摊铺厚度, 就保证了稀浆混合料的用量。厚度检测方法是用游标卡尺在刚摊铺出的稀浆封层和微表处铺层上直接量起, 若超过厚度允许偏差值, 则对摊铺箱进行调整。
5.5 表观效果的控制
施工前应检查路基路面的结构强度, 如果有裂缝、坑槽、松散、翻浆、波浪、软弱等病害, 应在封层施工前修补完毕;摊铺方向一定要顺直, 保证和路缘石或路边平行。合理布置摊铺宽度, 尽量使接缝做在分道线上;控制拌和稳定性, 不让材料在摊铺箱中过早分离, 混合料在摊铺过程中必须均匀, 水量适中, 装料时进行筛分, 把超大颗粒筛除, 摊铺中剔除超大颗粒, 及时抹平, 使表观一致。
5.6 开放交通的质量控制
经验法就是通常所说的“鞋迹试验”, 即:将人的全身重量置于一只鞋的跟部和底部, 站在封层上2s, 当离开封层表面时没有集料被带出或粘附在靴上, 则可认为开放交通一般不会给路面带来明显损伤。
6 施工质量检测
由于微表处在开放交通后最初的1个月内处于不稳定状态, 固化成型不断进行, 个别粗集料可能会飞散, 石料表面的沥青膜也会磨损, 因此对指标检测应在2个月后为宜。通过对平整度、磨擦系数、构造深度和渗水系数进行检测, 检测结果和原路面对照见表5。
从表5可以看出, 微表处路面铺筑后, 明显提高了路面的平整度、抗滑、耐磨和防水性能都得到相应提高。
7 结束语
微表处是一种经济有效的路面预防性养护技术, 可广泛应用于高速公路路面的罩面养护, 具有提高路面的耐久性和抗滑性能、施工速度快、封闭交通时间短等许多优点。随着交通量的日益增长, 交通对于路面的要求越来越高, 而路面病害情况越来越引起人们的关注。微表处技术必须从原材料、混合料设计、施工工艺等方面进行有针对性的质量控制, 确保微表处的施工质量适应高速公路的要求。
摘要:本文结合笔者多年高速公路施工技术管理实践, 介绍了微表处技术混合料技术要求及适用范围, 并对其施工技术及质量控制措施与检测进行了详细探讨,
关键词:高速公路,微表处,沥青路面,质量控制,施工检测
参考文献
[1]JTG F40-2004, 公路沥青路面施工技术规范[S].
[2]交通部公路科学研究院, 微表处和稀浆封层技术指南[M], 北京;人民交通出版社, 2006.
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