公路養護新材料、新技術、新工藝綜述-全文預覽

　　

【正文】 故板底脫空成為水泥混凝土路面的常見病害。在補坑周邊，建議采用水灰比為1：1的水泥漿密封，可在界面上形成濕潤密封層。對普通水泥混凝土混合料而言，一旦表面析出的水蒸發后，立即施加白顏料養生混合料最為有效。這樣做的主要目的是將修補材料向邊界推擠，以進一步提高粘結性。當修補區較小時，可用棒搗實或夯實，然后用工具刮平。實踐證明，未按程序操作是許多修補失敗的主要原因。當24h～72h之內修補區不通車時，水泥砂漿粘結劑最適合于普通水泥混合料，通常在攤鋪前，在坑底和坑壁上噴灑或掃刷水泥砂漿。攤鋪前，在縱向或路肩接縫處的修補區邊界，沿接縫插入聚乙烯隔板；在橫縫處則采用泡沫聚苯乙烯隔板或飽和瀝青纖維隔板。任何表面污染都會降低修補材料與路面板之間的粘結性，因此，保證粘結是局部修補施工成敗的關鍵。在進行局部修補時，如發現松動混凝土的深度超過路面板厚度的1／3，應及時改為全厚修補。2)施工(1)修補區界定不穩固混凝土區常常超越可見病害區的界線。℃，建議不要使用傳統混凝土。在性能方面，外來專賣材料稍優于傳統普通水泥混凝土。美國一些州交通廳規定了局部修補的最大深度。需根治的病害一般包括接縫與板角剝落；路面面層剝落；輕度的耐久性開裂和堿集料病害。盡管許多局部修補項目十分成功，達到了良好的長期性能，但仍有許多項目慘遭失敗。如果使用得當，施工材料合適，施工工藝合理，局部修補可保證良好的長期性能。局部修補技術在根治剝落、坑洞和板上端1／3板厚之內的其他病害方面十分有效。面板快速清除和快速澆注混凝土的全厚修補可在夜間或交通低峰時期完成。全厚修補失敗的主要原因有荷載傳遞效率設計值偏低、安裝條件差，以及施工質量差等。傳統接縫填縫料和填縫方法可以繼續使用。在修補現場，混凝土混合料的坍落度在51mm～102mm之間，澆筑效果最佳。安裝傳力桿之前，在鋸縫表面鉆孔，插入傳力桿后，用環氧樹脂或砂漿固定。(4)荷載傳遞荷載傳遞裝置的設計與安裝是全厚修補達到設計性能的關鍵。其中，起吊方法較受歡迎。碳鋼輪鋸可用來鋸應力釋放縫。(2)清除區的隔離為隔離修補區，用金剛鋸沿邊界劃線將路面面層全厚鋸開。從而可保證在重載作用下路面的穩定，同時可防止縱向開裂。2)施工(1)修補范圍選定修補范圍要將所有重要病害包括在內。1)材料全厚修補使用的材料主要是水泥含量高的傳統混凝土混合料。諸多因素影響全厚修補，包括修補面積、混凝土清除方法、排水條件、荷載傳遞設計、修補材料、交通以及施工條件與施工質量等。 當代技術現場路面全厚修補的性能結果并不一致。嚴重開裂和接縫嚴重破損是最常見的需要全厚修補或面板更換的病害。加之面層采用石屑封層，使其強度有所提高，加大了路面的耐磨性。技術關鍵包括乳化瀝青的選擇；非織造布的選擇；貼布的速度、時間；路面成型期平整度的保持。熱補板法熱補板法較傳統方法養護有較大優勢:節省時間；廢棄瀝青料全部再生，利于環保；節省一半新料；有效延長公路使用壽命；減少工作人員；可隨時修補；大幅度提高工作效率和作業距離；在我國北方地區可實現冬季養護，在南方地區實現雨季、冬季養護。2)銑刨加鋪新料法這種方法解決大面積補修路面病害徹底，但施工工序多，瀝青廢料對環境產生的污染嚴重，且由于瀝青廢料未能再利用，所以投資大、浪費多，相對施工周期也長。瀝青現場熱再生設備根據路面修補面積的大小不同又分為連續式作業方式和間斷式作業方式兩種。遠紅外熱輻射又分為加熱墻和加熱管兩種。瀝青混凝土路面現場熱再生補修技術目前歐、美一些發達國家采用該技術較多。(6)瀝再生RejuvaSealTM是一種預防性的瀝青路面維護產品。(3)瀝再生RejuvaSealTM能保護已滲透的范圍，故涂涮瀝再生RejuvaSealTM的瀝青路面的表面磨損不會損毀密封層。使原瀝青路面恢復柔韌性和彈性，并可抵抗外來物質的侵蝕，保持原有的凝聚性、粘聚性和穩定性。使用前需用攪拌棒將其攪拌均勻，然后如涂油漆般將瀝再生RejuvaSealTM均勻涂涮在瀝青路面上即可。(2)氣候條件。瀝再生RejuvaSealTM改變了以往等路面出現病害，影響行車及使用功能后再進行養護維修的觀念，而在路面未出現病害或剛出現輕微病害時即對路面進行保養，使其恢復新路面的彈性及柔韌性，使路面長期處于較佳的使用狀態。它不僅是一種高效密封劑，而且是一種充滿活性、能滲透瀝青表層，并將瀝青激活的結合劑，可使瀝青路面表層約15mm厚的瀝青的硬化程度和脆性顯著降低，從而可增強路面的柔韌性和彈性。使瀝青路面長期處于較佳的使用狀態，保持柔性路面所特有的良好的彈性及柔韌性。它們不受施工氣溫影響，與瀝青混合料的黏結性好，具有良好的耐高溫、低溫能力和抗老化性，流動性能好，施工時可以用專門的灌縫槍，將材料注入裂縫中，注入深度至少要達到4ｃｍ。裂縫對路面的危害極大，必須選用合適的材料及時封堵，否則，雨水滲透進去后不但破壞路面結構，也會破壞路基結構。瀝青的改性以及混合料的生產工藝都較簡單，養護單位利用養護用的小型拌和設備拌制冷補料，不需要增加設備。為了確保瀝青路面的及時高效修復，及時開放交通，建議交通部門加大養護投入。這種材料是利用改性瀝青與110℃左右的瀝青拌和均勻后，再與50℃左右的礦料拌和均勻，制成可存放的瀝青混合料成品。應用時可以根據路面的老化程度噴灑1～3次，噴灑時力求避開陰雨天氣，待表面固化不黏結時開放交通。如果在路面表面涂刷或噴灑一種防老劑或再生劑之類的材料，以補充瀝青中的輕質成分，可使瀝青變軟，增加它的柔韌性和彈性，提高瀝青的黏結性和使用壽命。再生試驗中，我們也曾使用潤滑油等材料做為再生劑，但綜合再生效果均不理想。再生使用抽出油(再生劑)和低粘度瀝青進行調配。用這種方法生產的瀝青稱為調合瀝青。瀝青的老化就是輕質油分揮出，分子氧化、縮和移相的過程。 瀝青回收與再生對瀝青的研究有兩種觀點；一種觀點認為瀝青具有明顯的膠體性質，由三種成分構成。水泥混凝土攪拌設備按現場安裝和搬運方式可分固定式和移動式。對于一般路面，有路面面層、路面聯結層、路面底層，然后才是路基二灰礫石層，要多層銑刨多層攤鋪，原路是幾層攤鋪，修補也必須用幾層攤鋪，銑刨深度大，而且路基處理后要有養生期，即使添加早強劑，養生期也不得小于24h，路基處理的施工工藝如圖4所示。瀝青拌和設備按拌和形式分為間歇強制式和連續滾筒式，根據我國石料質量較差的現狀，選用間歇強制式拌和設備容易滿足級配要求。壓實工序使用光輪壓路機和膠輪壓路機。攤鋪工序使用攤鋪機。一般在銑刨過的路面兩端由于銑刨鼓自然形成的圓弧過渡，在壓實時，容易將料從兩端擠出，造成接縫不平或壓實度不夠，所以必須將兩端的圓弧過度經過切邊、打邊工序打成直角。銑刨機型號較多，它最主要的三個參數:銑刨深度、銑刨寬度和銑刨速度決定了銑刨機的工能能力，一般情況下，銑刨深度在100～300mm之間，～，銑刨速度在0～10m/min之間。圖3　大面積修補施工工藝從施工工藝上可以看出大面積施工工藝比較復雜，所用的大型設備比較多，我們在設備選型時，對于比較簡單的配套設備，如勘測儀器，運輸設備，乳化瀝青撒布車等，暫不做選型，而對重點工序的重點設備進行選型。補縫處理是維修保養工程，要求快速、機動靈活，而且所有設備都較小，目前小型補縫設備一般都安裝在一個拖式平板上，便于現場施工，由于高速公路維修保養是經常性的，除非水毀或突發自然災害引起的大的裂縫，一般情況下，發現裂縫，立即修補，所以可以選用不帶碎石撒布設備的小型補縫設備。對于不帶加熱塊裝置，只帶一個液壓鏟的開挖打邊修補車，它的優點是:1價格低，所以修補單位面積的成本低；2有成品料加熱保溫功能，修補前12h預加熱即可；3修補速度快，機動靈活。小面積修補的工藝流程見圖1。坑槽車轍擁包泛油刨光集料散失路面邊緣浸水路肩脫落車轍橋頭跳車剝落松散坑洞刨光波浪擁包泛油修補不良路面維修保養工程是為保持高等級公路路面的正常使用功能而安排的經常性保養和修補其輕微損壞部分的作業，它的病害特點是面積小、點位多、分布廣，特別是小坑槽及裂縫，要作到修補及時，無論什么季節，都要作到快速、高效、安全的修復，防止損壞程度隨天氣變化而增大。對由于路基承載原因導致路面損壞的，首先要對路基進行處理，使其達到設計規定的承載能力，再對路面修復。上述路面病害產生的原因大致有以下6個方面:1交通條件；2氣象條件；3排水條件；4材料因素；5施工水平；6管理水平。根據造成破損的原因、病害的嚴重程度和幾何形狀的不同，各國對路面破損有不同的分類方法。瀝青路面在外力作用下逐步損耗是必然現象，但早期的、不規則的損壞導致路面破損則是一種病害。我國由于高等級公路尚在起步階段，各地的水文地質條件、公路設計和施工狀況不一，在高等級公路使用初期，由于路基的不穩定或瀝青路面施工質量導致的路面局部沉陷和松散等病害也常有發生。在對瀝青路面進行修復前，首先要分析病害產生的原因和病害等級。對龜裂塊裂邊緣裂縫縱向裂縫反射裂縫橫向裂縫修補不良橫向裂縫縱向裂縫龜裂塊裂局部裂縫縱向不平整性于功能性破損的處理，可分為小面積修補和大面積修補，小面積修補局部裂縫、坑洞、擁包和修補病害等，大面積修補主要有平整性，大面積泛油、波浪、車轍、沉陷及橋頭跳車等，將這4種修補方法按工程處理面積的大小和施工方法的難易程度分為維修保養工程和大中修工程。小面積修補 小面積病害由于面積小，點位多，分布廣，修補時要求靈活機動，快速高效，但小面積修補一般成本較大，為此，盡可能減少設備數量和人員數量，提高養護效率。但它的價格較昂貴，單位修補面積的造價高。圖2　補縫工藝從補縫工藝來看，它的工藝并不復雜，所用設備也不多，從單個過程來看，加熱保溫改性瀝青和補縫可用一臺加熱補縫設備，作為前期輔助工序的擴縫需要縫隙切割機，清刷工序需要縫隙清刷機，熱氣吹縫需要壓縮空氣加熱吹縫機，而且在個別情況下，如果裂縫過寬，為了增加裂縫的耐磨性，需要給裂縫處鋪灑碎石，就需要碎石撒布機。大面積修補的施工工藝見圖3。銑刨工序由銑刨機完成。切邊、打邊工序可以用一臺設備來完成，也可用兩臺設備分別完成，一般為了減少設備數量，用一臺設備來完成兩道工序，這兩道工序雖是一個輔助工序，但必不可少。目前國內、外切割機很多，也可選用單臺切割機和風鎬或液壓鎬。另外，選用中小型攤鋪機的另一個優點可以減少攤鋪離析現象。瀝青混凝土拌和設備對成品料的質量起著決定性作用，是影響修補質量的一個重要環節。路基修補路面的松散和裂縫大部分是由于路基的松散和裂縫引起的，如果只處理路面的松散和裂縫，病害沒有徹底根除，過不長時間，又會重復出現，要徹底解決，必須對出現病害的基層進行處理，而路基處理很復雜、費時。路基處理所用水泥穩定碎石，要用水泥混凝土攪拌設備，對于養護工程，由于隨機性強，一般用場拌和設備較好，水泥混凝土攪拌設備按產量可分為大型(100～200m3/h)，中型(60～100m3/h)和小型(20m3/h以下)，而路基處理一般比較少，用料量也不大，所以選擇小型攪拌設備(20～30m3/h)，就可以滿足