公路養護新材料、新技術、新工藝綜述-預覽頁

　

【正文】 一般路基養護的需要，而且小型設備的技術含量不高，國產的小型攪拌設備性能基本可以滿足。3 瀝青路面的養護材料針對瀝青路面養護管理中存在的一些問題，結合實際情況，在此提出一些關于瀝青路面的養護材料及養護技術。另一種觀點認為瀝青是以瀝青質為溶質，而以軟瀝青(油分與樹質)為溶劑的高分子濃溶液。石油工業生產中，根據瀝青是混合物的原理，將幾種不同組分的瀝青進行調配，可得到性質各異的調合瀝青；或將某種富芳香分抽出油與某種高粘度的瀝青相調配，都可以獲得具有不同性質的新瀝青材料。所以再生瀝青實際上是一種調和瀝青。經過反復調試、分析和瀝青路面再生的施工技術可能，終于取得以上如表2較為滿意的試驗結果。隨著瀝青的老化，路面的使用性能也逐漸降低，并出現表面粗糙、網裂、脫落等現象。無論采用涂刷還是噴灑方式施工，要求表面滲透深度要達到15ｃｍ，使滲透部分的瀝青得到溶解、改性，以增加柔韌性和黏結性，提高路面的致密性，使瀝青路面的抗老化性能增強。 冷施工的瀝青混合料要使破壞的瀝青路面得到快速修補，并且立即開放交通，同時使施工不受氣溫條件限制，應該推廣使用冷施工的瀝青混合料。由于價格問題，影響了冷施工瀝青混合料的使用。對重交通道路瀝青和中輕交通道路瀝青經ＨＵＬ型瀝青改性劑改性后，均可用來生產冷補料。但是，經過幾年使用后出現的裂縫難以自行愈合。根據實際經驗，比較有效的做法是選用常溫施工材料，如聚氨酯樹脂類的單組分或雙組分固化型材料。瀝再生RejuvaSealTM簡介瀝再生RejuvaSealTM作為一種預防性的瀝青路面維護產品，徹底改變了以往路面養護維修的老觀念，在路面未出現病害時即對路面進行一定的保養。其特點主要有:(1)具有抵抗汽油、防水、防化學品侵蝕和抵抗其它損害性雜質影響的特性；(2)具有不改變瀝青表面結構就能起到密封和再生作用的特性；(3)能滲透到瀝青表層，變成瀝青層整體的一部分，與之共同收縮和膨脹，不像普通表面密封劑那樣易于剝落、開裂和脫層，因而具有較強的溫度適應性，十分耐久。它應該在瀝青路面裂縫5mm時使用，能達到預期效果；當路面裂縫隙≥5mm時須對裂縫采用填補劑填補處理后再使用瀝再生RejuvaSealTM，即應在瀝青路面處于第二期或以前使用為最佳時期。必須在2d前將道路表面的塵土和其它雜質清洗干凈，并將其吹干。瀝再生RejuvaSealTM包裝如罐裝油漆，因運輸或存放時間長，會出現部分沉淀。施用瀝再生RejuvaSealTM后，路面呈均勻黝黑覆蓋層，并在24h內穩固。施工后6～20h可開放交通，一般取8h。瀝再生RejuvaSealTM產品還能配合瀝青的成分、氣候條件、環境條件和客戶要求調整產品成分。美國、澳大利亞等歐州國家20世紀80年代初即開始應用這項技術，該技術被國際公認為是修復道路車轍、輕度裂縫等病害，防止路面水損害，改善瀝青路面表面功能，提高抗滑性，最有效、最經濟的手段之一。瀝青路面現場熱再生修補技術根據加熱源的不同有加熱板熱輻射傳熱和遠紅外熱輻射兩種方式。目前，國內應用較好的是香港英達公司的“修路王”，“修路王”的加熱墻采用100%高強度輻射式加熱方法對瀝青路面進行程序控制下的間隙性熱輻射加熱，約需15ｍｉｎ～20ｍｉｎ即可完成，對于坑槽、翻漿、沉陷、壅包、松散、脫皮、龜裂等小面積病害處治非常適合。直接罩面法、銑刨加鋪新料法和挖補法1)直接罩面法此種方法的優點是對于大面積修補情況下，原路面不必處理，施工周期短，但缺點是投資大，且由于提高了路面標高，故對路面排水帶來了問題，若是橋面，則增加了橋梁荷載。但缺點是修補路面平整度、密實度質量難以保證，且施工基本是人工操作，不適合高速公路高質量快速修補要求。非織造布與乳化瀝青非織造布與乳化瀝青結合應用于瀝青路面養護中主要是對基層強度較高，平整度較好，而網裂、龜裂、老化等病害集中在面層的瀝青路面進行治理，通過鋪設非織造布與乳化瀝青形成復合材料層，改善路面結構。2）應用效果經乳化瀝青與非織造布罩面后的瀝青路面，經過4個月的使用外觀質量良好，無泛油現象，消除了路面網裂，路面防水能力大大提高。二、水泥混凝土路面1全厚修補和面板更換混凝土板塊全厚修補的目的是恢復具有局部修補無法恢復的某種混凝土路面病害的結構整體性，并改進其行駛質量。混凝土路面修復程序正在許多國家應用，其中全厚修補方案成本最高。聯邦公路局1987年調查表明，只要設計合理，施工保證質量，全厚修補可提供良好的長期性能(10年以上)。總之，輕度病害在兩年內不必使用全厚修補。如果希望及早通車，可使用氯化鈣或其他促凝劑。修補區應足夠大以避免修補區擴散和縱向開裂。如修補長度過長。炎熱氣候條件下，無法直接鋸開橫向隔離縫，應先在劃定修補區內鋸應力釋放縫，保證高壓縮應力不會卡鋸。 (3)混凝土清除兩種常見混凝土清除方法是碎裂法和起吊法。下面對兩種方法進行簡要的介紹。I級鋼筋允許自由移動，一般用于接縫間距長的路面。一是凝結要充分，二是要和周圍路面保持齊平。為減少修補區表面上的局部受力，縫槽最小深度應為51mm。如期望快速養生，尤其是在寒冷氣候條件下，建議使用隔溫層 最新發展在現代修補技術的發展中，更加強調修補區或更換板的長期性能和早期通車能力。合理鋸縫和填縫對混凝土的長期性能有十分重要的影響。2 局部修補局部修補旨在消除混凝土路面表面局部病害。如果在接縫處進行局部修補，還可借機重建接縫和填縫。 最新技術小結局部修補能否成功取決于應用、設計和施工的合理性。局部修補僅能成功地根除混凝土路面板上部十幾厘米范圍之內的病害。如果病害延伸深度超過面板厚度的1／3，那么就應改用全厚修補。大量的研究時針對市場上補坑材料的適應性和性能進行的。傳賣補坑材料的優點是速凝，在低溫和惡劣條件下性能良好。傳賣補坑材料的性能依賴于施工程序和氣溫，使用時應嚴格按廠家建議的運輸攪拌、澆注、固結、修整和養生說明進行施工。(2)混凝土清除 沖鉆是清除修補區破損混凝土的常用方法，其他方法包括冷磨法和水射法。也可采用噴水清理，但噴砂清理效果更好。最常用的接縫處理方法是隔離法。(5)粘結劑普通水泥混凝土和一些專賣補坑材料需要使用粘結劑與原路面粘結。嚴格按程序操作十分重要。通常使用插入式振搗器進行振搗，振搗頭應小于25mm。建議從修補區中心向邊界刮平，如有坡度則逆坡度刮平。專賣材料應按制造商的規定養生。(8)密封用水泥漿作粘結材料時，密封補坑與原路面板的界面是一項重要的工序，這一點常為人們所忽略。因此，建議修補后采用常規密封和密封材料重新密封接縫。許多工程實踐表明：當混凝土板處于活動狀態時，即使其上部加鋪15cm乃至20cm的補強層，也不能有效防止底部接裂縫的向上輻射，因而要使路面結構處于良好的受力狀態，有效地控制病害發展，就必須填充混凝土板底的脫空，使其有一穩定均勻的承托，并能在基層頂面形成保護層，增強防水浸蝕的能力。此法是借鑒后張法預應力構件的孔道壓漿原理，在混凝土面板底部有脫空處鉆孔，通過孔洞利用高強壓力將流質材料壓入脫空空隙，流質材料凝固后產生一定的強度，對面板產生均勻承托的作用，進而達到穩固板塊的目的。國內外都有使用乳化瀝青作填隙材料的經驗，雖具有較好的流動性，但強度偏低，且受溫度影響大，溫度高時易軟化，在荷載作用下容易從板底唧出，因而不宜選用。(2)壓漿效果檢驗與分析混凝土板底壓漿的目的在于填充板底空隙，給板塊提供一均勻的支承，減少板的翹動和震動。4 混凝土板塊快速施工技術混凝土路面早日通車是近幾年來的重點研究課題之一。但是，許多實際的修復工程中，尤其是高速公路，3～7大的中斷交通是難以接受的。日本廣泛地應用調凝水泥（或稱噴射水泥），這種噴射水泥的終凝時間為15min，而普通硅酸鹽水泥為190min。紐約州采用派拉蒙特混合水泥，12 h完成一座橋梁接縫的修復。水泥與水的水化作用生成的產物與粉煤灰反應可提高混凝土的最終強度和耐久性。粉煤灰混凝土同其他混凝土相比，在同一含氣量條件下，需要大劑量加氣劑。在路面工程中，許多種類的外加劑得到了廣泛的應用。通過在混凝土中摻加鋼材、木材、碳、纖維素、碳鉛合成纖維和聚丙烯纖維等纖維材料，可有效地控制混凝土開裂，減少收縮和滲透，以及提高抗沖擊力，這些纖維增強混凝土得到廣泛的研究與應用。在碾壓混凝土中摻加鋼纖維，可提高碾壓混凝土開裂后的強度和耐久性。，提高砼的早期強度與終期強度，減小砼收縮。 真空吸水工藝可以有效地減少硅路面的早期裂縫，是一項值得推廣的先進技術，今后要在吸水的設備上再作進一步的研制以提高其機械化、自動化的水平， 使這項新技術在高等級公路的水泥混凝土路面工程中擴大推廣應用。最新的填縫料一般要求接縫兩側干燥。在施工中，PVC膠泥的加熱和灌人都是人工的，加熱溫度難以嚴格控制，保溫溫度也不能證，往往造成材料的各項路用技術性能都較差，達不到應有的密封防水效果。 嵌縫料的研制是為了滿足我國水泥混凝土路面接縫養護的需求，已研制和生產的嵌縫料有 QF—94Ⅲ型和 QF—97Ⅳ型兩大種類，它們均為加熱施工式嵌縫料。交通部025課題組推薦了兩種修補裂縫材料，其一時聚氨脂灌封料：由兩部分構成A組為多元醇和二異氰酸脂的預聚體；B組為固化劑，按100∶，用于灌寬縫。其3d強度： MPa，～ MPa，抗折彈性模量為26730～36700 MPa。SBR改性水泥砂漿， MPa； MPa。其二，以SBR為代表的聚合物改性水泥混凝土（砂漿），它是有機和無機的混合料，具有安全、易用等特點，由于聚合物的摻入，其抗壓、抗折強度顯著提高，但它的粘結強度較低，因此用它處理斷板裂縫時，效果是不夠理想的，對體積大而粘結強度要求不太高的修補是適用的。為此，廣東省交通科學研究所組織科技人員全力攻關，開發了PCR混凝土路面修補材料，該材料具有早期粘結強度高、硬化速度快、粘度低、滲透性強、耐久性好、抗腐蝕性好及抗老化性強等特點，是一種很好的路面修補材料。我國對防裂層的應用處于探索階段。 灑布粘層瀝青應該說在所有的剛性層上加鋪瀝青混凝土時，都應該在剛性層上灑布粘層瀝青。針對其機理，在板塊與AC層設置夾層可預防或延緩反射裂縫產生。在國外，為了有效的防治反射裂縫，研究人員進行了大量的試驗，并嘗試了多種防治反射裂縫的措施。Botton， Caltabiano， Ishai等人對土工網格、土工織物等夾層類措施進行了試驗室評價，結果顯示，這類措施對防治反射裂縫有一定的效果。就防止反射裂縫效果而言，無紡土工布優于有紡土工布，全幅鋪設土工布優于接縫處局部鋪設。為了研究APP的防裂效果，采用不同材料的防裂層進行對比試驗，試驗結果表明：在瀝青砼加蓋層材料與厚度相同的情況，實驗方法與條件等都一樣時，其APP改性油氈的防裂效果最好，它比不設防裂層的直接加鋪方式疲勞載荷重復作用次數提高約7倍，比編織土工布防裂層提高約3倍，比無紡土工布提高約2倍。總的來說，目前對各類措施防反射效果評價缺乏系統性，所得的結論在定量上也不一致