公路養護新材料、新技術、新工藝綜述(完整版)

　　

【正文】 長，而且施工時料溫難以保證，最好設多個養護工區，選用移動式拌和設備，在什么地方施工，就將拌和設備移到該養護工區。目前自行式攤鋪機從行走形式上可分為履帶和輪胎式兩種，履帶式與地面的附著力好，不容易打滑，但機動性與輪胎式相比要差，所以從養護的特殊性來看，由于養護作業有時需要長距離行駛，輪胎式就比較方便，可選用輪胎式攤鋪機。選擇銑刨機，不但要滿足生產需要，而且要便于運輸。大中修工程大面積修補工程的特點是面積大，技術要求高，相應的機械設備的數量和裝備水平高。圖1　小面積修補工藝流程從工藝流程圖可以看出它的施工工藝較復雜，但為了減少養護設備的數量，盡可能體現快速性和高機動性，從成品料再加熱到壓實之間的環節全部用一個車載設備來完成，也就是說，在現場施工的全過程只用一個養護車就可以實現，只是修補的形式不一樣，選用的養護車型才不一樣，一種修補車是帶局部加熱塊的加熱修補車，另一種是不帶加熱塊而只帶一個液壓鏟的開挖打邊修補車。對由于排水系統損壞導致的路面沉陷，還應修繕排水設施后，進行路面修復。我國《公路養護技術規范》(JTJ07396)中常見病害按破損形狀分為4大類，而且根據破損程度進行了等級評價，為養護對策提供了依據；正在實施的美國戰略公路研究項目把路面破損分成5大類，見表2；而日本道路建設業協會把路面破損按破損原因分成結構性破損和功能性破損兩大類(表3)。結構破損是由于路面各層的承載能力降低引起的，功能性破損是由于路面提供給道路用戶的服務能力下降引起的。對于結構性破損，一般都是由路基原因造成的，要進行補縫處理和路基處理，對縱橫裂縫和大的塊裂要做補縫處理，對于嚴重的塊裂和龜裂要做路基處理。對于加熱修補車來說，它的優點有以下幾點:1不受季節限制，即使在冬天也能修補；2修補過的路面沒有明顯的接縫，對原有完好路面破壞??；3對環境污染小，不用打邊和清理廢料；4只要修補前12h預加熱保溫成品冷料，冷料可以提前準備或大面積修補時的余料都可以；5修補速度快，機動靈活；6它對所有的小面積病害都能修補。由于高等級公路的養護為開放式施工，在施工期間不能中斷交通，通過引導過往車輛安全、有序地經過施工路段，為減輕交通安全，減少施工難度，采用集中施工法，流水作業，減少人員、機具的分散，集中所有工序、人員、機械，對某一個點位集中施工完畢后，統一吊運至下一個點位。銑刨機的生產能力要與中型攤鋪機的生產能力大致諧調，根據我們的使用情況，對于養護面積較小，病害相對集中時，銑刨機能滿足攤鋪作業，但對于大面積點位，銑刨機就成了養護速度的關鍵，所以，根據選型宜大不宜小的原則，對大、中修工程，宜選用大一點的設備，～，銑刨深度在250～300mm之間。攤鋪機按攤鋪寬度可分為小型()，中型(4～6m)，大型(7～9m)，超大型(12m)，對于養護設備，一般修補常常是整車道修補，不能中斷交通，而且要伸縮，～6m之間的中小型攤鋪機，施工起來靈活、方便，吊運時不至于超寬，但為了備用罩面工程和其他工程，可適當選配熨平板加長塊。拌和設備按生產能力可分為小型(40t以下)、中型(30～350t/h)和大型(400t以上)，對于養護設備來說，由于用料少，一般選用中型拌和設備，它的生產能力在40～120t/h之間，如果單是養護修補工程，選用40～80t/h的拌和能力為好，如果養護量較大，考慮到罩面和大修，或者兼顧用兩套路面養護設備，可選用80～120t/h的拌和設備。路基處理的養生，由于水泥穩定碎石處理路基后有一個養生期，為了縮短養生時間，必須加早強劑，具體養生時間要經過試驗決定。而瀝青老化規律，從室內薄膜烘箱加熱損失試驗結果和路用十年沈大瀝青路面瀝青含量損失不大角度分析，輕質油分揮發所占比例不大，而其力學性質變化的主要原因應該是由于瀝青氧化、縮合作用的結果。根據再生劑和瀝青摻入量對再生瀝青的不同影響程度，確定再生劑用量和新瀝青用量。為了使這些材料獲得很好的效果，要使其具有很好的滲水性，運動黏度(ＭＭ/Ｓ)～，軟化點為35℃。冷施工的瀝青混合料價格比熱拌瀝青混合料的價格相對較貴，進口的每噸為600～900元，國產的每噸亦要比熱拌瀝青貴140～225元。在路面建設初期發生的裂縫，會隨著氣溫的升高而愈合。4 瀝青路面幾種修補技術方法道路養護技術可分為修補性養護與預防性養護2種方式。瀝再生RejuvaSealTM是一種預防性的瀝青路面維護產品。(3)施用瀝再生RejuvaSealTM的操作要點。(2)施用瀝再生RejuvaSealTM的待干涸時間與瀝青的配合比設計、天氣和施用量有關，通常在24h內達到穩固。聚合物改性乳化瀝青稀漿封層(微表處)聚合物改性乳化瀝青稀漿封層技術(以下簡稱微表處)是一種采用高分子聚合物使乳化瀝青改性的瀝青路面鋪筑技術。相比之下，加熱板輻射傳熱對路面加溫均勻，易控制，熱能損失少、修補效果較好。隨著冷補材料的不斷推陳出新，該方法不失為一種經濟的補修方法。(2)非織造布:非織造布宜選用70ｇ/ ，軟化點為130℃，經向抗拉強度≥87Ｎ，緯向抗拉強度≥110Ｎ的丙綸非織造布，此種非織造布比滌淪非織造布造價低。在混凝土路面修補中，各種修復方案，如全厚修補、局部修補、金剛石研磨等，均旨在改進破損路面的路況。病害程度是決定是否修補和修補規模的主要依據。邊界位置還取決于荷載傳遞水平。一旦鋸開邊界，在修補完成前，修補區內禁止通車，以防止路面板下出現唧泥和沖刷病害。兩種方法均要求沿修補區周邊進行全厚鋸縫。(5)混凝土澆筑修補區混凝土澆筑和修整有兩個關鍵。常用養生劑使用量已足以保證養生。在紐約市長島高速公路全厚修補時，綜合使用了起吊法清除面板，排鉆鉆孔和快速澆注混凝土多種技術，以保證夜間施工白天通車。局部修補設計壽命一般大約10年。在路面上常會發現，看似表面的病害，實則上已延伸至面板全厚。預制袋裝補坑材料成本是傳統混凝土材料成本的4倍到20倍。界定剝落和接縫周圍不穩定區常采用鋼棍、鐵鏈或圓頭錘敲打混凝土，聆聽擊打聲音來確定田。由于汽車荷載作用下面板之間的相對移動，在接縫或裂縫處未經處理的修補區會形成點支撐，從而導致橫縫或橫向裂縫處修補區的壓縮破壞，以及縱縫或縱向裂縫處修補區的剝落，在這種情況下，接縫處理不充分是局部修補失敗的主要原因。(6)攤鋪專賣補坑材料需根據制造商規定的操作程序進行攪拌和攤鋪。經驗表明，刮平的方向影響局部修補的性能。在寒冷的氣候條件下，如果欲縮短養生時間及早通車，可使用隔熱毯進行快速養生。因此，無論平時小修保養，還是路面大修改建，都應認真處治好這一病害。(1)壓漿材料 ．壓入板底的材料具備以下特征：一是顆粒粒徑小、流動性大，能順利壓進板底空隙；二是弱收縮性，能充分填充板底空隙；三是應具備比較高的強度以承受板重及車輛荷載的作用。對性能優良的壓漿機，還可考慮添加部分中細砂，提高灰漿強度與抗折性。對于快速修復工程，國外常用快凝或快硬水泥，除了常規的早強水泥和摻外加劑的水泥以外，新型水泥也得到開發。2. 粉煤灰粉煤灰在快速施工混合料設計中，常用來替代水泥或用作外加劑?；炷镣饧觿┯袛蛋俜N之多，但是漸型的外加劑仍然在研究開發。 SHRP計劃中的一項創造性的研究項目表明，在混凝土中摻加碳纖維可拌制陰極保護的導電混凝土。天北高速公路的水泥砼路面在經過真空脫水后，(攤鋪砼后半小時左右)工作人員踩在路面上已看不到明顯的腳印，說明它已經具有了一定的強度，天北高速公路的水泥砼路面基本消滅了由于砼自身性質而引起的早期裂縫，后期也沒有發生過斷板的現象，因此這項技術措施是完全成功的。5 RCC板塊接縫材料 嵌縫料應用現狀 現在我國水泥混凝土路面接縫的嵌封都是用人工方法，施工效率很低。6 RCC板塊修補材料 板塊修補材料的技術要求：快硬高早強，收縮小，具有一定的粘性，后期性能穩定，強度發展與老混凝土基本同步，耐磨性高、耐久性好，施工和易性好。廣東省公路局與同濟大學共同開發了SBR改性混凝土修補材料，已經在廣東省試用，取得一定效果。以上三大類材料雖各有優缺點，但都難以同時滿足混凝土路面對修補材料的要求。但是，不傾向用增加加鋪層厚度的方法來代替對現有路面病害的修復，況且增加鋪層厚度并不能解決所有的病害，如板失去均衡支撐出現活動，缺少排水系統、唧泥等，對這些病害必須進行處治。國內外的許多專家學者對此進行了研究。在層間設土工織物時，瀝青加鋪層厚度越大，抵抗反射裂縫的能力越強，抑止反射裂縫的效果越好。應力吸收層的抗剪強度均隨溫度變化較大，試驗溫度升高，抗剪強度減小， 在抗剪、粘結力和滲水性方面都能較好地滿足使用要求 。建議采用室內試驗和室外試驗結合的方法，對預采用的夾層材料的防治反射裂縫效果進行對比，同時考慮多種因素做經濟分析。同濟大學通過室內試驗對此進行了較為深入的研究，并對防止反射裂縫的五種措施進行了評價，即特種金屬網格SSG1（高2cm）APP土工隔柵(PG)土工布(GT)土工網(GG)。1976年美國佐治亞州在舊混凝土道面上，對幾種土工織物防反射裂縫能力進行的試驗表明：在沒有應力消散層的情況下，5cm厚加層使用4年其裂縫反射率為100％，而16cm厚的加層使用4年其裂縫反射率僅為24％。粘層油用量過少不能全部覆蓋板表面，影響面板與AC層的粘結；用量過多，則形成較厚的自由瀝青將導致瀝青面層泛油。7 水泥混凝土板塊加鋪瀝青層時的反射裂縫的控制國內外普遍應用斷裂力學，解釋反射裂縫形成的機理，并結合有限元數值方法分析反射裂縫的產生與擴展，然而由于加蓋層與原道面有聯結層使道面結構只有復雜性，加之材料參數具有變異性及不易準確測定，因此理論分析解決不了反射裂縫，只能為設計提供一些參考。 MPa。其二是聚硫環氧灌縫料，也由兩組分構成，兩者按16∶2配合，抗壓強度達32MPa，用于灌窄縫。并且在加熱和灌入過程中．放出有害氣體，污染環境，損害人體健康，致使PVC膠泥的應用受到限制。快速施工操作過程中，鋸縫與填縫操作應相應調整。 其他常用于快速施工混合料中的外加劑有加氣劑和減水劑。在快速修復工程中，較多采用促凝劑或早強劑，以加快混凝土早期強度增長，縮短凝結時間，其中最常用的促凝劑是氯化鈣。在塑性混凝土中，粉煤灰具有提高和易性的作用。％的緩凝劑后，初凝時間約為40min，而普通混凝土需要5h，抗拉強度可達到 。交通堵塞漸漸成為高速公路重建與修復的主要障礙之一，尤其是在市區。而選用純水泥漿作試驗，要達到正常施工的流動性，則需要很大的水灰比，造成材料強度偏低且泌水收縮率大。 板下灌漿板下灌漿的原理就是利用灌漿設備將水泥砂漿混合料灌注到水泥板底或者路面基層中，填充板下的空隙與孔洞，使之與板下基層粗粒料結合成一個堅硬塊體，起到穩固水泥板、增強水泥板承荷能力、封堵路面滲透水對路面基礎的破壞和延長路面板的使用壽命的作用。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。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。實踐證明，未按程序操作是許多修補失敗的主要原因。攤鋪