公路養(yǎng)護(hù)新材料、新技術(shù)、新工藝綜述(更新版)

　　

【正文】 前，在縱向或路肩接縫處的修補(bǔ)區(qū)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。在進(jìn)行局部修補(bǔ)時(shí)，如發(fā)現(xiàn)松動(dòng)混凝土的深度超過(guò)路面板厚度的1／3，應(yīng)及時(shí)改為全厚修補(bǔ)。℃，建議不要使用傳統(tǒng)混凝土。美國(guó)一些州交通廳規(guī)定了局部修補(bǔ)的最大深度。盡管許多局部修補(bǔ)項(xiàng)目十分成功，達(dá)到了良好的長(zhǎng)期性能，但仍有許多項(xiàng)目慘遭失敗。局部修補(bǔ)技術(shù)在根治剝落、坑洞和板上端1／3板厚之內(nèi)的其他病害方面十分有效。全厚修補(bǔ)失敗的主要原因有荷載傳遞效率設(shè)計(jì)值偏低、安裝條件差，以及施工質(zhì)量差等。在修補(bǔ)現(xiàn)場(chǎng)，混凝土混合料的坍落度在51mm～102mm之間，澆筑效果最佳。(4)荷載傳遞荷載傳遞裝置的設(shè)計(jì)與安裝是全厚修補(bǔ)達(dá)到設(shè)計(jì)性能的關(guān)鍵。碳鋼輪鋸可用來(lái)鋸應(yīng)力釋放縫。從而可保證在重載作用下路面的穩(wěn)定，同時(shí)可防止縱向開裂。1)材料全厚修補(bǔ)使用的材料主要是水泥含量高的傳統(tǒng)混凝土混合料。 當(dāng)代技術(shù)現(xiàn)場(chǎng)路面全厚修補(bǔ)的性能結(jié)果并不一致。加之面層采用石屑封層，使其強(qiáng)度有所提高，加大了路面的耐磨性。熱補(bǔ)板法熱補(bǔ)板法較傳統(tǒng)方法養(yǎng)護(hù)有較大優(yōu)勢(shì):節(jié)省時(shí)間；廢棄瀝青料全部再生，利于環(huán)保；節(jié)省一半新料；有效延長(zhǎng)公路使用壽命；減少工作人員；可隨時(shí)修補(bǔ)；大幅度提高工作效率和作業(yè)距離；在我國(guó)北方地區(qū)可實(shí)現(xiàn)冬季養(yǎng)護(hù)，在南方地區(qū)實(shí)現(xiàn)雨季、冬季養(yǎng)護(hù)。瀝青現(xiàn)場(chǎng)熱再生設(shè)備根據(jù)路面修補(bǔ)面積的大小不同又分為連續(xù)式作業(yè)方式和間斷式作業(yè)方式兩種。瀝青混凝土路面現(xiàn)場(chǎng)熱再生補(bǔ)修技術(shù)目前歐、美一些發(fā)達(dá)國(guó)家采用該技術(shù)較多。(3)瀝再生RejuvaSealTM能保護(hù)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(huì)損毀密封層。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。瀝再生RejuvaSealTM改變了以往等路面出現(xiàn)病害，影響行車及使用功能后再進(jìn)行養(yǎng)護(hù)維修的觀念，而在路面未出現(xiàn)病害或剛出現(xiàn)輕微病害時(shí)即對(duì)路面進(jìn)行保養(yǎng)，使其恢復(fù)新路面的彈性及柔韌性，使路面長(zhǎng)期處于較佳的使用狀態(tài)。使瀝青路面長(zhǎng)期處于較佳的使用狀態(tài)，保持柔性路面所特有的良好的彈性及柔韌性。裂縫對(duì)路面的危害極大，必須選用合適的材料及時(shí)封堵，否則，雨水滲透進(jìn)去后不但破壞路面結(jié)構(gòu)，也會(huì)破壞路基結(jié)構(gòu)。為了確保瀝青路面的及時(shí)高效修復(fù)，及時(shí)開放交通，建議交通部門加大養(yǎng)護(hù)投入。應(yīng)用時(shí)可以根據(jù)路面的老化程度噴灑1～3次，噴灑時(shí)力求避開陰雨天氣，待表面固化不黏結(jié)時(shí)開放交通。再生試驗(yàn)中，我們也曾使用潤(rùn)滑油等材料做為再生劑，但綜合再生效果均不理想。用這種方法生產(chǎn)的瀝青稱為調(diào)合瀝青。 瀝青回收與再生對(duì)瀝青的研究有兩種觀點(diǎn)；一種觀點(diǎn)認(rèn)為瀝青具有明顯的膠體性質(zhì)，由三種成分構(gòu)成。對(duì)于一般路面，有路面面層、路面聯(lián)結(jié)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(bǔ)也必須用幾層攤鋪，銑刨深度大，而且路基處理后要有養(yǎng)生期，即使添加早強(qiáng)劑，養(yǎng)生期也不得小于24h，路基處理的施工工藝如圖4所示。壓實(shí)工序使用光輪壓路機(jī)和膠輪壓路機(jī)。一般在銑刨過(guò)的路面兩端由于銑刨鼓自然形成的圓弧過(guò)渡，在壓實(shí)時(shí)，容易將料從兩端擠出，造成接縫不平或壓實(shí)度不夠，所以必須將兩端的圓弧過(guò)度經(jīng)過(guò)切邊、打邊工序打成直角。圖3　大面積修補(bǔ)施工工藝從施工工藝上可以看出大面積施工工藝比較復(fù)雜，所用的大型設(shè)備比較多，我們?cè)谠O(shè)備選型時(shí)，對(duì)于比較簡(jiǎn)單的配套設(shè)備，如勘測(cè)儀器，運(yùn)輸設(shè)備，乳化瀝青撒布車等，暫不做選型，而對(duì)重點(diǎn)工序的重點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行選型。對(duì)于不帶加熱塊裝置，只帶一個(gè)液壓鏟的開挖打邊修補(bǔ)車，它的優(yōu)點(diǎn)是:1價(jià)格低，所以修補(bǔ)單位面積的成本低；2有成品料加熱保溫功能，修補(bǔ)前12h預(yù)加熱即可；3修補(bǔ)速度快，機(jī)動(dòng)靈活。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(bǔ)不良路面維修保養(yǎng)工程是為保持高等級(jí)公路路面的正常使用功能而安排的經(jīng)常性保養(yǎng)和修補(bǔ)其輕微損壞部分的作業(yè)，它的病害特點(diǎn)是面積小、點(diǎn)位多、分布廣，特別是小坑槽及裂縫，要作到修補(bǔ)及時(shí)，無(wú)論什么季節(jié)，都要作到快速、高效、安全的修復(fù)，防止損壞程度隨天氣變化而增大。上述路面病害產(chǎn)生的原因大致有以下6個(gè)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。瀝青路面在外力作用下逐步損耗是必然現(xiàn)象，但早期的、不規(guī)則的損壞導(dǎo)致路面破損則是一種病害。在對(duì)瀝青路面進(jìn)行修復(fù)前，首先要分析病害產(chǎn)生的原因和病害等級(jí)。小面積修補(bǔ) 小面積病害由于面積小，點(diǎn)位多，分布廣，修補(bǔ)時(shí)要求靈活機(jī)動(dòng)，快速高效，但小面積修補(bǔ)一般成本較大，為此，盡可能減少設(shè)備數(shù)量和人員數(shù)量，提高養(yǎng)護(hù)效率。圖2　補(bǔ)縫工藝從補(bǔ)縫工藝來(lái)看，它的工藝并不復(fù)雜，所用設(shè)備也不多，從單個(gè)過(guò)程來(lái)看，加熱保溫改性瀝青和補(bǔ)縫可用一臺(tái)加熱補(bǔ)縫設(shè)備，作為前期輔助工序的擴(kuò)縫需要縫隙切割機(jī)，清刷工序需要縫隙清刷機(jī)，熱氣吹縫需要壓縮空氣加熱吹縫機(jī)，而且在個(gè)別情況下，如果裂縫過(guò)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(jī)。銑刨工序由銑刨機(jī)完成。目前國(guó)內(nèi)、外切割機(jī)很多，也可選用單臺(tái)切割機(jī)和風(fēng)鎬或液壓鎬。瀝青混凝土拌和設(shè)備對(duì)成品料的質(zhì)量起著決定性作用，是影響修補(bǔ)質(zhì)量的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。路基處理所用水泥穩(wěn)定碎石，要用水泥混凝土攪拌設(shè)備，對(duì)于養(yǎng)護(hù)工程，由于隨機(jī)性強(qiáng)，一般用場(chǎng)拌和設(shè)備較好，水泥混凝土攪拌設(shè)備按產(chǎn)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(shè)備(20～30m3/h)，就可以滿足一般路基養(yǎng)護(hù)的需要，而且小型設(shè)備的技術(shù)含量不高，國(guó)產(chǎn)的小型攪拌設(shè)備性能基本可以滿足。另一種觀點(diǎn)認(rèn)為瀝青是以瀝青質(zhì)為溶質(zhì)，而以軟瀝青(油分與樹質(zhì))為溶劑的高分子濃溶液。所以再生瀝青實(shí)際上是一種調(diào)和瀝青。隨著瀝青的老化，路面的使用性能也逐漸降低，并出現(xiàn)表面粗糙、網(wǎng)裂、脫落等現(xiàn)象。 冷施工的瀝青混合料要使破壞的瀝青路面得到快速修補(bǔ)，并且立即開放交通，同時(shí)使施工不受氣溫條件限制，應(yīng)該推廣使用冷施工的瀝青混合料。對(duì)重交通道路瀝青和中輕交通道路瀝青經(jīng)ＨＵＬ型瀝青改性劑改性后，均可用來(lái)生產(chǎn)冷補(bǔ)料。根據(jù)實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，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。其特點(diǎn)主要有:(1)具有抵抗汽油、防水、防化學(xué)品侵蝕和抵抗其它損害性雜質(zhì)影響的特性；(2)具有不改變?yōu)r青表面結(jié)構(gòu)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(qiáng)的溫度適應(yīng)性，十分耐久。必須在2d前將道路表面的塵土和其它雜質(zhì)清洗干凈，并將其吹干。施用瀝再生RejuvaSealTM后，路面呈均勻黝黑覆蓋層，并在24h內(nèi)穩(wěn)固。瀝再生RejuvaSealTM產(chǎn)品還能配合瀝青的成分、氣候條件、環(huán)境條件和客戶要求調(diào)整產(chǎn)品成分。瀝青路面現(xiàn)場(chǎng)熱再生修補(bǔ)技術(shù)根據(jù)加熱源的不同有加熱板熱輻射傳熱和遠(yuǎn)紅外熱輻射兩種方式。直接罩面法、銑刨加鋪新料法和挖補(bǔ)法1)直接罩面法此種方法的優(yōu)點(diǎn)是對(duì)于大面積修補(bǔ)情況下，原路面不必處理，施工周期短，但缺點(diǎn)是投資大，且由于提高了路面標(biāo)高，故對(duì)路面排水帶來(lái)了問(wèn)題，若是橋面，則增加了橋梁荷載。非織造布與乳化瀝青非織造布與乳化瀝青結(jié)合應(yīng)用于瀝青路面養(yǎng)護(hù)中主要是對(duì)基層強(qiáng)度較高，平整度較好，而網(wǎng)裂、龜裂、老化等病害集中在面層的瀝青路面進(jìn)行治理，通過(guò)鋪設(shè)非織造布與乳化瀝青形成復(fù)合材料層，改善路面結(jié)構(gòu)。二、水泥混凝土路面1全厚修補(bǔ)和面板更換混凝土板塊全厚修補(bǔ)的目的是恢復(fù)具有局部修補(bǔ)無(wú)法恢復(fù)的某種混凝土路面病害的結(jié)構(gòu)整體性，并改進(jìn)其行駛質(zhì)量。聯(lián)邦公路局1987年調(diào)查表明，只要設(shè)計(jì)合理，施工保證質(zhì)量，全厚修補(bǔ)可提供良好的長(zhǎng)期性能(10年以上)。如果希望及早通車，可使用氯化鈣或其他促凝劑。如修補(bǔ)長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)。 (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。I級(jí)鋼筋允許自由移動(dòng)，一般用于接縫間距長(zhǎng)的路面。為減少修補(bǔ)區(qū)表面上的局部受力，縫槽最小深度應(yīng)為51mm。合理鋸縫和填縫對(duì)混凝土的長(zhǎng)期性能有十分重要的影響。如果在接縫處進(jìn)行局部修補(bǔ)，還可借機(jī)重建接縫和填縫。局部修補(bǔ)僅能成功地根除混凝土路面板上部十幾厘米范圍之內(nèi)的病害。大量的研究時(shí)針對(duì)市場(chǎng)上補(bǔ)坑材料的適應(yīng)性和性能進(jìn)行的。傳賣補(bǔ)坑材料的性能依賴于施工程序和氣溫，使用時(shí)應(yīng)嚴(yán)格按廠家建議的運(yùn)輸攪拌、澆注、固結(jié)、修整和養(yǎng)生說(shuō)明進(jìn)行施工。也可采用噴水清理，但噴砂清理效果更好。(5)粘結(jié)劑普通水泥混凝土和一些專賣補(bǔ)坑材料需要使用粘結(jié)劑與原路面粘結(jié)。通常使用插入式振搗器進(jìn)行振搗，振搗頭應(yīng)小于25mm。專賣材料應(yīng)按制造商的規(guī)定養(yǎng)生。因此，建議修補(bǔ)后采用常規(guī)密封和密封材料重新密封接縫。此法是借鑒后張法預(yù)應(yīng)力構(gòu)件的孔道壓漿原理，在混凝土面板底部有脫空處鉆孔，通過(guò)孔洞利用高強(qiáng)壓力將流質(zhì)材料壓入脫空空隙，流質(zhì)材料凝固后產(chǎn)生一定的強(qiáng)度，對(duì)面板產(chǎn)生均勻承托的作用，進(jìn)而達(dá)到穩(wěn)固板塊的目的。(2)壓漿效果檢驗(yàn)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(dòng)和震動(dòng)。但是，許多實(shí)際的修復(fù)工程中，尤其是高速公路，3～7大的中斷交通是難以接受的。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(fù)。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。通過(guò)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(qiáng)混凝土得到廣泛的研究與應(yīng)用。，提高砼的早期強(qiáng)度與終期強(qiáng)度，減小砼收縮。最新的填縫料一般要求接縫兩側(cè)干燥。 嵌縫料的研制是為了滿足我國(guó)水泥混凝土路面接縫養(yǎng)護(hù)的需求，已研制和生產(chǎn)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。其3d強(qiáng)度： MPa，～ MPa，抗折彈性模量為26730～36700 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(jī)和無(wú)機(jī)的混合料，具有安全、易用等特點(diǎn)，由于聚合物的摻入，其抗壓、抗折強(qiáng)度顯著提高，但它的粘結(jié)強(qiáng)度較低，因此用它處理斷板裂縫時(shí)，效果是不夠理想的，對(duì)體積大而粘結(jié)強(qiáng)度要求不太高的修補(bǔ)是適用的。我國(guó)對(duì)防裂層的應(yīng)用處于探索階段。針對(duì)其機(jī)理，在板塊與AC層設(shè)置夾層可預(yù)防或延緩反射裂縫產(chǎn)生。Botton， Caltabiano， Ishai等人對(duì)土工網(wǎng)格、土工織物等夾層類措施進(jìn)行了試驗(yàn)室評(píng)價(jià)，結(jié)果顯示，這類措施對(duì)防治反射裂縫有一定的效果。為了研究APP的防裂效果，采用不同材料的防裂層進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明：在瀝青砼加蓋層材料與厚度相同的情況，實(shí)驗(yàn)方法與條件等都一樣時(shí)，其APP改性油氈的防裂效果最好，它比不設(shè)防裂層的直接加鋪方式疲勞載荷重復(fù)作用次數(shù)提高約7倍，比編織土工布防裂層提高約3倍，比無(wú)紡?fù)凉げ继岣呒s2倍