公路養(yǎng)護(hù)新材料、新技術(shù)、新工藝綜述(專業(yè)版)

　　

【正文】 為了研究APP的防裂效果，采用不同材料的防裂層進(jìn)行對比試驗(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，比無紡?fù)凉げ继岣呒s2倍。針對其機(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。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，對體積大而粘結(jié)強(qiáng)度要求不太高的修補(bǔ)是適用的。 嵌縫料的研制是為了滿足我國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。，提高砼的早期強(qiáng)度與終期強(qiáng)度，減小砼收縮。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。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。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。專賣材料應(yīng)按制造商的規(guī)定養(yǎng)生。(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)。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)生說明進(jìn)行施工。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。合理鋸縫和填縫對混凝土的長期性能有十分重要的影響。I級鋼筋允許自由移動，一般用于接縫間距長的路面。如修補(bǔ)長度過長。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)可提供良好的長期性能(10年以上)。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)。瀝青路面現(xiàn)場熱再生修補(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。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。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。對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，均可用來生產(chǎn)冷補(bǔ)料。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。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。瀝青混凝土拌和設(shè)備對成品料的質(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)。銑刨工序由銑刨機(jī)完成。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，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。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。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。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，我們在設(shè)備選型時(shí)，對于比較簡單的配套設(shè)備，如勘測儀器，運(yùn)輸設(shè)備，乳化瀝青撒布車等，暫不做選型，而對重點(diǎn)工序的重點(diǎn)設(shè)備進(jìn)行選型。壓實(shí)工序使用光輪壓路機(jī)和膠輪壓路機(jī)。 瀝青回收與再生對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。再生試驗(yàn)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。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。使瀝青路面長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。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。瀝青混凝土路面現(xiàn)場熱再生補(bǔ)修技術(shù)目前歐、美一些發(fā)達(dá)國家采用該技術(shù)較多。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: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)。 當(dāng)代技術(shù)現(xiàn)場路面全厚修補(bǔ)的性能結(jié)果并不一致。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。(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。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。盡管許多局部修補(bǔ)項(xiàng)目十分成功，達(dá)到了良好的長期性能，但仍有許多項(xiàng)目慘遭失敗。℃，建議不要使用傳統(tǒng)混凝土。攤鋪前，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。這樣做的主要目的是將修補(bǔ)材料向邊界推擠，以進(jìn)一步提高粘結(jié)性。 板下灌漿板下灌漿的原理就是利用灌漿設(shè)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(jié)合成一個(gè)堅(jiān)硬塊體，起到穩(wěn)固水泥板、增強(qiáng)水泥板承荷能力、封堵路面滲透水對路面基礎(chǔ)的破壞和延長路面板的使用壽命的作用。交通堵塞漸漸成為高速公路重建與修復(fù)的主要障礙之一，尤其是在市區(qū)。在塑性混凝土中，粉煤灰具有提高和易性的作用。 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。并且在加熱和灌入過程中．放出有害氣體，污染環(huán)境，損害人體健康，致使PVC膠泥的應(yīng)用受到限制。 MPa。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(jié)；用量過多，則形成較厚的自由瀝青將導(dǎo)致瀝青面層泛油。同濟(jì)大學(xué)通過室內(nèi)試驗(yàn)對此進(jìn)行了較為深入的研究，并對防止反射裂縫的五種措施進(jìn)行了評價(jià)，即特種金屬網(wǎng)格SSG1（高2cm）APP土工隔柵(PG)土工布(GT)土工網(wǎng)(GG)。應(yīng)力吸收層的抗剪強(qiáng)度均隨溫度變化較大，試驗(yàn)溫度升高，抗剪強(qiáng)度減小， 在抗剪、粘結(jié)力和滲水性方面都能較好地滿足使用要求 。國內(nèi)外的許多專家學(xué)者對此進(jìn)行了研究。以上三大類材料雖各有優(yōu)缺點(diǎn)，但都難以同時(shí)滿足混凝土路面對修補(bǔ)材料的要求。6 RCC板塊修補(bǔ)材料 板塊修補(bǔ)材料的技術(shù)要求：快硬高早強(qiáng)，收縮小，具有一定的粘性，后期性能穩(wěn)定，強(qiáng)度發(fā)展與老混凝土基本同步，耐磨性高、耐久性好，施工和易性好。天北高速公路的水泥砼路面在經(jīng)過真空脫水后，(攤鋪砼后半小時(shí)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(jīng)具有了一定的強(qiáng)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(zhì)而引起的早期裂縫，后期也沒有發(fā)生過斷板的現(xiàn)象，因此這項(xiàng)技術(shù)措施是完全成功的。混凝土外加劑有數(shù)百種之多，但是漸型的外加劑仍然在研究開發(fā)。對于快速修復(fù)工程，國外常用快凝或快硬水泥，除了常規(guī)的早強(qiáng)水泥和摻外加劑的水泥以外，新型水泥也得到開發(fā)。(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(jìn)板底空隙；二是弱收縮性，能充分填充板底空隙；三是應(yīng)具備比較高的強(qiáng)度以承受板重及車輛荷載的作用。在寒冷的氣候條件下，如果欲縮短養(yǎng)生時(shí)間及早通車，可使用隔熱毯進(jìn)行快速養(yǎng)生。(6)攤鋪專賣補(bǔ)坑材料需根據(jù)制造商規(guī)定的操作程序進(jìn)行攪拌和攤鋪。界定剝落和接縫周圍不穩(wěn)定區(qū)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。在路面上常會發(fā)現(xiàn)，看似表面的病害，實(shí)則上已延伸至面板全厚。在紐約市長島高速公路全厚修補(bǔ)時(shí)，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(shù)，以保證夜間施工白天通車。(5)混凝土澆筑修補(bǔ)區(qū)混凝土澆筑和修整有兩個(gè)關(guān)鍵。一旦鋸開邊界，在修補(bǔ)完成前，修補(bǔ)區(qū)內(nèi)禁止通車，以防止路面板下出現(xiàn)唧泥和沖刷病害。病害程度是決定是否修補(bǔ)和修補(bǔ)規(guī)模的主要依據(jù)。(2)非織造布:非織造布宜選用70ｇ/ ，軟化點(diǎn)為130℃，經(jīng)向抗拉強(qiáng)度≥87Ｎ，緯向抗拉強(qiáng)度≥110Ｎ的丙綸非織造布，此種非織造布比滌淪非織造布造價(jià)低。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(bǔ)效果較好。(2)施用瀝再生RejuvaSealTM的待干涸時(shí)間與瀝青的配合比設(shè)計(jì)、天氣和施用量有關(guān)，通常在24h內(nèi)達(dá)到穩(wěn)固。瀝再生RejuvaSealTM是一種預(yù)防性的瀝青路面維護(hù)產(chǎn)品。在路面建設(shè)初期發(fā)生的裂縫，會隨著氣溫的升高而愈合。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(yùn)動黏度(ＭＭ/Ｓ)～，軟化點(diǎn)為35℃。而瀝青老化規(guī)律，從室內(nèi)薄膜烘箱加熱損失試驗(yàn)結(jié)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(zhì)油分揮發(fā)所占比例不大，而其力學(xué)性質(zhì)變化的主要原因應(yīng)該是由于瀝青氧化、縮合作用的結(jié)果。拌和設(shè)備按生產(chǎn)能力可分為小型(40t以下)、中型(30～350t/h)和大型(400t以上)，對于養(yǎng)護(hù)設(shè)備來說，由于用料少，一般選用中型拌和設(shè)備，它的生產(chǎn)能力在40～120t/h之間，如果單是養(yǎng)護(hù)修補(bǔ)工程，選用40～80t/h的拌和能力為好，如果養(yǎng)護(hù)量較大，考慮到罩面和大修，或者兼顧用兩套路面養(yǎng)護(hù)設(shè)備，可選用80～120t/h的拌和設(shè)備。銑刨機(jī)的生產(chǎn)能力要與中型攤鋪機(jī)的生產(chǎn)能力大致諧調(diào)，根據(jù)我們的使用情況，對于養(yǎng)護(hù)面積較小，病害相對集中時(shí)，銑刨機(jī)能滿足攤鋪?zhàn)鳂I(yè)，但對于大面積點(diǎn)位，銑刨機(jī)就成了養(yǎng)護(hù)速度的關(guān)鍵，所以，根據(jù)選型宜大不宜小的原則，對大、中修工程，宜選用大一點(diǎn)的設(shè)備，～，銑刨深度在250～300mm之間。對于加熱修補(bǔ)車來說，它的優(yōu)點(diǎn)有以下幾點(diǎn):1不受季節(jié)限制，即使在冬天也能修補(bǔ)；2修補(bǔ)過的路面沒有明顯的接縫，對原有完好路面破壞小；3對環(huán)境污染小，不用打邊和清理廢料；4只要修補(bǔ)前12h預(yù)加熱保溫成品冷料，冷料可以提前準(zhǔn)備或大面積修補(bǔ)時(shí)的余料都可以；5修補(bǔ)速度快，機(jī)動靈活；6它對所有的小面積病害都能修補(bǔ)。結(jié)構(gòu)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(wù)能力下降引起的。對由于排水系統(tǒng)損壞導(dǎo)致的路面沉陷，還應(yīng)修繕排水設(shè)施后，進(jìn)行路面修復(fù)。大中修工程大面積修補(bǔ)工程的特點(diǎn)是面積大，技術(shù)要求高，相應(yīng)的機(jī)械設(shè)備的數(shù)量和裝備水平高。目前自行式攤鋪機(jī)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