公路養(yǎng)護(hù)新材料、新技術(shù)、新工藝綜述(留存版)

　　

【正文】 機(jī)動(dòng)性與輪胎式相比要差，所以從養(yǎng)護(hù)的特殊性來看，由于養(yǎng)護(hù)作業(yè)有時(shí)需要長距離行駛，輪胎式就比較方便，可選用輪胎式攤鋪機(jī)。它和瀝青混凝土拌和設(shè)備一樣，為便于移動(dòng)，選用移動(dòng)式的比較好。調(diào)配采用重量比，加熱后經(jīng)人工攪拌均勻后進(jìn)行針入度、延度和軟化點(diǎn)試驗(yàn)。它與熱施工的瀝青混合料相比具有如下優(yōu)點(diǎn):①拌制混合料時(shí)瀝青與礦料的加熱溫度低，瀝青不容易老化，延長了瀝青的壽命，同時(shí)也節(jié)約了燃料，降低了生產(chǎn)成本；②冷施工的瀝青混合料可在常溫下施工，施工的溫度范圍廣，解決了瀝青路面冬季修補(bǔ)養(yǎng)護(hù)的問題，這是瀝青拌和料無法做到的；③冷施工的瀝青混合料的生產(chǎn)不需要增加新設(shè)備，可利用原有的拌和設(shè)備進(jìn)行生產(chǎn)；④由于冷施工的瀝青混合料是成品，使用十分方便，而且施工方法簡單，壓實(shí)后可以立即開放交通；⑤提高了瀝青路面的養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，使用年限可以達(dá)到5～7年，這是熱拌瀝青所不能達(dá)到的；⑥由于在常溫下施工，對(duì)環(huán)境無污染，對(duì)現(xiàn)場施工人員影響較小；⑦由于提高了瀝青路面的養(yǎng)護(hù)質(zhì)量，延長了路面的使用年限，減少了養(yǎng)護(hù)費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)效益明顯；⑧破壞的路面可及時(shí)修補(bǔ)并開放交通，提高了高速公路服務(wù)質(zhì)量，社會(huì)效益顯著。經(jīng)過這樣處理的裂縫，不但密封性能好，而且耐久。瀝再生RejuvaSealTM必須在路面保持干燥和表面溫度為10℃以上時(shí)操作，換言之，在雨天或雨后不宜對(duì)瀝青路面涂涮瀝再生RejuvaSealTM。當(dāng)瀝青路面出現(xiàn)嚴(yán)重病害或在水泥混凝土路面上鋪設(shè)的瀝青路面出現(xiàn)反射裂縫時(shí)，涂涮瀝再生RejuvaSealTM并不能將這些病害消除，只能改善路面瀝青的性能。3)挖補(bǔ)法挖補(bǔ)法是修補(bǔ)局部路面病害冷補(bǔ)最常用、最傳統(tǒng)的方法。混凝土路板塊全厚修補(bǔ)是混凝土路面修復(fù)(CPR)技術(shù)的方式之一。為了保證將所有不堅(jiān)固混凝土包括在選定的修補(bǔ)范圍之內(nèi)。起吊法可在相同成本或較低成本條件下達(dá)到最佳效果，獲得最大生產(chǎn)率，且對(duì)基層擾動(dòng)最小。(6)養(yǎng)生與通車修補(bǔ)區(qū)混凝土一般使用著色的養(yǎng)生化合物。許多局部修補(bǔ)區(qū)使用已有10年之久，仍未重新出現(xiàn)病害。但是，傳統(tǒng)水泥混凝土具有成本低、與周圍混凝土兼容性好的優(yōu)點(diǎn)，而傳賣補(bǔ)坑材料昂貴。(4)接縫處理在接近接縫或裂縫處進(jìn)行局部修補(bǔ)時(shí)，應(yīng)進(jìn)行特殊的施工處理，避免某面板上的修補(bǔ)區(qū)直接與相鄰面板接觸。在局部修補(bǔ)施工中，一般用堅(jiān)硬刮板沿周邊路面刮平修補(bǔ)表面。這種病害表面看并不嚴(yán)重，而且不易察覺(有時(shí)伴有唧泥現(xiàn)象)，只有車輛通過時(shí)，才感覺板輕輕晃動(dòng)，似乎對(duì)行車使用影響不大，然而這時(shí)正是路面病害處理的關(guān)鍵時(shí)期，如不立即處理，就會(huì)導(dǎo)致板的的斷裂、破碎等嚴(yán)重病害。在保證施工和易性的前提下，降低灰漿水灰比，并添加適當(dāng)?shù)脑鐝?qiáng)劑、微膨脹劑，能夠減少硬化收縮，更有效的充填空隙，促其早期強(qiáng)度提高，盡早開放交通。對(duì)于快速修復(fù)工程，要在盡可能短的時(shí)間內(nèi)修復(fù)路面并恢復(fù)交通，以及降低工程造價(jià)，開發(fā)和使用新型的快硬或快凝水泥是未來工程材料發(fā)展的一個(gè)研究方向。在快凝水泥中加入聚丙烯纖維，可提高水泥的性能。預(yù)制氯丁橡膠可壓縮填縫料還未在快速施工項(xiàng)目中使用，但它可能是快速施工中理想的填縫料。南京水利科學(xué)研究院開發(fā)了AS型超快硬膠凝材料：一種以冶金工業(yè)廢渣和化學(xué)激發(fā)劑為主要成分的水硬性膠凝此類，可代替水泥直接與砂、碎石和水配成混凝土， MPa， MPa，這種材料對(duì)溫度較敏感，低溫時(shí)強(qiáng)度低，而且干縮性較大。處置工作量宜與鋪層的厚度綜合考慮，因?yàn)閷?duì)路面病害的處治，可提高現(xiàn)有路面的結(jié)構(gòu)值，相應(yīng)可減薄加鋪層的厚度。長安大學(xué)通過足尺疲勞試驗(yàn)研究了土工織物對(duì)防止路面反射裂縫的效果，試驗(yàn)得出土工織物設(shè)置的合理層位為混凝土板與瀝青加鋪層間。建設(shè)者可據(jù)此考慮用何種材料。可見單純將厚度增加到16cm時(shí)，在3－4年內(nèi)其防裂效果還是不錯(cuò)的，但僅靠增加厚度耗資巨大，超過6年反射率還是較高的，如果能與其它有效措施結(jié)合使用將會(huì)大大減少反射裂縫。到目前為止，長期的理論分析研究沒有給解決反射裂縫提供很好的設(shè)計(jì)方案。西安公路學(xué)院（陳忠達(dá)、張登良），配制出ZC型早強(qiáng)劑（早強(qiáng)高效減水劑）用于水泥混凝土，％， MPa，28d抗折彈性模量為32400 MPa。盡管鋸縫與填縫設(shè)備尚且適用，但鋸縫和填縫時(shí)間必須加以調(diào)整，以保證同加快的施工速率和快速施工項(xiàng)目的開工取得一致。但是，氯化鈣容易造成混凝土中的鋼筋腐蝕，因此，不含氯化物的促凝劑引起人們?cè)轿丛蕉嗟年P(guān)注，硫酸鹽、甲酸鹽、硝酸鹽和三乙醇胺等己成功地應(yīng)用于混凝土。采用噴射水泥進(jìn)行路面維修可在12h以內(nèi)完成，并恢復(fù)交通。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)選用水泥粉煤灰漿，采用較低的水灰比就可達(dá)到較好的流動(dòng)性，且強(qiáng)度較高，收縮量小。經(jīng)驗(yàn)表明，此方法可有效地防止修補(bǔ)材料脫落。用于局部修補(bǔ)的普通水泥混合料通常在修補(bǔ)現(xiàn)場，手工攤鋪，攪拌設(shè)備為小型滾筒式或葉片式拌和機(jī)。在一些已完成的修補(bǔ)項(xiàng)目中，在局部修補(bǔ)施工中進(jìn)行了局部小面積全厚修補(bǔ)，但其性能與正規(guī)的全厚修補(bǔ)相比較差。伊利諾依州允許最大清除深度為89mm，而賓夕法尼亞州規(guī)定最大的清除深度為17mm。接縫附近輕度的耐久性開裂和堿反應(yīng)病害可使用局部修補(bǔ)技術(shù)進(jìn)行根除。全厚修補(bǔ)區(qū)的縱橫向接縫應(yīng)進(jìn)行鋸縫和填縫處理。輪鋸橫向應(yīng)力釋放縫應(yīng)離開金剛鋸橫向隔離縫457mm，以避免破壞相鄰路面板。拌和料的水泥用量為390kg／m3558kg／m3。經(jīng)實(shí)測檢驗(yàn)路面的強(qiáng)度系數(shù)ＳＳＩ=；路面狀況指數(shù)ＰＣＩ=100；路面抗滑系數(shù)ＳＦＣ=。對(duì)于修補(bǔ)里程較長的工程選用連續(xù)式作業(yè)方式的設(shè)備較宜，如加拿大生產(chǎn)的熱再生設(shè)備機(jī)組(稱熱力坦克)，它集路面加熱、銑刨、攤鋪、碾壓等一系列功能于一體，在現(xiàn)場對(duì)原路面進(jìn)行銑刨，廢瀝青料熱再生，重新攤鋪碾壓，從而實(shí)現(xiàn)了整個(gè)車道的熱再生翻新，代表了國際熱再生技術(shù)的最高水平；對(duì)于坑槽、沉陷等局部病害采用間斷式作業(yè)的設(shè)備較宜，如前述香港英達(dá)公司的修路王。(4)涂涮瀝再生RejuvaSealTM后的路面抗滑性能不變。這正是我們所要追求的養(yǎng)護(hù)效果。目前，對(duì)裂縫的處理尚沒有成熟、有效的施工材料和方法。固化的時(shí)間與氣溫有直接的關(guān)系，一般常溫下固化的時(shí)間為10～28ｈ，養(yǎng)護(hù)間隔時(shí)間為3～5年。舊瀝青再生完全可以根據(jù)生產(chǎn)調(diào)合瀝青的原理，在舊瀝青中加入某種組分的低粘度油料(再生劑)，或者加入適當(dāng)稠度的瀝青材料，進(jìn)行調(diào)配，使調(diào)配后的再生瀝青具有適當(dāng)?shù)恼扯纫詽M足路用需要。圖4 路基處理的施工工藝從路基處理的工藝流程圖可以看出，它的工藝比較復(fù)雜，但仔細(xì)分析，它與大面積修補(bǔ)沒有什么大的區(qū)別，只是分了幾層來處理，而且處理工藝基本一樣，只是拌和料不一樣，拌和設(shè)備也不一樣。比較簡單經(jīng)濟(jì)的辦法是用一臺(tái)液壓動(dòng)力站帶一臺(tái)液壓切割機(jī)和一臺(tái)液壓鎬兩個(gè)工具來實(shí)現(xiàn)切邊和打邊工序。其缺點(diǎn)是:1不適應(yīng)冬季修補(bǔ)；2打邊時(shí)對(duì)原路面有一定的破壞；3清理的廢料對(duì)環(huán)境有污染；4對(duì)局部網(wǎng)裂等病害很難處理。2 修補(bǔ)方法瀝青路面的修補(bǔ)方法有熱料修補(bǔ)法和冷料修補(bǔ)法。熱料修補(bǔ)雖然是一種傳統(tǒng)的修補(bǔ)方法，受設(shè)備的技術(shù)裝備、氣候、運(yùn)距等影響，但從材料到設(shè)備已相對(duì)成熟，下面按熱料修補(bǔ)法進(jìn)行設(shè)備選型。補(bǔ)縫處理補(bǔ)縫處理主要是對(duì)路面縱橫裂縫的處理，它主要是由路基變形或局部沉陷引起的，反射到路面形成的裂縫，如果不及時(shí)處理，經(jīng)過雨天，水會(huì)從裂縫中流入，引起路基大量下沉，造成更嚴(yán)重的病害，所以路面裂縫要及時(shí)作補(bǔ)縫處理，它的修補(bǔ)工藝見圖2。在小液動(dòng)工具方面，美國的史丹利公司的液壓動(dòng)力站結(jié)構(gòu)小，性能穩(wěn)定，工具輕巧實(shí)用。面層瀝青混合料和聯(lián)結(jié)層混合料用一種拌和設(shè)備，只需變動(dòng)一下白料種類和級(jí)配。我們把這一過程稱之為瀝青再生。用這種方法養(yǎng)護(hù)路面，能顯著提高路面的使用質(zhì)量，延長路面的使用壽命，可以最大限度地發(fā)揮路面的效應(yīng)，延長路面的維修周期。在我國北方地區(qū)比較普遍使用的方法是熱瀝青灌縫，但效果并不理想。瀝再生RejuvaSealTM的使用(1)施工前的準(zhǔn)備。(5)瀝再生RejuvaSealTM對(duì)瀝青沒有特殊要求。瀝青路面現(xiàn)場熱再生修補(bǔ)技術(shù)由于其施工周期短、工藝簡單、施工成本低，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的污染小等優(yōu)點(diǎn)，目前是世界上瀝青路面養(yǎng)護(hù)維修最先進(jìn)、最佳的施工方法。由于非織造布較好的抗斷裂性與乳化瀝青結(jié)合后，將會(huì)延長瀝青路面使用年限5年以上。從鋪筑到通車一般需要6h48h，除非添加促凝劑。輪鋸鋸入基層深度不能超過13mm，以避免破壞基層。經(jīng)驗(yàn)表明，填縫會(huì)明顯減少接縫剝落和修補(bǔ)區(qū)縱向開裂。局部修補(bǔ)還可改進(jìn)舒適度，延長有表面病害路面的使用壽命。1)材料在美國，用于局部修補(bǔ)的施工材料種類繁多，從傳統(tǒng)的普通水泥混凝土到外來專賣材料，應(yīng)有盡有。(3)表面整理混凝土清除后，采用噴砂法和噴氣法清理修補(bǔ)區(qū)，以清除所有松散物和污物。在修補(bǔ)區(qū)內(nèi)攤鋪的材料應(yīng)稍微高出路面，然后進(jìn)行壓實(shí)與刮平。(9)接縫重新密封局部修補(bǔ)在接縫處形成直角邊緣，可利用直角邊緣鋸竅鍵來延長路面使用壽命。采用水泥：粉煤灰：水=1：：，其室內(nèi)3天的抗壓強(qiáng)度高于5MPa，可作為壓漿材料。美國開發(fā)了一種稱為“派拉蒙特”（ Pyrament）的混合水泥，這種混合水泥拌制的混凝土，24h抗壓強(qiáng)度達(dá)到 ，而 。甲酸鈣、亞硝酸鈣和硫代硫酸鈣等也可加快混凝土的凝結(jié)。接縫應(yīng)盡早鋸開以避免開裂；一般在攤鋪后3h4h內(nèi)鋸縫，但填縫可以等一段時(shí)間。江蘇省公路局與東南大學(xué)開發(fā)的KS(快凝)型修補(bǔ)材料；，前者按后者重量16～31％摻入。鑒于這種情況，各國提出了防治和延緩反射裂縫的技術(shù)途徑主要有三個(gè)，其一是減少原水泥砼板縫處的豎向和水平相對(duì)位移；其二是提高加蓋層瀝青砼的強(qiáng)度和拉伸能力，其三是設(shè)置防裂層，這也是提高其承載力減少豎向和水平相對(duì)位移的必須措施。此后，Courard等人應(yīng)用細(xì)纖維和鋼絲網(wǎng)對(duì)罩面層進(jìn)行了加強(qiáng)。29 / 29。國內(nèi)對(duì)瀝青路面的反射裂縫問題進(jìn)行了較多的探討，而對(duì)舊水泥路面上瀝青混凝土罩面層這類復(fù)合結(jié)構(gòu)的試驗(yàn)研究則很少。 加鋪前的處治 加鋪前僅需對(duì)幾種嚴(yán)重的病害進(jìn)行處治，如對(duì)嚴(yán)重破碎板，沉陷、活動(dòng)的板進(jìn)行修復(fù)。江蘇省建筑研究院開發(fā)的JK24型修補(bǔ)材料，％，配制的快硬混凝土， MPa， MPa， MPa。以往快速施工項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)表明：低模量聚合物填縫料和有機(jī)硅膠填縫料是性能較好的填縫料。同時(shí)，纖維也可作為維修材料使用，提高材料的力學(xué)和物理性能。肯培基州的巴克利地方機(jī)場，在寒冷氣候條件下， 。工程實(shí)踐表明，采用壓漿工藝處理板底脫空，經(jīng)濟(jì)可行，簡便實(shí)用，效果明顯，既可用于水泥混凝土路面日常養(yǎng)護(hù)，也可用于路面的改建工程。 3 脫空板處治技術(shù)許多早期修建的水泥混凝土路面基層多采用石灰土，實(shí)踐表明這種材料的水穩(wěn)性與抗沖刷能力較差，受水侵蝕后強(qiáng)度便會(huì)下降，并因沖刷引起流失，加之我國目前公路管養(yǎng)部門對(duì)混凝土路面養(yǎng)護(hù)——尤其是接縫養(yǎng)護(hù)重視不夠，故板底脫空成為水泥混凝土路面的常見病害。當(dāng)修補(bǔ)區(qū)較小時(shí)，可用棒搗實(shí)或夯實(shí)，然后用工具刮平。任何表面污染都會(huì)降低修補(bǔ)材料與路面板之間的粘結(jié)性，因此，保證粘結(jié)是局部修補(bǔ)施工成敗的關(guān)鍵。在性能方面，外來專賣材料稍優(yōu)于傳統(tǒng)普通水泥混凝土。如果使用得當(dāng)，施工材料合適，施工工藝合理，局部修補(bǔ)可保證良好的長期性能。傳統(tǒng)接縫填縫料和填縫