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排水沥青路面保养技术探讨

来源:石油沥青厂家   发布时间:2018-12-10   点击量:714

排水沥青路面

排水沥青路面是一种典型的骨架孔隙结构,在路面内部存在大量的连通空隙,形成充裕的排水网路,雨水可通过此排水网路由路表渗至防水层,再沿道路横坡流向路缘排水沟。虽然此路面结构类型具有排水、抗滑、抗车辙、降噪等诸多性能优势。但由于其大孔隙特征,雨水或杂物长期侵蚀,路面会出现不同程度的损坏。飞散及飞散引发的坑槽是排水沥青路面最容易出现的结构性破坏形式。这种病害的出现会严重影响路面的使用寿命、行车舒适度和安全性。根据经验,一旦局部发生病害,后续的石料飞散会加快,呈现多米诺效应。在排水路面的应用推广过程中,行业专家最为关心的就是这种病害的出现和防治问题。目前,排水沥青路面作为一种新型的路面结构已在国内逐渐推广,但其飞散掉粒等病害问题尚未得到有效解决。为了防止飞散的严重后果因而对排水沥青路面进行预防性养护。

排水沥青路面

排水沥青路面的早期病害

(1)孔隙堵塞。在周围环境和车辆轮胎作用影响下,排水路面的空隙易被粉尘、砂砾、土等异物堵塞导致路面的排水和降噪功能降低。该问题在尘土较大的路面、低速道路和城市道路中尤为严重。有研究表明,孔隙堵塞问题在高速公路行车道和路面厚度大于4cm且空隙率大于22%时表现不明显,但高速公路应急车道由于很少有车辆行驶易发生堵塞,不但自身渗水性降低而且阻碍路面结构横向排水,从而影响路面的整体侧向排水性能。空隙堵塞同时造成路面降噪功能效果的减弱。

(2)路面结冰。尽管路面结冰问题仅在每年的冬季出现,路面安全和养护问题依然备受关注。法国和荷兰证明了排水沥青路面的温度比密级配沥青路面低1~2℃,澳大利亚在研究中表明排水沥青路面和密级配沥青路面在温度为0~-5℃时表现不同,在低于-5℃时表现相同。不同国家学者对于排水沥青路面和密级配沥青路面在路面结冰时的安全性比较研究中得到结论不同,这与路面本身结构有很大关系。排水沥青路面的骨料飞散问题通常在冬季路面发生结冰以后开始出现。

(3)骨料飞散。排水沥青路面骨料间的接触为点接触,因而在环境因素和车辆荷载的耦合作用下易发生沥青剥落,集料松散,骨料飞散等病害,且该病害一旦发生往往在短期内路面会被全面破坏,是路面使用寿命的主要影响因素。骨料飞散病害发生的主要原因是沥青的老化。排水沥青路面中沥青的老化比普通路面发生的早,且因为其空隙大,其表面和底面的老化程度相同。沥青的老化使粘结料变脆,粘度增大,应力松弛能力降低,从而致使路面结构内部微损伤累积,最终导致骨料飞散。

排水沥青路面预防性养护时机

定期进行预防性养护的花费远远低于在路面完全破坏后进行铣刨重铺,这使很多专家学者致力于对预防性养护材料和技术的研究。无论从长远利益还是路面整体使用性能来看,定期进行路面预防性养护效果良好。

新铺路面其使用性能最好,即服务水平为100%,但是随着车辆荷载作用和沥青老化,路面使用性能逐渐降低,为了让路面保持良好的状态,在适当的时机进行预防性养护显得尤为重要。如果路面的服务水平要保持90%,那么在相应的时间需要进行路面养护。如果错过最佳的养护时间,3~4年后路面的使用性能会迅速下降,且养护维修费用也会很高,而且路面的整体服务水平也较低,甚至出现路面的破坏。如果不采取任何养护措施,路面的使用性能会随时间逐渐降低,路面便需要铣刨重铺,费用昂贵。

排水沥青路面预防性养护方法

(1)机能恢复(空隙清洁)。排水沥青路面大空隙的特点导致其空隙容易堵塞,针对空隙堵塞问题浦东建设联合河南高远公司在吸收国内外技术的基础上自主研发了排水沥青路面机能恢复车,主要用于对排水沥青铺装路面的清洗和维护,从而保证排水沥青路面正常机能。该预防性养护方法主要针对铺装不久,且其路面结构保持完整,没有严重的掉粒的排水沥青路面的简单养护。主要利用机能恢复车将排水沥青路面内的灰尘、泥沙等堵塞杂物冲洗清理并对清洗出的杂物进行集中回收,从而使排水沥青路面的空隙堵塞问题得以解决,并且排水性能得以恢复,从而起到预防性养护的目的与作用。

(2)再生技术。面对排水路面沥青老化的问题,学者和专家纷纷致力于对沥青就地再生材料技术的研究。再生材料经喷洒机械喷洒在排水沥青路面上后沿着沥青路面结构空隙流至粘结料中,并与其发生化学反应使老化沥青弹性和粘结性部分恢复并产生新的粘结。与一般雾封层技术相同,再生材料喷洒后,排水沥青路面也存在短时间的抗滑性减弱的问题,但是仍满足路面的抗滑性要求,并在通车一段时间后,路面抗滑性能会很快恢复。此外,再生材料的喷洒对排水路面的排水性能几乎没有影响。

(3)局部铣刨重铺。对于路面局部损害多采用铣刨重铺的方法,排水沥青路面的铣刨较易于密级配沥青路面。相对一般的沥青混凝土路面,排水性沥青路面有其特殊性,所占比重还很小,所以市场上无法采购到少量的大孔隙沥青混合料,而路面病害维修需在一定时间内完成,故小面积维修用一般沥青混合料代替,对路面整体排水效果影响不大。

工程实例

沿海高速公路(盐通段)排水沥青路面已运营十年,目前路况仍然总体良好,路面结构未发生明显病害。但局部有掉粒和缺壳现象(细部掉粒,3cm以内尺寸,未形成连片坑槽)的现象,路面行车道和超车道构造深度也有呈增大的趋势。且如表1所示,通过盐通高速公路2005和2015年渗水测试数据对比中可以看出该路段渗水系数较小,排水路面堵塞比较严重,从理论角度分析功能性有所下降。

为延长沿海高速公路(盐通段)排水沥青路面的使用寿命,于2015年7月份对其进行预防性养护。预防性养护措施主要包括两部分:一是对路面以及其空隙进行清洁,保证路面一定的排水能力;二是针对路面飞散病害进行针对性预防性处置,延缓其飞散的大面积发生,延长其使用寿命。为分析研究排水沥青路面预防性养护的效果,对沿海高速公路(盐通段)排水沥青路面预防性养护前后的路面进行试验测试。

研究发现清孔后路面的渗水系数以得到一定的恢复,使用预防性养护材料后对路面的抗滑能力影响较小。因而预防性养护措施对排水沥青路面功能性能的恢复以及其使用寿命的延长有极其重要的作用。

结语

近年来排水沥青路面在国内的建设不断增加,预防性养护已经成为高级公路管理的重要任务,然而目前对排水路面预防性养护技术的研究仍远不能满足路面养护的要求,各国均未发表排水路面养护技术的正式文件,同时对于排水沥青路面养护的时间以及针对不同病害所采用的养护工艺也没有明确的界定。本文分析并国内外有关学者对排水沥青路面预防性养护的研究,总结并提出排水沥青路面早期病害类型、排水沥青路面预防性养护时机的判断以及排水沥青路面预防性养护的方法,并通过工程实例的验证,提出适合我国南方地区高速公路排水沥青路面的预防性养护方法,然而本文未系统全面的对排水沥青路面预防性养护技术进行研究,因此排水沥青路面预防性养护研究还需不断进行,对于其预防性养护技术也需要不断完善与发展。

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