陳雨航
(浙江交工集團(tuán)股份有限公司設(shè)計院分公司,浙江 杭州 310051)
公路將各個地區(qū)無縫銜接,使人們的交通變得更方便、更有效。然而,車輛長期行駛在公路上,由于負(fù)載、天氣等因素,會導(dǎo)致路面受損。若不加以修理,則會危及行車安全,還會造成車禍。為了避免這種情況,必須在道路施工中積極運用預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù),在路面病害出現(xiàn)之前或出現(xiàn)時,及時采取相應(yīng)的養(yǎng)護(hù)措施,以達(dá)到對路面膨脹的有效控制,減少病害,提高道路性能,提高其使用壽命,減少道路交通事故,提高交通運輸效率,提高行車安全。
從總體上講,公路的結(jié)構(gòu)構(gòu)成包括面層、基層、墊層等,墊層的作用是增加路基的溫度、濕度,將承載能力分散到基層,從而減少基礎(chǔ)上的應(yīng)力,預(yù)防變形,確保試驗過程中的路面結(jié)構(gòu)的安全和穩(wěn)定性。對于基層,它的功能是直接將荷載轉(zhuǎn)移到道路上。某些惡劣天氣狀況也會對某些特定的天氣狀況產(chǎn)生影響,所以,比其他結(jié)構(gòu)更需要硬度和柔軟性。任何一種結(jié)構(gòu)的破壞都會對道路的性能造成不同程度的負(fù)面影響。所以,在公路的實際運用中,有關(guān)部門、專業(yè)人員要經(jīng)常對其進(jìn)行養(yǎng)護(hù),以保證其安全穩(wěn)定性。
裂縫是目前公路路面中最重要的病害。由于道路壽命的延長,車輛的反復(fù)裝載,還有自然環(huán)境的影響,道路鋪設(shè)完成后,車輛的行駛會使路面產(chǎn)生裂縫。裂縫是目前公路病害中最重要的一種。因此,裂縫主要分為橫向裂縫、縱向裂縫和龜裂。第一,橫向裂縫。裂縫往往會出現(xiàn)在與汽車的行進(jìn)方向相垂直的地方,其原因可能是氣溫或者地基的不同。在國內(nèi),大多數(shù)的路基還是半剛性的。由于半剛體材料的性質(zhì),在室溫、濕度等不合適的條件下,會產(chǎn)生收縮,產(chǎn)生裂縫,并逐步在表面產(chǎn)生裂縫。當(dāng)橫向裂縫寬度小于3 mm時,其影響還不能導(dǎo)致墻體脫落,對路面的影響不大,而當(dāng)裂縫寬度超過3 mm時,連接裂縫就會出現(xiàn),而主裂縫則會出現(xiàn)脫落。當(dāng)裂縫病變發(fā)展到很嚴(yán)重的時候,會慢慢地滲入到涂料中。瀝青是一種很敏感的物質(zhì).在溫度波動較大的情況下,產(chǎn)生的熱應(yīng)力超出了瀝青混凝土的承載能力,從而導(dǎo)致了瀝青路面的開裂。第二,縱向裂縫。是指與汽車行進(jìn)方向平行的路面裂縫。造成縱裂的原因有:車輛重復(fù)荷載、超載、路面距離較近、基層開裂等。要么是表面開裂,要么是基礎(chǔ)失穩(wěn),要么是地基不穩(wěn)定,要么是因為不均勻沉降造成的,要么是因為施工中沒有達(dá)到要求,如果沒有及時排水,那么在水中就會形成淤泥,從而造成道路結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度不夠,從而在汽車的荷載下開裂。在3 mm以下,沒有開裂或有輕微的剝離,沒有或少量的分支,是較輕的;若主裂縫的寬度超過3 mm,則是較寬的,破裂的壁面脫落,并有分支,并有嚴(yán)重的斷裂。第三,龜裂。是由許多縱橫交錯的網(wǎng)狀的較小縫隙構(gòu)成的,原因也是由于路面結(jié)構(gòu)、路基等不能滿足設(shè)計要求,或者瀝青混凝土的總體強(qiáng)度不能滿足設(shè)計要求。另外,一些涂層在縱向上產(chǎn)生裂縫后未進(jìn)行有效的處理,在外界和負(fù)載的作用下,結(jié)合在一起,形成龜裂。
當(dāng)瀝青集料脫落時,會在瀝青路面上產(chǎn)生凹坑,造成坑洞的主要原因是:雨水在路面上積聚,并滲入道路縫隙。在汽車的荷載作用下,水會慢慢地滲入并沖擊到瀝青與骨料之間,導(dǎo)致瀝青與骨料之間發(fā)生剝離。在道路施工中,由于混合料的溫度太高,會導(dǎo)致瀝青和集料的老化。粘結(jié)性差,易剝落,形成凹坑;施工中,瀝青混合料的層間污染嚴(yán)重,導(dǎo)致車輛荷載無法連續(xù)通過層間傳遞,最上面的部分會受到很大的壓力,再次產(chǎn)生凹陷。
在汽車荷載作用下,瀝青路面會產(chǎn)生一定的變形,在經(jīng)過載荷的轉(zhuǎn)移后,大多數(shù)能恢復(fù)到原有的狀態(tài),而一些較小的變形不能復(fù)原,在多次加載下,會產(chǎn)生累積塑性變形,從而產(chǎn)生車輪車轍。首先,有一個結(jié)構(gòu)型車轍。其主要原因是由于受外力的影響,導(dǎo)致了道路的結(jié)構(gòu)變形。這又叫永久的車轍,由于很難修理。路面的變形反映在道路上,而道路也會發(fā)生相應(yīng)的變化。這些車轍一般不大,但是很寬,而且很淺。其次,它的基礎(chǔ)不穩(wěn)固。這種情況經(jīng)常出現(xiàn)在夏天的高溫天氣或者是在公路的下坡處。高溫下,瀝青的黏度下降,其流動性增強(qiáng)。在這種情況下,道路上的瀝青混合料由于受到汽車荷載的影響,會發(fā)生不可逆的流動,從而在公路路面上形成車轍。
泛油是指在瀝青路面上,由瀝青沿混凝土層路向上流動,在路面上形成一層薄薄的油膜,這就是所謂的“泛油”。由于高溫、水害、施工工藝等原因,導(dǎo)致了泛油的產(chǎn)生,高溫會使瀝青的流變性增大,若瀝青路面的高溫特性較差,拌和料施工中摻入太多或孔隙率太低,則極易產(chǎn)生油污;由于瀝青混合料的不均勻性,很容易在鋪裝過程中產(chǎn)生分層現(xiàn)象,造成路面局部出現(xiàn)細(xì)骨量偏多、偏小,因此易出現(xiàn)泛油病害。
松散是指在瀝青混合料中,由上而下的集料逐步脫落。造成松散的主要原因是集料與瀝青的粘合能力下降。造成這一現(xiàn)象的主要原因是:由于瀝青路面所用瀝青質(zhì)量低劣使粘結(jié)力過早衰減,集料表面積灰、瀝青層間接觸不良、集料易因外力而脫落;在沒有足夠細(xì)集料的情況下,瀝青與集料的粘結(jié)性差,粘合力差。在使用中,由于瀝青的老化或水漬,很容易損壞集料和瀝青之間的接觸,從而導(dǎo)致松散。
在遇到地質(zhì)災(zāi)害或道路荷載作用下,路面會出現(xiàn)失穩(wěn),從而引起路面的變形,從而產(chǎn)生塌陷,也就是所謂的塌陷性病害。沉降病害有均勻沉降和非均勻沉降兩種類型。路面沉降不均勻,對路面的作用也有一定的影響。
路面作為一種交通組成部分,道路的品質(zhì)直接影響著公路的使用壽命,也直接影響著車輛的行駛安全。通過對公路交通事故的調(diào)查和分析,發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)的交通事故都是由于公路問題造成的,因此,有關(guān)方面應(yīng)該對此予以充分的關(guān)注。如果道路不平坦或者有很深的凹坑,很可能會發(fā)生車禍。在公路路面發(fā)生較大的病害時,要采取相應(yīng)的技術(shù)措施,防止發(fā)生交通事故,提高公路維修費用。為了使道路病害得到有效的解決,必須對其成因進(jìn)行深入的分析,并采用切實可行的養(yǎng)護(hù)與處理方法,以達(dá)到降低或消除道路病害的目的。這樣既能保障行車的舒適度,又能產(chǎn)生一定的經(jīng)濟(jì)效益。因此,必須加強(qiáng)對道路病害的防治。
裂縫是公路交通自身的一個主要問題。當(dāng)公路交通容量有必要提高時,應(yīng)在保護(hù)措施中排除裂縫的原因,以保證公路養(yǎng)護(hù)措施在排除裂縫的影響下進(jìn)行改變。改善道路的養(yǎng)護(hù)工作。比如,針對路面裂紋的大小,采用相應(yīng)的防護(hù)措施。在不超過5 mm的情況下,必須先清除裂縫周圍環(huán)境,再決定鉆孔樁的施工工藝,并對灌漿材料進(jìn)行科學(xué)的調(diào)節(jié),以保證裂縫的均勻分布。對超過5 mm的裂縫,要進(jìn)行切割,除去剩余的瀝青,然后再鋪上瀝青,進(jìn)行裂縫修復(fù)。在道路開裂嚴(yán)重的情況下,通過乳化瀝青施工對路面進(jìn)行修復(fù),使其保持穩(wěn)定,以保證能有效地控制裂縫,降低損壞程度。
路面淤積的清理也是一種較為重要的治理技術(shù)。隨著我國當(dāng)前道路技術(shù)的發(fā)展,對路面施工工藝的要求也在不斷提高。通過對淤泥的清理,可以有效地降低道路的損壞。在道路淤積方面,對于沉陷20 mm以下的道路,不需要特別的處理。在沉陷大于20 mm的路面上,必須進(jìn)行表面修補(bǔ)。通過面層修補(bǔ)技術(shù)降低路面沉降造成的汽車反彈,降低路面沉降的影響。對路面下垂、開裂的路段,采用切割路面,再利用刮刀技術(shù)將瀝青等物料填入溝槽,使路面恢復(fù)正常。
在當(dāng)前的道路施工中,不同的施工工藝和處理措施也不盡相同。在改善道路防護(hù)性能的前提下,對瀝青路面的防護(hù)技術(shù)進(jìn)行了研究。通過對引入的瀝青養(yǎng)護(hù)技術(shù)進(jìn)行科學(xué)的調(diào)整,注重路面養(yǎng)護(hù),保證了路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)的優(yōu)先級。同時,對路面進(jìn)行清潔,在進(jìn)行科學(xué)操作的基礎(chǔ)上,要對路面的凹坑進(jìn)行分析,消除坑洞,并適時地進(jìn)行路面鋪設(shè),以提高路面的防護(hù)效果。
在道路病害治理中,瀝青再生技術(shù)是一種較為關(guān)鍵的技術(shù)。在實現(xiàn)瀝青再生技術(shù)的同時,如何有效地控制和提高其使用效率,是實現(xiàn)這一技術(shù)的關(guān)鍵。在一般條件下,瀝青的再生工藝應(yīng)由以下步驟組成:第一,經(jīng)過長時間的高溫和再生,將路面材料進(jìn)行回?zé)?,從而達(dá)到改善材料品質(zhì)的目的。第二,在修復(fù)道路病害時,采用就地?zé)嵩偕夹g(shù)是目前使用頻率較高的方法之一。主要是因為采用了路面再生技術(shù),所以對再生深度的控制工作有所改變,一般在20~50 mm??茖W(xué)地對表面或中間部位進(jìn)行循環(huán),以提高再生利用率,并協(xié)助道路的循環(huán)和優(yōu)化。
在目前的道路病害防治技術(shù)中,養(yǎng)護(hù)防治技術(shù)也被廣泛采用。采取相應(yīng)的防治措施,可以降低路面病害的發(fā)生率,并把對公路造成的損害降到最低。一是采取預(yù)防措施,既能節(jié)省費用,又能減少經(jīng)濟(jì)損失,為預(yù)防疾病的發(fā)生和控制提供依據(jù)。二是從性能上來說,容易監(jiān)控,能夠改善防治措施的效果,并能有效地減少公路路面中的病害。
原料的品質(zhì)管理也是一個非常關(guān)鍵的過程之一。合理地利用和控制原料的品質(zhì),能有效地防止路面病害,從而為公路的自身質(zhì)量管理提供依據(jù),提高公路的使用效率。同時,在原材料的控制上,可以按照路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)的應(yīng)用,注重對集料的分類,對道路施工的質(zhì)量進(jìn)行科學(xué)的調(diào)控。另外,根據(jù)瀝青砼拌和比例的不同,可以有效地控制公路工程的施工質(zhì)量,從而達(dá)到最佳的工程效果。
路基強(qiáng)度監(jiān)測是公路工程質(zhì)量管理中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié),它能有效地改善工程質(zhì)量,有利于優(yōu)化和改善工程施工的績效。在道路施工過程中,一般條件下,路面因其本身的強(qiáng)度變化而發(fā)生下陷和塌陷。加強(qiáng)對路基強(qiáng)度的科學(xué)監(jiān)控與改善,有助于改善道路工程施工的質(zhì)量。此外,在進(jìn)行地基強(qiáng)度監(jiān)控時,還可以對路基承載能力進(jìn)行有效的轉(zhuǎn)化,比如采用碾壓技術(shù),可以改善路基的強(qiáng)度,保證在監(jiān)控期間進(jìn)行地基加固,從而改善路基的穩(wěn)定性,降低病害的發(fā)生。
在工程建設(shè)中,施工質(zhì)量的控制直接關(guān)系到路面治理技術(shù)的落實。隨著我國公路總公里數(shù)的日益增長,對施工工藝的控制和施工的重要性也隨之提高。工程建設(shè)的質(zhì)量過程進(jìn)行嚴(yán)格的控制,可以有效地提升工程建設(shè)的質(zhì)量,為工程建設(shè)的質(zhì)量控制與實施提供有力的保證支持。比如,工程質(zhì)量監(jiān)控包括對道路養(yǎng)護(hù)技術(shù)進(jìn)行科學(xué)的監(jiān)控,從而改善道路的治理效果,改善道路的壓實性能,從而為道路養(yǎng)護(hù)技術(shù)的應(yīng)用提供有力的技術(shù)指導(dǎo)。強(qiáng)化工程質(zhì)量管理的基礎(chǔ),提升工程施工技術(shù)的運用。同時,通過對工程質(zhì)量的控制,還能使建材的使用得到有效的利用。
在目前的道路養(yǎng)護(hù)技術(shù)管理中,進(jìn)行后續(xù)的維修和管理也是一個非常重要的方面。在現(xiàn)行的業(yè)務(wù)技術(shù)控制中,由于對業(yè)務(wù)技術(shù)應(yīng)用的實現(xiàn)方式的偏離,實現(xiàn)方式發(fā)生了變化。正確地掌握養(yǎng)護(hù)技術(shù),必須以路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)的處置為先決條件,科學(xué)地調(diào)整養(yǎng)護(hù)技術(shù)的養(yǎng)護(hù)措施,以保證在處理與控制中進(jìn)行適當(dāng)?shù)募夹g(shù)管理。比如,要強(qiáng)化道路瀝青養(yǎng)護(hù)的實務(wù),提升施工人員對養(yǎng)護(hù)技術(shù)的運用。實際應(yīng)用證明,采用后期修補(bǔ)工藝進(jìn)行技術(shù)控制,可以有效地改善道路的保護(hù)效果,從而達(dá)到最優(yōu)保護(hù)質(zhì)量、降低病害發(fā)生的目的。
總之,隨著我國公路使用年限的增加和車輛的增多,路面病害日益增多,并且日趨嚴(yán)重。為提高道路的使用壽命,提供安全、優(yōu)質(zhì)、高效、便捷的道路運輸服務(wù),必須加強(qiáng)對路面的維修技術(shù)的分析,以保證對道路的有效管理。通過對公路工程的調(diào)查和分析,可以看出,公路路面的裂縫、變形、松動是公路建設(shè)中的重要問題。路面病害治理技術(shù)要從消除裂縫、路面沉降養(yǎng)護(hù)、瀝青路面養(yǎng)護(hù)、瀝青路面修補(bǔ)技術(shù)及預(yù)防措施、原材料質(zhì)量控制、路基強(qiáng)度控制、施工質(zhì)量控制及售后服務(wù)等方面進(jìn)行。