开放式二级公路路面的病害与维修探究
2021-04-12王海宏
王海宏
(甘肃昶通公路养护科技有限公司,甘肃兰州 730000)
我国公路等基础设施的建设力度持续增大,二级公路是我国最为普及的公路类型,具有抗疲劳性能强以及使用寿命高等特点,在我国公路领域中获得了广泛应用。在二级公路的施工以及后期使用过程中,若对设计、施工以及养护各环节的处理不妥善,公路受到我国日益增长交通流量的影响,易导致一系列公路路面病害的出现,威胁高速公路工程的通车效益以及人们的实际出行安全。我国公路管理部门应加强对二级路面病害的研究力度,及时维修管理路面病害,对于我国公路行业的发展具有积极意义。
1 开放式二级公路路面的常见病害分析
开放式二级公路运行过程中会受到多种外界因素的影响,如出现裂缝、水破坏、坑槽、破碎板以及路基塌陷等多种公路病害,发生原因具有一定差异性。为对这些病害进行针对性的维修处理,应先明确上述病害的发生成因,结合具体病害情况采取针对性的维修养护策略,满足开放式二级公路的实际使用需求。
1.1 水破坏
沥青路面在长时间使用过程中,会受到外界水因素的影响,导致水损害的发生。分析水损害的发生原因,主要是沥青路面在满足水侵蚀条件前提下,受到正常交通荷载以及自然条件温差变化影响,出现不良现象。
(1)混合临界面受到侵蚀。
降雨由沥青路面的表层直接侵蚀到沥青与集料的混合临界面处。
(2)沥青膜脱落。
受汽车荷载等因素影响,导致沥青路面上的水产生较高的压强,在压力作用下,沥青膜从集料的表面脱落,无法对沥青路面起到良好的保护效果,易导致一系列沥青路面破坏等问题。若没有进行及时预防与处理,会影响到路面的使用效果和行驶安全性。
1.2 车辆超载
我国市场经济建设速度持续加快,私家车数量的增加,外加上物流行业的发展,使二级公路上的交通量大幅度增加。相关部门为促进运输效率进一步提高,越来越多的大吨位重型汽车在二级公路上长途行驶,导致公路路面荷载进一步提高。在同荷载以及施工质量状况下,若二级公路路面长期处于车辆荷载情况下,发生车辙、裂缝等公路病害的概率会大幅度增加。故车辆荷载也是导致公路病害发生的重要因素,需相关工作管理部门严格控制车辆情况,限重管理,对超载车辆进行严格管理,促进二级公路的使用寿命进一步提高。
1.3 裂缝问题
裂缝作为公路路面的一种常见病害,一旦出现,将导致路面面临更严重的损害。导致路面裂缝发生的原因非常多,可将其分为荷载裂缝与非荷载裂缝两种类型。非荷载裂缝包含温度裂缝与基层疲劳裂缝两种。荷载裂缝是公路路面的主要裂缝类型,在车辆长期荷载作用下形成。半刚性基层底部出现了一定的拉应力,若该拉应力大于半刚性基层材料的抗拉强度,半刚性基层底部会出现断裂。
车辆的反复行驶过程中,底部断裂会逐渐延伸到上部,导致路面裂缝的发生,车辆荷载导致的裂缝并非单独出现的,多呈现网状结构。若路面裂缝没有得到有效控制,在裂缝严重情况下,易出现辙槽跟沉陷等路面病害,直接影响二级公路的行驶安全性。
坑槽和破碎板是路面裂缝常出现的公路病害类型,破碎板是指在二级公路路面最上一层结构在车辆反复作用下,出现破碎的情况。裂缝会对公路路面自身承受力产生比较大的影响。车辆在发生裂缝的路面上行驶时间过长,导致坑槽等公路病害出现,影响二级公路运行。
1.4 泛油问题
我国的开放式二级路面多采用沥青路面进行施工,天气炎热的情况下,沥青混合料中的沥青成分会向上迁移,最终迁移到公路的路面表面,但在天气比较寒冷的季节不会出现沥青向下迁移的情况。沥青迁移易导致沥青在公路表面出现堆积,形成一种有着光泽的沥青膜,称为泛油,对车辆行驶效果会产生较大影响。在二级公路的沥青路面层施工过程中,沥青混合料拌和不合理、黏层油用量不恰当以及水破坏比较严重时,均可能导致泛油问题,对沥青路面的运行效果造成较大影响。
1.5 路基塌陷
二级公路自身运行过程中会出现路基塌陷等路面病害,是二级公路的重大病害之一。二级公路在使用过程中具有一定的弹性以及存在残余变形,残余变形对于二级公路的稳定性以及路面平整性具有非常大的影响。
导致残余变形的原因非常多,如零填土中的水分过于充足,压实荷载多被水分承受,此时易导致土粒自身有效应力减少,最终导致土基没有得到有效夯实,土基强度难以满足二级公路的运行要求。零填土、路基对气候过于敏感,气温变化比较明显时还会导致土粒膨胀跟收缩情况加剧,最终导致毛细水上升到路基的工作区域,使路基始终处于潮湿状态,其承受能力下降,经过一段时间的运行后,易出现路基塌陷等情况。在路基填土过程中若没有做好质量控制工作,车辆运行过程中出现的荷载作用力无法充分扩展在天然路基上,导致路基变形以及塌陷等问题发生,对路基整体运行质量造成一定影响。
2 二级公路路面的维修策略
二级公路在使用过程中的路面常见病害直接影响公路的整体质量,并关系到车辆在公路上的行驶安全性。因此,相关部门应做好开放式二级公路路面的日常养护以及维修工作,确保公路结构的完整性,保障人们的出行需求。
2.1 做好公路裂缝的维修工作
裂缝作为公路路面的主要病害,是影响二级公路正常运行的重要病害之一。目前,在公路裂缝养护过程中,多采用灌缝施工手段,在以往灌缝工作过程中多采用热沥青,在具体施工过程中会受到多种外界因素的影响。近年来,我国公路行业不断发展,部分施工单位在公路裂缝维修养护过程中开始采用乳化沥青,灌注裂缝多是液体。因此,灌注到裂缝中的乳化沥青经常会出现破乳的情况,遇到水分会蒸发,导致原本灌满的裂缝重新出现一定的空隙。故在采用乳化沥青进行灌缝维修过程中,需经过2~3次的灌注,可起到良好的裂缝灌注效果跟维修效果。
除了乳化沥青,近年来在我国公路裂缝养护过程中积极采用高弹密封膏式一半流体的灌注材料,对于二级公路路面的裂缝也可起到良好的修补效果。
在采用高弹密封胶进行裂缝维修过程中,需专门的灌注机器进行灌注处理。在灌缝过程中只需要灌注1~2次即可有效维修裂缝,且灌缝效果较佳。
2.2 破碎板、坑槽与车辙的维修
二级公路运行过程中,路面的破碎板多出现在表层部位,对于通车安全性会造成一定影响。故在维修过程中需对维修地段的交通进行封闭处理,方可保障后续路面维修工作的顺利开展。
维修过程中需要搅拌混凝土的设备,做好施工前准备工作后,先对路面的破碎部分进行整块凿除,主要是用切割机对发生病害区域的路面进行切割,凿除完成之后清理干净地面,通过搅拌机在现场进行混凝土的搅拌工作,在此基础上开展路面浇筑工作。
浇筑过程中需对混凝土进行充分的振捣与夯实处理,确保混凝土的强度跟荷载能力达到预期标准。完成混凝土浇筑工作之后,需通过铺草袋或者洒水的方式进行路面养护工作,直到路面能够达到预期的施工标准。
混凝土的浇筑过程对当地交通会产生较大的影响,为避免造成交通拥堵,一些施工单位会采用沥青混凝土作为修补材料。沥青混凝土在应用过程中一般不受天气以及温度的影响,浇筑完成后的凝结速度快,可立即恢复正常交通,故可有效节省路面维修的时间,避免交通堵塞等问题发生。
2.3 路面塌陷的维修
在二级公路路面应用过程中会出现一定程度的路基变形以及沉降等病害,会严重影响当地交通情况。若没有得到及时处理,会影响到路面,使整个公路工程的结构都受到较为严重的破坏。
目前,在进行路面塌陷的维修过程中,一般采用重新填土的方式进行处理。应确保填土材料的性能,使路基变得更加的牢固,满足二级公路的后续使用需求。如通过使用一些刚性比较高的填土材料,使路基的刚性得到增加,优化二级公路的使用性能。在填土施工中,应保障填土材料处于比较干燥的状态下,充分考虑温度以及水分对于填土施工质量造成的影响,以获得良好的路面塌陷维修效果,满足人们的正常交通需求。
3 结语
综上所述,开放式的二级公路路面在使用过程中会出现多种类型的病害,给车辆通行带来不便。故应加大对公路病害的重视力度,在日常公路养护过程中做好科学的养护工作,让公路工程始终处于良好的运行状态下,以保障公路交通的运行效果。针对公路在运行过程中出现的路面病害,应做好病害成因的合理分析,及时采取针对性的维修策略,为人们出行提供良好的交通服务。