二级公路沥青路面病害分析与预防策略研究
2022-12-04马永胜
马永胜
(甘肃省临夏公路事业发展中心康乐公路段,甘肃临夏731500)
0 引言
在我国公路系统中,二级公路是关键的组成部分,有至关重要的地位,无论是对各地区的文化交流工作,还是我国整体的经济发展,都有很强的现实意义,所以相关单位应该加强对二级公路,特别是沥青路面病害的分析和预防工作。
在新技术、新材料不断投入公路建设的大背景下,对二级公路沥青路面实施更高质量的科学养护,使二级公路沥青路面的使用寿命和通路里程延长。使二级公路的科学养护工作得到更好的发展。
1 二级公路沥青路面病害
1.1 二级公路沥青路面的病害表现
1.1.1 路面沉陷
沥青路面出现的路面沉陷是指路面上存在较大面积的变形和下沉,而导致这种现象出现的原因有很多,主要包括以下几点。
首先,很多二级公路的排水系统存在漏洞,难以达到预想中的排水效果。特别是在南方地区,每到多雨季节,部分城市、地区路床路基因为较长时间的降雨出现不同程度的沉降,最终导致沥青路面出现沉陷问题。
其次,很多沥青路面的路基强度并不符合实际运行要求,二级公路路面基层的路面强度与周围路面的强度相比,二者的差距过大,这种差异就会导致部分超载车辆通过该路段时,其所承受的压力超过了路基能够承受压力的范围,进而导致沉陷问题发生。
最后,施工人员在施工作业时选取的方法不正确也会导致沉陷问题的发生,很多沥青路面存在局部沉陷问题都是因为路面在压实环节没有实施足够的强度或者压实的力度不均匀而造成的[1]。
1.1.2 车辙问题
当多辆车在同一个线路上碾压时,就有可能造成路面遭受车辆的反复碾压而产生车辙问题的现象,这种病害分为两种类型。第一种是结构性车辙,从本质上来讲,就是车辆通过该路段时,荷载重量超过了路基设定的荷载值,对路面基层形成不可逆的损坏,在沥青路面上主要表现为路面中出现凹字形且距离较宽的断面。另一种是流动性车辙,这种车辙问题在夏季等高温环境中更容易出现,高温以及车辆荷载共同作用对路基的稳定性产生影响,这种影响就会导致沥青路面出现预期以外的流动和变形,如果此时不进行处理,随着车辙叠加得越来越多,被反复压过的路面就有可能出现下凹现象,导致车辙问题的出现。
1.1.3 沥青面层病害
沥青路面出现的横向裂缝,通常与二级公路的中心线形成90°直角,这些裂缝的大小没有规律,较长的裂缝甚至贯穿公路的整个路幅。而对于纵向裂缝而言,它们往往会与路线的方向保持平行的关系。深入挖掘裂缝产生的原因就可以发现,众多原因中沥青胶结料浓度的配比不科学是出现频率最高的因素,这是因为在实际施工的过程中,要求施工人员精准控制整个摊铺过程中的温度。同时,由于沥青面层直接与空气接触,不同地区的温度变化和车流量大小存在很大差异,部分沥青路面出现病害但未得到及时的处理,或者个别地区在沥青胶结料的选择上未能结合当地的实际情况,导致沥青路层出现反射裂缝和路面脆裂等病害问题。
1.2 二级公路沥青路面的病害原因
1.2.1 过于依赖工程技术
在大多数情况下技术人员只能借助与病害有关的工程技术实现对二级公路沥青路面病害问题的有效处理。
例如,在很多施工单位中,施工人员为了避免二级公路沥青路面遭受严重的病害威胁,针对不同的路基情况选取不同的工程技术手段,而这一操作的实施和执行就会提高二级公路建设工程的施工造价。除此之外,从长期的角度来看,这种依赖各种工程技术手段建立建成的路基在后期运营时不具备很好的整体稳定性,仍然需要很大的后期投入。
随着时间不断的推移,很多在科学性和合理性上存在薄弱环节的路基防护路段就会频繁发生各类病害问题,使二级公路的沥青路面产生如唧浆、松散、坑槽等病害问题[2]。
1.2.2 施工操作不合格
首先,很多二级公路工程施工中,沥青混合料的配比标准并未达到优良级,而沥青混合料配比这一环节又是整个施工过程中的基础,直接影响整个路面的最终质量。
其次,部分施工人员在沥青混合料出厂温度的把控环节,以及相关材料的运输保温方面存在疏漏。施工人员在二级公路沥青路面进行实际施工时,应该遵循沥青混合料出厂温度和运输温度的要求,没有特殊要求的工程,要求施工人员尽可能将沥青混合料的温度控制在160~190℃之间,如果超过了190℃,就很容易造成沥青老化加快的问题,而如果温度小于160℃,沥青路面施工就无法达到理想中的效果。所以,沥青混合料出厂温度控制以及运输过程中保温工作不合格,就会给二级公路的沥青路面带来很大的质量问题。
最后,施工人员在沥青路面摊铺和压实作业的过程中也经常出现各种各样的问题。特别是在二级公路沥青路面的施工中,沥青路面的摊铺和压实工作一直都被视为重中之重。
相关的调查数据表明,这一环节是致使二级公路沥青路面存在病害问题影响最大的环节之一。一旦出现严重的离析、推移等现象,或者施工人员未按照相关的施工要求开展作业,就会使沥青路面在通车使用后出现各种病害问题。
1.2.3 后期养护管理不到位
后期的保养管理是确保二级公路沥青路面的使用年限能够得以延长的重要因素之一,如果后期的养护管理不到位或者在日常的养护管理工作上存在问题和漏洞,就很容易导致沥青路面出现病害问题。因此,日常的保养管理工作就是二级公路沥青路面质量保障的重要措施之一。其中主要的影响因素包括以下两个部分:
第一,公路存在运输超载的现象,这也是二级公路沥青路面病害问题的“第一杀手”。
第二,沥青路面的保养是常态化的日常管理工作,如果保养工作不及时,就很容易导致沥青路面出现病害问题。
2 二级公路沥青路面病害的预防策略
2.1 合理应用开槽灌缝工艺
如果二级公路的沥青路面存在沉陷问题,就很容易导致路面发生大面积形变、下沉,在阴雨天气时,也很容易产生路面裂缝的问题,这时路表水的侵入会对二级公路的路面结构造成不可逆的损害,如果这时技术人员未能及时进行处理,该路段就很可能发生基层细骨料流失的情况,严重时就会出现路面凹槽问题。所以,只有及时有效地对路面裂缝做出处理,才能避免沥青路面出现严重的损坏,为车辆的正常出行提供保障。
维护人员可以选择开槽灌缝的工艺完成沥青路面病害的处理工作。在实际的路面施工中,作业人员使用专门的开槽工具,沿着路面的裂缝做出一个矩形小槽,使用自动加热和灌注的灌缝机将热熔型聚合物填塞进去,对路面裂缝进行有效的处理,对路面凹槽进行合理的填补。作业人员需特别注意开槽工具的特殊性,借助这种工具灵活处理二级公路沥青路面出现的病害问题,同时也要合理使用密封胶材料,实现路面维修质量的大幅提升。在实际操作中,作业人员要熟练地使用开槽工具,做到既能延长路面的使用寿命,又能为车辆的安全行驶提供保障[3]。
2.2 做好车辙维修
二级公路沥青路面如果出现车辙问题,就很容易出现路面承载力超限的情况,如果这时未及时采取有效的处理措施,必定会给路面结构和交通安全带来很大的威胁。工作人员可以从以下几点考虑构建有效的处理方案。
首先,应该清楚地意识到,即使车辙问题只存在于轮迹处,也说明整幅公路都存在不同程度的损伤。其次,沥青路面如果存在车辙问题就说明其半刚性基层已经遭受了破坏,应及时进行处理。最后,如果二级公路沥青路面的两侧没有出现车辙问题,就说明两侧车道和行车道的承载力存在差异,在行车道的承载能力已经要突破最大值的同时,两侧车道还可以承载一定的压力,仍可以继续使用。
施工人员可以根据以上情况选取合适的维修方法。一方面,可以将整条路的路基基层重铺,从根本上消除缺陷,使整个二级公路的沥青路面恢复正常的使用性能。另一方面,可以选择分期对行车道和两侧车道进行维修,也可以在具备充足的交通资料的基础上,对两侧车道承载能力的数值进行计算,在明确该二级公路的使用寿命的前提下,选择整条车道同时到达使用年限之后,再开始维修工作。
2.3 做好碎石封层
沥青材料研发的不断进步以及施工机械的迭代升级在很大程度上凸显了现阶段使用碎石封层的优势,将该技术用于沥青路面的维修处理工作中,可以有效地提高公路表层的防水性能,使其具备很好的耐磨性、抗滑性。通常在施工早期会出现石料稳定性较差的问题,为了有效解决这一问题,作业人员可以依据路面的交通量决定是否将碎石封层设置为双层,依托石料嵌锁的作用加大路面的稳定性。
除此之外,施工人员还可以选择使用稀浆完成封层工作,在稀浆封层摊铺机的帮助下,完成稀浆的搅拌和路面的铺设工作,等稀浆完全固化后就可以开放交通。这种维修方法有很好的路基稳定性,对存在不同病害的沥青路面更适用。同时,稀浆封层还可以有效提升路面的抗滑性能,帮助部分路面恢复其原有的平整度,在封层的同时避免表面疲劳龟裂和裂纹的扩散,具备成本低、起效快的优点,延长二级公路沥青路面的使用寿命[4]。
2.4 做好裂缝处理
裂缝一直是二级公路沥青路面病害问题中较为常见的病害,相关部门应该做好路面裂缝的处理工作,有效解决现有的裂缝问题并预防裂缝进一步扩大,为公路的安全性和平整性提供保障。作业人员应该做好裂缝的处理工作,将现有裂缝的宽度和类型作为参考依据选取针对性的处理措施。
如果裂缝宽度小于5mm,施工人员就可以直接将AH-90的热沥青灌入裂缝中,这种维修方法操作简便、成本投入小、裂缝处理快,可以很好地避免雨水渗入沥青路面层内部,防止沥青路面病害扩大。但热沥青灌缝操作的黏结性并不是十分稳固,需要经过两次灌缝才能确保修补达到一定的稳定性。实际操作中,施工人员要在第一年天气转暖时灌缝,在第二年的相同时期对局部地区进行第二次灌缝操作。如果裂缝的宽度大于5mm小于25mm,就可以考虑用灌缝机进行机械化灌缝,在开槽机的帮助下对裂缝进行开槽,保证裂缝的深度和宽度保持在1.5∶1,注意一定要对沟槽进行清理后,再使用灌缝机将热改性沥青灌入沟槽,完成裂缝的修补工作。较大的纵向裂缝一般都是由路基填方问题引起的,可以用压浆的方式对裂缝进行处理,实现路基稳定性的提高。
2.5 重视施工监管
很多二级公路沥青路面存在的病害问题都与公路本身质量不达标有直接关系,因此相关部门应该重视施工监管工作。在实际施工过程中,应该严格依照交通管理部门发布的施工技术规范和验收标准对施工环节进行监督管理,确保沥青公路的施工作业成果符合相关规范的要求。还要对施工区域的环境进行分析,选取合适的设备检修和养护方案,为工程的顺利推进提供保障。在沥青混合料的运送环节中,监管人员要确保路程计算结果准确有效,选择最合理的运输路程,防止因运输时间过长导致混合料离析。运输车辆的外部用篷布进行覆盖,避免运输途中有机物杂质污染混合料。
加强二级公路的日常养护管理工作,进行摊铺工作时,作业人员需要严格按照文件的规定进行操作,先选取一段公路开展预先铺设试验,确定最有效的混合料配比,并选取最佳的摊铺速度和碾压速度,对碾压时间也要进行控制,确保达到理想的施工效果。通过一系列施工过程的监督管理为二级公路的质量提供保障,并有效降低沥青路面病害问题发生的概率[5]。
3 结语
综上所述,在我国公路事业快速发展的过程中,加大对二级公路沥青路面病害问题以及相应预防措施的研究力度,可以有效延长公路的使用寿命,为公众的工作出行提供便利条件。常见的沥青路面病害问题包括路面沉陷、车辙问题和沥青面层的病害等问题,施工人员可以应用开槽灌缝工艺、加强施工现场的监督管理等操作预防病害的产生。