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高速公路沥青路面处治

2015/07/28 阅读:

《成都纺织高等专科学校学报》2015年第二期

1西部山区高速公路沥青路面病害

西部山区由于山高坡陡峭,长大纵坡多,路面开裂严重;交通荷载大,车辙病害严重;部分省份雨量集中,高速公路沥青路面水损害较为严重,典型的病害有如下几种:

1.1裂缝路面裂缝是路面早期破损最常见的病害之一,它的危害在于从裂缝中不断进入水份使基层甚至路基软化,导致路面承载能力下降,加速路面破坏。裂缝分为纵向裂缝和横向裂缝。横向裂缝可分为荷载性裂缝和非荷载性裂缝两大类。荷载性裂缝是由于路面设计不当和施工质量低劣,或由于车辆严重超载,致使沥青面层或半刚性基层内产生的拉应力超过其疲劳强度而裂缝。非荷载性裂缝是横向裂缝的主要形式,它有两种情况:沥青面层温度收缩性裂缝和基层反射性裂缝。纵向裂缝可分为两种情况:一种情况是由于路基压实度不均匀,路面不均匀沉陷而引起的,如发生在半填半挖处的裂缝。另一种情况是沥青面层分幅摊铺时,两幅接茬未处理好,在行车载荷作用下,易形成纵缝。有时,车辙边缘也会有纵裂缝。龟裂又称网裂,通常是由于路面整体强度不足,基层软化,稳定性不良等原因引起的,沥青路面老化变脆,也会发展成网状裂缝。一般多发生在行车道轮迹下,如图1所示。

1.2车辙变形车辙是在行车载荷重复作用下,路面产生累积永久性的带状凹槽。山区高速公路车辙中,最主要的是结构性车辙。这种车辙宽度较大,两侧没有隆起现象,横断面呈现凹字形,成都到雅安高速公路车辙如图2所示。

1.3水损害水损害造成的破坏是沥青混凝土路面在水或冻融循环的条件下,由于汽车轮动态荷载的作用,进入路面空隙中的水不断产生动水压力或真空负压抽吸的反复循环作用,水分逐渐渗入沥青与集料的界面上,使沥青粘附性降低并逐渐丧失粘结力,沥青膜从集料表面脱落(剥离),沥青混合料出现掉粒、松散,继而形成沥青混凝土路面水损性坑槽。西部山区尤其是四川山区雨量集中,容易造成水损害。

2处理建议

传统的沥青路面养护通常将旧沥青混凝土铣刨料直接废弃,不仅造成资源的极大浪费,而且严重污染环境[4]。沥青路面所用高等级沥青一度达到6000多元/t,集料所用玄武岩也曾达到300元/m3,采用再生沥青混凝土用于道路大、中修和养护,有着显著的经济效益。同时废旧沥青材料对环境也巨大污染,沥青还是稀缺资源,养护现场采用再生沥青混合料环境效益同样显著。

2.1就地冷再生沥青路面材料就地再生技术是通过铣刨原有沥青路面,加入再生剂,养护现场再生沥青混合料,施工速度快、开发交通快。由于高速公路交通量大,封闭交通进行养护作业比较困难,就地再生沥青路面材料是个好选择。原理如图4所示。就地再生分为就地冷再生和就地热再生。1)道路就地冷再生是在旧路面上加入一定规格的再生材料,常温条件下,使用冷再生机械一次性完成对旧路面结构层的铣刨、破碎、拌和与摊铺等作业过程[5]。加入再生材料后,利用再生技术对旧路进行铣刨、破碎、拌和,并整平压实,形成的均匀、完整的受力层,彻底解决了旧路结构层受力不合理的问题[5]。江西省梨温高速公路经过就地冷再生养护,效果良好,泡沫沥青就地冷再生设备由铣刨机、就地冷再生机、摊铺机和压路机构成,实例如图5所示。冷再生技术具有施工简便、节约投资、缩短工期等优点,使旧路改造无需中断交通成为可能[5]。2)沥青路面就地热再生是一种针对沥青路面浅层损坏的维修道路施工技术,不适合用于路面基层结构损坏的情况。它的最大施工优点是环保、降低造价与节能,对于存在浅层病害的市政道路工程、高速公路等,采用热再生技术快速、显著改善表面一定深度范围内旧沥青混凝土,值得推广应用[6]。就地热再生机组由1台RX4500热再生机和1-2台HM4500加热机已经压路机组成,如图6所示。

2.2厂拌和再生厂拌再生是把废旧沥青混合料运至拌和厂,加以再生剂,必要时添加适量新沥青,再运至施工现场施工的方法。厂拌再生分为厂拌冷再生和厂拌热再生。(1)厂拌冷再生厂拌冷再生分为有机再生(加乳化沥青、泡沫沥青等)和无机再生(加水泥、粉煤灰等)。乳化沥青冷再生技术是利用专用机械设备先将原破损沥青路面铣刨、翻挖、破碎,再加入适量的乳化沥青新、集料(如需要)、稳定剂和水,按一定比例拌和成混合料,然后经摊铺和碾压后形成路面结构层的一种技术[7]。厂拌冷再生设备如图7所示。乳化沥青厂拌和冷再生对渝黔高速公路处治后,路用效果良好。(2)厂拌热再生厂拌热再生是部分旧沥青混合料+新矿料+新沥青而成,属于有机再生。目前普遍使用的厂拌热再生混合料生产设备是在原间歇式拌合设备的基础上,增加添加旧料的再生机系统,形成完整的再生混合料生产设备系统,或直接购买成套设备。厂拌热再生设备如图8所示。

3结语

西部山区由于山高坡陡峭,长大纵坡多,高速公路路面开裂严重;同时交通荷载大,车辙病害严重;部分省份如四川雨量集中,高速公路沥青路面水损害病害较为严重。再生利用沥青混合料适合高速公路养护,就地再生和厂拌再生虽然适用范围不同,但都有良好的效果。

作者:李瑞昕 王文奇 王泽 熊朕 周晓文 单位:中国核工业华兴建设有限公司 西华大学建筑与土木工程学院  西南交通大学土木工程学院 西华大学西华学院 都江堰市城乡建设局

高速公路沥青路面处治

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