路面养护新工艺新材料的应用探究论文_吴玲玲,胥斐

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摘要:为了加强对在役沥青路面维修养护工作的认识,本文基于路面预防性养护技术,分别从技术工艺和新型养护材料方面出发,展开详细地介绍,并进行适当总结,为路面在实际使用中的预防性养护工作提供参考。

关键词:道路工程;路面养护;新材料;新工艺;应用实践

0 引言

改革开放以来,我国公路工程建设事业得到极速地发展,在满足人们出行需求的同时,对国民经济水平的提升起到了促进作用。然而随着通车时间的增加,在外界环境和车辆荷载的综合作用下,路面不可避免地会产生车辙、坑槽、开裂等病害,降低路面使用性能。针对这一现状,预防性养护理念应运而生,即在路面使用状况较好的条件下,选择合理的预防性养护手段及时对路面进行养护,从而达到保持和提高路面使用品质的效果。本文主要对路面预防性养护工艺、材料及应用实践进行详细介绍。

1 路面预防性养护工艺

路面预防性养护概念的提出是基于世界多个国家在道路网络体系重建以及养护管理所得的经验,其益处主要表现为路面使用性能良好,能够有效延长道路服役期限,而且能够减少道路路面养护管理成本,此养护工艺值得推广应用。具体而言,其技术工艺内涵主要表现在以下几个方面:

1.1路表封层

路表封层是采用连续方式敷在道路表面上的一层养护层,其中材料或单独使用沥青,或可采用其他多种封层剂,如果工况运行也可将集料与沥青组合在一起作为混合料使用。表面封层的目的在于确保养护操作方便。比如,可以有效复原或者延缓表层材料老化,增强路面抗滑性能,对路表面的微小裂缝予以密封,以免水渗入结构层之中。目前来看,路面养护过程中采用的封层技术主要有雾层、还原剂、石屑以及微表等几种类型的封层工艺,应用效果非常的显著。

1.2填缝裂缝

作为沥青路面最为常见的病害,裂缝养护工作至关重要。从技术工艺的视角而言,根据缝宽可将裂缝分成几种类型,比如微裂缝、微小裂缝、小裂缝以及中裂缝和大于25mm的大裂缝等。对于发裂而言,通常情况下无需对其进行处理,非单位面积内出现的发裂病症较多,否则只需在其上进行封层即可。对于不超过6mm规格的微小裂缝,因没有形成结构性损坏,所以一般不对其进行更多处理,只需在其表面进行贴封封面即可,可以防止因雨水或者冰雪沿裂缝渗入而导致裂缝扩大。

1.3薄层罩面

该种工艺也是传统养护方法的一种创新与改进,即在原道路路面之上加铺设2.5cm厚度的沥青混合料(温度稍高),薄层罩面即可阻止路面不良地带的持续恶化,对于改善路面的平整度以及恢复其抗滑阻力和路面轮廓校正,具有一定的路面补强效果。

1.4新的技术工艺

随着建筑行业的快速发展,在上述几种技术工艺基础之上路面养护技术又有了新的改进,主要表现为覆盖封层与三明治式的封层两种,具体分析如下:

第一,覆盖封层模式。该种封层技术工艺的应用可以有效解决传统石屑封层的弊端与不足,属于复合型封层技术工艺。该种封层模式下,先在原来的道路路面上敷设石屑封层,随着石屑封层的不断凝固,大约一周的时间即可完成,再铺设微表封层。从应用效果来看,覆盖封层的最显著优势在于可以有效缩短了养护初期所需的时间,而且能够有效改善石屑封层的抗滑性以及耐久性,增大覆盖层的厚度,可以有效替代薄层罩面,热情效果显著。

第二,三明治式封层。对于该种封层工艺而言,其主要将贯入式技术与石屑封层技术有机结合起来,属于一种全新的封层技术工艺。实际操作过程中,先将一层大约15~20mm的粗集料撒布于带养护或者修复的路面之上,再喷洒适量的改性乳化沥青,并且撒布较细的5~13mm规格的细料,碾压完成后即可成型。从实践来看,改性乳化沥青的具体用量较之于单层石屑封层而言要大一些,这样可以确保沥青材料充分贯入粗集料缝隙之中。从应用实践来看,该种类型的复合技术工艺有很多的益处,比如可使规格相对较小的一些集料颗粒有效地在大颗粒间隙中嵌实,大大提高了车轮带出石屑的抵抗力;对于其中的大颗粒集料而言,有利于表面泛油等相关问题的有效解决,从效率以及材料的消耗层面来看比多层石屑封层效果更佳。

2 路面养护新材料应用实践

与路面养护技术工艺一样,在路面养护操作过程中也会用到很多的材料,随着科技水平的不断提升,新材料的类型也呈现出多样化特点。本文主要对沥青再生氧化剂以及硅橡胶材料的性能以及应用效果分析如下:

2.1沥青再生养护剂

对于沥青再生剂而言,其作用主要体现在可有效防止道路路面渗水、病害扩大,尤其是罩面工程项目中沥青面层加铺之前可用该材料替代粘层油。通过涂刷或者喷洒,可以快速渗入到沥青面层中,其深度大约为1~2cm;通过与老化沥青发生化学反应,可以有效恢复沥青的西能并使其针入度以及年度和软化点等回复原状,路面也因此而形成了新保护层;对于路面麻面以及细小裂缝和松散地段而言,在修复与养护过程中,应当注意防止水渗透到道路的面层以及路基。从沥青再生养护剂的应用实际情况来看,路面养护效果非常的显著。

2.2硅橡胶材料

在当前路面养护过程中所选用的材料中,硅橡胶材料应用效果较为显著,硅橡胶可以与路面基材发生化学作用,具有增黏剂的作用,并且可以使其中的硅烷偶联剂与道路基材化学黏合在一起。硅烷偶联剂与路面材料之间的偶联,实际上是一个相对比较复杂而又系统的过程,其中有液-固表面的两种变化,既有物理变化也有化学过程,通过浸润以及取向最终实现交联。实践中可以看到,因偶联剂本身的黏度相对较小,而且其表面也缺乏张力,所以对无机材料接触角就会非常的小,作业时材料表面可快速铺展,起到良好的润湿效果。在路面养护过程中,采用硅橡胶材料进行作业,清理干净路面以后即可填缝(如下图所示)。

图1:路面养护时硅橡胶材料填缝与施工效果图

需要强调的是,因极性固体材料在空气中会吸附薄薄一层水分,一旦水分浸润了偶联剂的表面,则分子基团就会分别扩散。此外,因所制硅橡胶材料的自流平性良好,可以有效渗入到水泥材料孔隙以及凹凸面之中。随着硅橡胶的不断固化,基体与路面基材之间就会嵌合在一起,从而使其与路面基材之间的界面接触增强。

对于硅橡胶材料而言,有机硅橡胶结构特殊,这也决定了该种路面养护材料的优良性能。从指标上来看,其组成为-Si-O-Si-主链,而且硅原子上有甲基以及乙氧基相连接,形成有机基团,具有有机树脂与无机材料双重属性,表现出良好的性能,耐氧化性高、耐油以及可以有效防止紫外线老化和耐热性能。实践中可以看到,在路面裂缝处理以及养护材料应用过程中,主要有双组分室温硫化硅橡胶,其工艺为冷施工,应用方便简单,只需按照预设的比例将A、B两组混合在一起,即可灌缝施工作业。较之于其他材料而言,硅橡胶市场价格相对较高,但是其应用性能和效果明显,尤其是耐候性以及耐老化性非常的显著,大大提高了路面养护年限,一次投入受益长久。在确保路面养护施工质量的基础上,可通在裂缝底部位置加入适当的衬垫材料,可以节约硅橡胶用量。

3 结语

总而言之,随着科技水平的不断提高以及建筑行业的快速发展,各种新型的技术工艺和材料不断出现,可选择性比较大。实践中应当立足于实际,结合路面受损情况,选择其中一种或几种技术工艺和材料,以确保路面养护施工质量。

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[5] 彭京锋,郭鑫伟.沥青路面的损坏原因与养护措施分析[J].江苏科技信息,2017(07).

论文作者:吴玲玲,胥斐

论文发表刊物:《基层建设》2018年第34期

论文发表时间:2019/1/3

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