預防性養護技術措施及適用範圍

2023-02-11 12:21:03 字數 4918 閱讀 8722

當前,「預防性養護」在我國還不是乙個標準的專業術語,對預防性養護尚無統一界定,造成預防性養護措施選擇的混亂。本章根據預防性養護的起源和發展,以及國外對預防性養護的理解,考慮國內外養護技術規範的差異,明確了預防性養護的定義和內涵。調研分析了安徽省瀝青路面常用的預防性養護措施,闡述了常用瀝青路面預防性養護措施的基本特性,總結了不同預防性養護技術措施適用條件,建立了面向瀝青路面病害的預防性養護對策庫。

目前,交通部相關技術規範中並未給出預防性養護明確定義,「預防性養護」還不是乙個標準的專業術語。因此,對於預防性養護技術的定義和內涵理解存在差異。

預防性養護的概念起源於上個世紀70年代末期。2023年,blum 和phang 結合加拿大路面管理系統專案正式提出了路面預防性養護的概念,這是最早關於路面預防性養護概念的報導。2023年,美國公路戰略研究計畫(shrp)開展了代號為sps-3的養護費用-效益(maintenance cost-effectiveness)的柔性路面預防性養護技術試驗路的研究專案。

該專案將坑洞修補、裂縫處治納入預防性養護範疇。2023年aashto提出了預防性養護的定義,即公路預防性養護是一種成本效益處置計畫策略,它是針對已建公路系統及其附屬設施,延緩破壞時間、保持或提高系統功能性狀況,但不提高結構承載能力的週期性養護措施。

2023年,美國路面維護**會(fp2,foundation for p**ement preservation)研究認為,預防性養護關鍵是「適當時機採用適當處治技術」,這反映了觀念、策略和方向上的巨大轉變。應當指出,「灌縫、補洞」等技術措施是「即現即修」,不存在「適當時機」問題,因此坑洞修補、裂縫處治不應納入預防性養護範疇。

1.1 預防性養護的界定

當前,「預防性養護為主、修復性養護為輔」的公路養護理念已經得到認可和踐行。但是,按照交通部現行的路面養護技術規範,一般將瀝青路面養護作業分為「小修保養、中修工程、大修工程和專項工程」四種。這使得預防性養護處於尷尬的局面,一方面管理部門很難明確預防性養護的地位,另一方面也難以獲得相關預防性養護工程計畫資金。

美國將路面養護維修作業分為:預防性養護、修復性養護、路面翻修和路面重建。因此,坑洞修補、裂縫處治等日常養護技術可以納入預防性養護範疇。

參考我國現行規範,可將預防性養護定義為介於小修保養與中修工程之間養護作業,其主要目的是推遲路面大中修時間並節約了大量養護費用。

1.2 預防性養護的內涵

路面預防性養護是一種複雜系統工程,其內涵十分豐富,包括路面狀況評價、使用效能**、養護路段劃分、養護措施選擇、養護時機確定、養護效果評價等問題。從技術角度上來講,公路預防性養護關鍵主要是解決3w的問題,即什麼樣的時機(when)、採取什麼措施(what)、用在什麼樣的道路上(where)。

預防性養護的核心思想是要求採用最佳成本效益的養護措施,強調養護管理的計畫性。為實現「在最佳時間內對合適的路段採取有效措施」,必須對路面狀況科學評價的基礎上,基於路面效能衰變規律、費用-效益分析確定養護時間和養護技術。

準確地評價路面狀況是明確養護需求,制定預防性養護策略的基礎。對於瀝青路面,可綜合考慮pci、rqi、sfc或bpn、ssi等指數進行評定。對路面進行全面評價形成單項評價指標,每個單項指標都應該存在個閾值用於進行預防性養護的決策。

在評價指標值達到閾值之前都可以採取預防性養護措施, 而一旦超過此值則不再適合預防性養護。

養護時機的確定通常是建立關鍵路用效能指標的觸發值,通過路用效能**或實地檢測獲取某路用效能指標的資料,一旦發現該路用效能指標達到其觸發值,則認為此時需採取預防性養護措施。如美國採用pci進行控制,pci在60~75時,要開展預防性養護。而這種方法的基礎是建立路面效能變化規律**模型。

目前國內外常用的**方法可分為確定型方法和概率型方法。在我國,確定型方法較為常用,即通過歷年來路面效能變化規律進行外延來推測,通常為指數型。

養護措施的選擇主要基於路面狀況、養護技術適用條件和效益費用分析。其中效益費用分析在多種養護措施同時適用時起到關鍵作用。可採用全壽命週期路面成本進行分析,即在路面全壽命週期內的路面建設費用和養護費用的總和進行分析。

也可簡單地採用等效年度費用(單位成本/預期壽命)進行分析。

預養護措施是預養護計畫實施的手段,在70年代,美國就開始使用預防性養護措施。根據預養護的定義,預養護措施主要作用在路面結構完好的路面上,用來改善路面的表面使用效能和耐久性。美國常用的預養護措施主要包括以下這些:

(1)灌縫(crack seal),採用密封材料填入路面的裂縫內,防止水和雜物進入路面內部,加速路面的損壞。裂縫修補包括裂縫的清理、灌填空間的形成(如切割)和填縫料的灌入。這種措施在國內外都得到了廣泛的應用,在國內被作為小修保養的範圍,單其使用材料施工工藝需要進一步的規範化。

圖2-1 灌縫

(2)霧封層(fog seal),採用機械裝置將稀釋的慢凝乳化瀝青噴灑在路面上,密封細小的裂縫和孔隙,防止路面的鬆散和老化。

圖2-2 霧封層

(3)碎石封層(chip seal),是指在路面上直接灑佈瀝青(一般為乳化瀝青),緊跟著撒布一層集料,然後用輪胎壓路機進行碾壓。碎石封層主要用來防水、修補細小的裂縫(主要為與荷載無關的裂縫)、改善抗滑效能,在美國大量使用在低交通量道路和城市道路。近年來美國對碎石封層在大交通量道路和高速公路上的應用也展開了研究。

碎石封層可以是單層應用也可以是多層應用。

圖2-3碎石封層

(4)砂封層(sand/flush seal),與碎石封層的結構和工藝類似,區別在於砂封層在灑佈乳化瀝青後覆蓋的是砂或則細集料。砂封層可以用來富養乾燥、氧化的瀝青路面表面,防止鬆散,阻止水的滲入,增加路面的抗滑效能。該措施在國內的下封層中有廣泛應用,單在面層的使用還缺乏經驗。

(5)稀漿封層(slurry seal),指在路面上攤鋪一層由級配良好的細集料、礦物填料和慢凝乳化瀝青組成的混合料。封層的厚度一般在3~12mm。稀漿封層可以有效地阻止鬆散和充填物的損失,改善路面的抗滑效能。

適用於由於老化而引起的損壞,不適合於要引起剝落或則路面時開裂的情況。

(6)微表處(microsu***cing),微表處是稀漿封層的一種型別,一般使用聚合物改性的乳化結合料、高質量的填料和一些新增劑。微表處可以有效地改善路面的抗滑效能,修復車轍(<=40mm)和輕微的表面不規則,防止路面的老化和鬆散。微表處的層厚一般在10~20mm。

(7)復合封層(cape seal),是指在碎石封層之上再施工一層稀漿封層。稀漿封層的採用可以減少碎石層的石料損失。復合封層可以提供密實防水的表面,並具有很好的抗滑效能和行駛質量。

(8)就地熱再生(hot in-place recycling),就地熱再生有三種形式:熱翻鬆(heater-scarification)、重鋪處理(rep**ing process)和重拌和處理(remixing process)。翻鬆在美國的60年代和70年代早期使用較多,該措施先採用裝置加熱路面,然後使用機械翻鬆路面,同時加入**劑,最後整平壓實,處理的厚度不大於50mm。

重鋪處理包括加熱路面,翻鬆或洗刨面層到一定深度(一般為19~25mm),加入再生劑進行混合,整平後攤鋪一層新的熱拌混合料磨耗層,然後壓實。重拌和處理包括加熱路面,翻鬆或洗刨路面,把舊料**到拌和裝置中,加入白料和再生劑重新拌和,然後再攤鋪到路面上形成單

一、均勻的面層。就地熱再生的處理的厚度一般為25~50mm。就地熱再生近年來在國內開始在上海、江蘇等地得到了初步引用。

(9)薄熱拌瀝青混凝土加鋪層(thin hot-mix ac overlay),包括密級配、開級配和斷級配熱拌瀝青混合料加鋪。hma加鋪層可以改善路面的行駛質量、提供表面排水和抗滑、修復路面表面的不規則變形。厚度一般在20~50mm。

(10)超薄抗滑層(ultrathin friction course),指採用特殊的裝置在相對較厚的聚合物改性乳化瀝青塗層上再攤鋪一層超薄的斷級配hma,以提高路面的抗滑效能,厚度約在10~20mm。

(11)刷入封層(scrub seal),指在路面表面噴灑一層聚合物改性瀝青,然後用特殊的刷子把瀝青刷入路面的裂縫和空襲中,再均勻地撒一層砂或者細集料,再把集料和瀝青的混合物刷一遍,最後用輪胎壓路機進行碾壓。刷入封層一般適合於在低交通量的道路使用,主要用來填縫和孔隙。國內的在路面表面塗刷瀝青還原劑也可以認為是刷入分層的一種。

通過調研,目前安徽省常用的預防性養護措施主要是:(1)霧封層(fog seal) ;2)碎石封層(chip seal);(3)稀漿封層(slurry seal);(4)微表處(microsu***cing);(5)薄層加鋪(thin hot-mix ac overlay);(6)就地熱再生(hot in-place recycling);(7)再生劑噴塗類。

霧封層是將乳化瀝青、改性乳化瀝青或瀝青路面養護劑等流體狀的材料,經噴灑機械噴灑在瀝青路面上,進而達到封閉路面孔隙,穩定鬆散集料,修復路面老化的預防性養護目的。主要用來密封面層,防止或減少水份的滲入,阻止路況繼續惡化,改善老化變硬的瀝青效能。霧封層工作原理見圖2-4。

圖2-4 霧封層工作原理

霧封層適合路面表面貧油、細顆粒脫落等病害情況,也適用於路面出現輕微的縱向、橫向或塊狀裂縫,防止雨水與紫外線對瀝青路面的損壞。霧封層的防護機理見圖2-5。霧封層的實施與應用效果分別見圖2-6~3-8。

圖2-5 霧封層的防護機理

圖 3-6霧封層的實施

圖2-7 瀝青路面霧封層施工前後

圖2-8 霧封層施工前後瀝青路面表面狀況對比

霧封層這種養護措施對結構強度沒有貢獻,但是能降低通過疲勞裂縫而引起的水損壞,這種方法對於選擇適當的養護時機非常重要,如果養護時間偏後,病害發展嚴重,霧封層的使用效果就會大大降低。由於霧封層會使路面摩擦係數降低,因此這種養護技術不適合路面摩擦係數較低的路段。由於霧封層使用的乳化瀝青中的乳化劑型別為慢凝型乳化劑,所以需要時間使其凝固,一般是中斷2h的交通來使其進行養生。

碎石封層,是指在路面上直接灑佈瀝青,緊跟著撒布一層集料,然後用輪胎壓路機進行碾壓。

碎石封層主要用來防水、修補細小的裂縫(主要為與荷載無關的裂縫)、改善抗滑效能,在美國大量使用在低交通量道路和城市道路。近年來美國對碎石封層在大交通量道路和高速公路上的應用也展開了研究。按採用的照瀝青形式,可分為乳化瀝青、稀釋瀝青、改性瀝青等型別。

按照應用工程,可分為瀝青路面封層、橋面防水封層、與稀漿封層/微表處理結合施工形成的開普封層、瀝青路面防反射裂縫應力吸收層sami等。按照施工順序來,可以分為非同步與同步碎石封層。碎石封層按照鋪裝層數與材料,可分為單層、雙層、嵌擠式、開普與纖維封層等型別;

春檢預防性試驗安全技術措施

春檢預防性試驗 安全技術措施 山西臨汾西山生輝煤業 二 一二年六月十二日 春檢預防性試驗安全 技術措施 批准 總工程師 審核 安監處 礦排程通風科 生產技術科 機電 科 編制春檢預防性試驗安全技術措施 一 負責單位 機電 科 二 時間 8時 30 分 19 時 三 總負責人 楊建法技術總負責人 張禎...

井下變電所預防性試驗安全技術措施

井下高壓供電裝置 春季預防性試驗安全技術措施 總工程師 生產礦長 機電礦長 安全礦長 排程室 安監處 通風區 機電部 機電隊 編制 二 一三年一月三十日 井下高壓供電裝置 春季預防性試驗安全技術措施 為保證礦井供電系統的安全穩定執行,與2013年 2 月4 日 8時分對井下高壓供電裝置進行春季預防性...

水泥混凝土路面預防性養護養護措施效益分析

摘要 本文對水泥混凝土路面的特點,預防性養護及預防性養護的效益等進行了較為系統的闡述分析 同時重點介紹了在不同路況下的預防性養護對水泥混凝土路面服務壽命期的影響。關鍵詞 最佳時機矯正性養護路況指數預防性養護功能成本 近年來,水泥混凝土路面作為我國公路建設的的主要高等級路面結構,作為高階路面,雖然具有...