公路养护的解决方案作者曲辉交通部在《公路养护与管理发展纲要(2001-2010年)》中提出到2010年公路养护与管理发展的总体目标是:公路网总体技术水平显著提高,服务水平明显改善;公路养护技术进步的主导作用显著增强,公路管理的信息化程度与发达国家的差距明显缩小;公路管理法规体系基本健全,公平竞争、规范有序的公路养护工程市场体系基本建立,公路养护与管理工作实现跨越式发展。一、公路部门养护机械现状。1、设备配套不合理。长期以来,由于受自身财力所限,公路养护部门忽视机械设备的系统性规划,计划变更的随意性较大,且受管理人员的主观意愿影响较大,机械设备配置不尽合理。机械设备的配置不能完全满足公路养护作业的需要,养护作业需用的设备没有,而现有的设备不能为公路养护作业服务,除公路抢险保通机械外,运输机械和工程机械占大多数,真正从事养护作业的机械却极其短缺。2、系统内部协调不力。由于公路养护基层点多、线长、面广、量大,施工作业流动且分散,机务管理部门难以及时掌握养护机械的运行状况及分布动态,对机械维修、保养、使用、核算、管理等各个环节难于形成一体化管理,只得听任于基层养护部门自行维护,使操作与管理脱节,不利于从整体上提高机械的系统性和相互协调性,不利于公路养护工作的开展。3、人员素质偏低,设备利用率不高。基层公路养护机械操作手多为拖拉机驾驶员,大部份道班工人对现代化的养护机械设备操作知识掌握很少。加之基层道班工人的文化水平较低,在实际使用中往往忽视机械性能、专用功能等技术要求,只追求速度快、数量多,不具备科学操作的能力和资格,只懂得使用,不知道维护和保养,在极短的时间内设备就失去了使用价值。4、机械使用的成本过高。专业养护机械设备的使用能大大降低基层养护工人的劳动强度,同时也能提高劳动工作量和路面养护施工质量。但机械使用过程中的成本过高,致使基层单位对设备的使用积极性受到限制。如热墙养护车的热墙加热系统,一天所耗的液化气较大。这对于大多数公路养护单位来说都是无法承受的,因此只有放弃加热墙不用而继续采用传统的冷补方式。二、充分了解道路养护的工艺过程,为养护单位提供更好的解决方案。A、水泥路面的养护。1、水泥路面的养护维修方法。水泥混凝土路面是一种刚度大、扩散荷载能力强、适应性较广的路面结构。由于施工、养护及设计理论等的局限,路面往往过早地损坏,其中比较常见的是由于水渗入路面基层,使基层强度降低,加之板底水分难以排出,在重复荷载作用下,板底水受到反复挤压、抽吸,致使板块纵横向接缝、板块边缘与路肩内侧结合部产生卿泥,随着卿泥的排出,逐渐形成空隙和错台,板底脱空逐步增大,最终导致板块损坏。板底脱空初期还未严重影响到路面的正常使用,但随着时间的推移、荷载作用次数的增多,损坏逐渐加剧,若不及时维修,将为以后的修补带来很大困难。水泥混凝土路面平常所采用的养护方法无非就是当发现有裂缝时进行灌缝处理。这种处理方法只能解决路面防水问题,从根本上没有解决水泥混凝土路面的病害。正确的解决方法是:填充板底脱空、添补空隙整治错台现象。采用的施工方法为:板底压浆。2、水泥路面养护工艺即板底压浆工艺介绍。2.1板块调查。水泥混凝土路面板块和基层之间出现空隙、空洞而导致路面损坏,对这种脱空的判断一般是通过板角弯沉测定和板块使用状况综合确定。(1)板块状况。将所有的板块编号,区分完好板、断板(断裂成两块、断角)、破碎板(破裂成三块以上)等几种类型。完好板、断板形成脱空大致有几种情形:下雨之后,板块周边接缝有卿泥;当重型车辆驶过时能感觉到两板之间有明显相对垂直位移;当重轴车辆行过,人站在板边能听到空洞声;错台逐渐加重的板块。(2)弯沉测定。在每块板板角布置测点,用标准轴载和轮压的100kN测试车测出四个板角的单点弯沉值,将全线除破碎板块以外的每块板的弯沉值测好后,以1---2km为一段,按95%的保证率计算该段代表弯沉值,每块板实测单点弯沉值若大于该段代表弯沉值,这块板就有可能脱空。2.2压装材料选择与用量。(1)材料选择。采用水泥、粉煤灰混合料,并掺外加剂,另外还可根据具体情况添加其它掺和料。考虑到黑龙江省情况和防水、增强柔性的需要,施工时添加了一定剂量的乳化沥青。水泥一般采用525#普通硅酸盐水泥。粉煤灰必须符合路用标准,不含土块、砂石等杂质,其颗粒级配和球形形状使它具有填充细小空隙所需要的流动性。外掺剂包括减水剂、早强剂、膨胀剂,以补偿收缩,提高早期强度。(2)砂浆用量。每块板的灌浆量随板下空隙大小而变,一般为0.03一0.09MI.(3)砂浆配比。水泥:粉煤灰:水=1:2-3:1.5-2.7d的抗压强度不小于5MPa。2.3压浆设备与人员1、设备一个工作台班需要的设备为空压机1台、钻孔机1台、压浆机1台、小型农用车2一3台。2、人员一个工作班需要人员共12人,其中班长1人,钻孔2人(钻孔1人、驾驶员1人),压浆7人(控制压力1人、拌和砂浆1人、灌浆2人、卸压嘴2人、驾驶员1人),封孔与维持交通2人。2.4压浆工艺1、准备阶段在板的四个角选择孔位,距板边各50cm为宜,进行钻孔,钻头直径5cm,孔应保持垂直,其深度要穿透板块并稍经过稳定的基层,用吹气的方法形成空腔以便于砂浆初始分布。用5cm长橡胶管安插在孔口作为衬垫,橡胶管外径与孔径一致为宜,以便使灌浆栓塞与孔口紧密结合,防止漏浆。钻孔后用红漆在板面标注各孔压浆顺序,对于单车道需压浆的板块,沿纵向按弯沉值由大到小顺序压浆;对于双车道板块均需压浆的,沿纵向由弯沉值最大的一点开始顺序压浆,先中部,后边部,两板间各增加一孔。2、压浆阶段首先制备砂浆。将水泥、粉煤灰按比例放人搅拌筒内,搅拌15s,然后加人所需的外加剂等搅拌15s,再加水或乳化沥青等搅拌均匀。将灌浆栓塞打人孔中,栓塞底部适当离开基层,软管出料口套在栓塞上并固定好,开始连续地向泵内送砂浆,直至观察到砂浆从一个孔流人另一个孔。当砂浆泵压力迅速升高达2.0MPa时停止泵送,然后将压力值降至1.5-1.8MPa,保持约2min,打开卸荷开关,压力回零;再次泵送,压力又达2.0MPa,停止泵送,待压力稳定在某值约2min时卸荷,压力回零。停止泵送由压力计自动保护装置控制。一个孔灌满浆后,应拔出灌浆栓塞,插上木塞。3、养生阶段灌浆后,残留在板面上的浆料要及时冲扫掉,应避免浆液流人缝隙。当相邻板均灌浆完毕后,取出木塞,用快凝水泥砂浆或快硬密封胶密封孔口并抹平。灌浆后的2h内应避免车辆通过灌浆区。一般养生期3d。达到养生期后,通过弯沉检测,若板块出现单点弯沉值大于控制代表值再一次钻孔补灌。2.5实例分析压浆板块确定原则为:(1)对于2条或2条以上裂缝的破碎板、缝隙较大的断板、弯沉值大于40的板块不予压浆处理,可凿除重浇;(2)对于单点弯沉值20140的板块,采取压浆处理;(3)弯沉值在20以内,但伴有卿泥现象或形成错台的板块,采取压浆处理。压浆效果:养生一周后,实测单点弯沉值均小于200。2.6结论综上所述,对板底压浆工艺在水泥混凝土路面养护中的应用,可以得出以下结论:(1)适用于完好板、断板,可以减少卿泥、脱空,从而减缓板块的破损,延长使用寿命。(2)能减小弯沉,提高基层和板块结构的整体支承作用。(3)便于小型机械和人工作业。(4)可以降低综合维修成本。(5)与修筑排水盲沟、封堵板块裂缝或接缝一起实施,是旧水泥路面综合整治的有效措施之一。但板底压浆也存在一些有待完善的问题:如压浆过程易漏浆、压浆通道易阻塞、压浆是否饱满的现场判定比较困难,需要积累经验等。应在今后的维修实践中不断探索更有效的板底压浆技术和施工工艺。3、相关设备介绍。水泥注浆车水泥注浆车是由河南省某企业生产的主要用于水泥路面的养护施工,以解决板底脱空、板块沉陷、错台等病害,还可用于边坡处理等工艺。该车为自主研制,历经多年施工实践,不断优化,具有很强的实用性,性价比高。该车特点:1.结构紧凑、移动灵活,适合城市化道路施工。2.独立电源,双缸搅拌,确保连续施工,提高工效。3.搅拌系统动力强劲、搅拌效果好、成浆快,提高施工质量。4.双泵注浆,变频调节,使板底脱空彻底充盈且不易断板。5.可选配电子流量仪,实时监控注浆量。B、沥青路面的养护。沥青路面在长期的使用过程中,由于车辆的反复作用及气候和环境的影响,必然会出现各种各样的损坏现象。同时,由于超载车辆长期超负荷运营,更加快了道路病害的产生。因此,沥青路面养护的目的是:“经常保护公路公共设施的完好状态,及时恢复损坏部分,保障行车安全、舒适、畅通”。养护方针是“预防为主、防治结合”。养护工作一般分为两种:预防性养护和修复性养护。预防性养护工作旨在保护路面并减小路面质量下降速度,修复性养护工作旨在修复特定的路面破坏或损坏区域。及时的预防性养护能延缓在交通与环境施加的荷载作用下路面损坏的时间,从而提高沥青路面的使用寿命。1、沥青路面病害及成因。沥青路面的损坏所表现出的形态和特征是多种多样的,这是因为导致路面出现损坏的原因是多方面的。根据沥青路面损坏的形态、特征和因素,可将路面的损坏分为裂缝、变形、表面损坏三大类。(1)横向裂缝:即与路面中线近于垂直的裂缝。裂缝起初大多出现在路面两侧的硬路肩,逐渐发展而贯通全路幅。贯通裂缝沿路面大致呈均匀分布。横向裂缝通常不是由于荷载作用引起的,而是由于低温收缩或半刚性基层收缩产生的。冬季低温冻缩是诱发横向裂缝的重要因素。(2)纵向裂缝:即与路面中线大致平行的裂缝。大多出现在半填半挖路基或路面加宽处。其原因是由于压实度不够,高填方路段路基土滑移,路基或基层出现不均匀沉降而产生纵向裂缝。混合料摊铺时纵向施工搭接质量不好,也会出现纵向裂缝。(3)龟裂:即相互交错的疲劳裂缝,形成一系列多边形小块组成的网状开裂。龟裂的初始形态是沿轮迹带出现单条或多条平行的纵缝,而后,在纵缝间出现横向和斜向连接缝,形成网裂。(4)车辙:即路面表面沿轮迹的纵向凹陷。车辙严重是公路病害不同于一般公路的一个显著特点。沥青路面上的车辙,除了影响行车舒适性外,还对交通安全有直接影响。(5)波浪:即路面表面有规律的纵向起伏。产生波浪的主要原因是,路面材料组成设计不合理和施工质量差,使路面材料不足以抵抗车轮水平力的作用。(6)松散:即集料和沥青逐渐脱开并散失。松散可出现在整个路面表面,但由于行车的作用,一般轮迹处比较严重。产生松散的主要原因是由于混合料中沥青含量偏低。沥青与集料粘附性差,或是由于沥青的老化,水的浸入也是产生松散的主要原因。(7)坑槽:即路面上出现的坑洞,是龟裂、松散等其它损坏进一步发展的结果。由于表面水从这些损坏处浸入,停留在基层表面上,在车辆载荷反复作用下动水冲刷基层的细料并逐渐形成灰浆,使沥青面层与基层脱开,灰浆被车辆载荷挤压,通过面层裂缝或面层混合料中的空隙挤到表面,使沥青面层产生网裂,一些碎裂的小块面层或基层材料被车轮带走,而逐步形成坑洞,并不断的扩大。(8)沉陷:即路面表面的局部不均匀凹陷。其产生的主要原因是由于路基土压实度不够,导致路面在横向和纵向产生不均匀沉陷和严重的纵向开裂,同时由于路基压实度差导致路基强度显著降低和路面承载能力不足而产生路面早期损坏现象。(9)泛油:即沥青混合料中的沥青在天气炎热时向上迁移到路面表面,而在冷天时又不存在回逆过程,因而沥青积聚在路面表面,形成一层有光泽的沥青膜。沥青混合料中沥青含量过多,混合料空隙率过小,沥青的高温稳定性差,是产生泛油的主要原因。(10)磨光:即沥青路面在行车作用下集料棱角被磨成圆滑或平滑状。路面表面纹理丧失,路面抗滑能力下降。路面磨光,是由于路面抗滑层集料组成设计和采用集料抗磨性能差所造成。2、沥青路面的养护维修方法。对沥青路面出现的裂缝、坑槽、松散、变形等常见病害,应针对病害的产生原因,并根据路面的结构类型、维修季节、气候条件等实际情况,采取相应的维修措施及时进行处治。⑴.裂缝类病害的维修。沥青路面裂缝类病害分为龟裂,不规则裂缝,纵向裂缝和横向裂缝。对于路面的纵向或横向裂缝,应根据裂缝的轻重按以下要求进行处治:(1)高温季节全部或大部分可愈合的轻策裂缝,可不加处理。(2)轻微裂缝(缝宽