灌注式半柔性沥青路面技术处置变形病害

摘要

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沥青路面车辙、拥包等变形病害较多,利用传统材料铣刨加铺等修复方式难以提升沥青混凝土材料的强度,“治标不治本”;

2

灌注式半柔性沥青路面技术利用骨料间的嵌挤作用和高强浆液特性来提高材料强度,技术和材料优势比较显著;

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改造后的路面既达到了沥青路面的美观性和舒适度,又拥有水泥混凝土路面的高稳定性,应用范围广泛。

车辙的形成与沥青材料温度敏感特性密不可分,是一种沥青路面特有的、常见的变形类病害,高温和重载更是加速、加剧了车辙病害的形成,一般多出现在平交路口、爬坡段、BRT车道、港口道路等特殊路段。利用传统材料铣刨加铺等修复方式难以提升沥青混凝土材料的强度,“治标不治本”,对车辙病害的治理效果不佳。因此,车辙病害常常年复一年地养护维修,已然成为沥青路面的“顽症”。

沥青路面重度车辙病害

近年来,随着对车辙病害的深入研究和材料技术的不断进步,逐渐形成了利用提升材料强度来解决车辙病害的技术趋势。其中,对沥青进行改性(添加抗车辙剂、高模量剂、高粘剂、岩沥青/湖沥青等改性剂),优化混合料级配(采用骨架结构)的手段来改善修复材料的抗变形性能,以此提升沥青路面的荷载能力。该技术虽然对中等交通及以下一般路段的车辙治理有一定的效果,但对于重载及以上交通的特殊路段却收效甚微。

沥青改性剂

此外,一些管养单位为彻底解决重载及以上交通的特殊路段的重度车辙难题,直接铺筑水泥混凝土路面,以求“一劳永逸”。但这种方式却存在路面施工时间长,交通影响大,施工后的路面舒适度较差,与相接沥青路面不协调等系列问题,倘若配筋设置不合理或者施工控制不严格,路面还容易产生板块断板、网裂、错台等其他病害。

交叉口水泥板断板、网裂

为此,“公路医生”针对上述车辙病害治理难点,研发出灌注式半柔性沥青路面技术和与之配套的灌浆材料、设备,还形成了一套相关施工工艺,并成功应用于多项工程,收到了显著的施工效果。

灌注式半柔性沥青路面技术是在柔性的大空隙沥青混合料(空隙率20%~30%)中灌注高性能复合浆液,形成刚柔复合型路面。该技术通过沥青骨料之间的相互嵌挤作用和高强度浆液特性来提高材料强度,以此提升路面的荷载能力。同时,该材料不仅具有良好的稳定性,抗高温性能、抗水损害性能大大优于普通沥青混凝土,而且具有耐油、耐酸和易着色等特性。

采用该技术改造后的路面既具有沥青路面的美观和舒适度,又拥有水泥混凝土路面的高稳定性,有效解决了沥青路面变形类病害难题。

对比普通沥青路面,该技术优势如下:

抗车辙性能是普通沥青路面的5倍以上,五年内车辙深度小于5mm;

水稳定性更佳,残留稳定度与冻融劈裂比均超过90%。

各路面结构抗车辙性能及使用年限对比数据表

对比水泥路面,该技术优势如下:

施工时无需切缝,车辆行驶噪音小,舒适度高;

道面构造大,抗滑性能好;

路面颜色与沥青路面几乎无色差,道路整体性好。

在实际工程应用中,典型结构方案如下图所示:

灌注式半柔性沥青路面典型结构Ⅰ

灌注式半柔性沥青路面典型结构Ⅱ

1、材料优势

高性能复合浆液是以特种活性粉末为基体,添加了英达自主研发的复合高效改性剂,除具有高流动性能和无泌水、不开裂的优点外,还可加入胶乳增强沥青与浆液的界面黏结力,也可根据需求掺入颜料,制成不同颜色的浆液。

该浆液具有以下性能特点:

●强度形成快,仅需养生2~3h即可开放交通;

高性能复合浆液强度随养生时间增长曲线图

●稠度低、流动性好、无需振捣,灌注率可达90%以上;

●无泌水,路面强度高,耐久性好;

灌注式半柔性沥青路面表面

●不收缩,不开裂;

高性能复合浆液干缩率度随养生时间增长曲线图

●掺入了界面偶联剂,使浆液与沥青混合料结合得更加紧密,整体性更好,不掉粒。室内破坏试验表明:复合试件主破坏面在浆液内部,不在浆液与沥青界面位置;

●采用超分子浸润染色技术对浆液染色,浆液色泽均匀,且颜色耐久。

2、装备优势

●英达自主研制的灌浆设备,能够适应不同的实际工况和应用场景,应用范围广、施工速度快。

●浆液搅拌设备配备自动计量的高精度传感器,浆液配比更精准,还具有高速搅拌功能,浆液搅拌更均匀。

3、综合服务优势

●英达具有材料与技术研究、设备研发与制造、工程检测与施工的专业团队,在各团队相互协作配合下,可对每条道路提供更加专业的养护综合解决方案。

●英达具有专业施工资质、完善的工程项目管理体系,稳定的专业施工队伍和工程师技术团队,重大工程项目施工经验丰富,作业更规范、质量有保障。

灌注式半柔性材料施工工艺流程图

该技术应用广泛,主要包括以下领域:

高速公路:重载交通爬坡段、平交口、匝道、收费站、服务区等;

市政道路:红绿灯口,公交港湾,BRT车道等;

港口:港口范围内集装箱货车通行路段;

机场:飞行跑道,滑行道,停机坪;

桥面铺装:有重载交通通行的混凝土桥面桥面铺装。

巢湖S合马路交叉口

治理前,巢湖S合马路多个交叉路口产生严重的车辙病害,车辙平均深度超过5cm,局部车辙深度甚至超过10cm,严重影响道路通行安全。

年,管养单位为治理这些严重的车辙病害,除继续采用铣刨回铺方式进行治理外,还首次引进灌注式半柔性路面技术对其中3个交叉路口进行治理。施工1年后,分别对两种不同施工方式进行跟踪观测:采用铣刨回铺方式施工的路段车辙深度已超过5cm,而采用灌注式半柔性路面技术治理的路段既没有出现车辙,也未产生其他病害。截止目前,采用灌注式半柔性路面技术治理的路段仍然没有出现车辙病害。

巢湖S合马路灌注式半柔性路面路段与普通路段车辙观测结果

宁连一级公路淮安段

治理前,宁连一级公路淮安段局部路段车辙深度超过10cm。

年11月,管养单位在充分调研灌注式半柔性路面技术后,决定全面采用该技术对宁连一级公路淮安段车辙变形严重的所有交叉口进行治理。截止目前,该路段一直保持良好的状态,并没有出现车辙病害。

宁连一级公路淮安段灌注式半柔性路面路面与芯样

邯郸外环线交叉口

治理前,邯郸外环线部分交叉口路段车辙尤其严重,局部车辙深度超过10cm。

年5月,管养单位采用灌注式半柔性路面技术对车辙最严重路口进行大面积治理,治理面积近m2。截止目前,该路段同样保持良好的状态,没有出现车辙病害。

邯郸外环路交叉口半柔性路面表观与芯样

来源:公路医生

编辑:夏永强审核:卢九章

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