摘要
由于高速公路上車速非???,為了保證高速公路行車安全,必須要保證高速公路的路面狀況良好;另一方面,由于高速公路經常供給大貨車進行貨物長途運輸,對于高速公路瀝青路面的建筑質量與強度也提出了更高的要求。對高速公路瀝青路面建設的建設材料、建設工藝和建設結構進行分析,探求高速公路瀝青路面建筑一體化實現的可行方法。
關鍵詞:瀝青路面;高速公路;一體化
0 引言
當前我國的高速公路普遍存在著路面早期損害較為嚴重的問題,這一問題的產生,不僅會導致高速公路的路況變差,從而威脅到高速公路行車安全,還導致高速公路的維護難度加大,維護成本上升,不利于節約高速公路建設資源。高速公路瀝青路面早期損害現象較為嚴重的一個重要原因就在于,高速公路瀝青路面的建設材料、工藝與結構設計之間存在著一定的不協調,從而導致了瀝青路面的整體質量受到了影響。因此高速公路瀝青路面建設單位在高速公路建設的過程中,應當采用一體化的瀝青路面設計與建造方法,從而促進高速公路整體質量的提升。
1 當前我國的高速公路瀝青路面建設病害現狀
在當前社會主義市場競爭愈發激烈的大環境下,貨物運輸行業從業者為了獲得更高的經濟效益,往往將貨車超載運行,這就對高速公路的瀝青路面造成了極大的損害。在車胎高強度的反復摩擦中,高速公路瀝青路面的表面磨損現象比較嚴重,出現磨光和麻面問題,且瀝青路面的防滑能力減弱,增加了高速公路路面行車的危險程度。又由于高速公路的瀝青層厚度有限,在長期使用的過程中,瀝青層非常容易出現裂縫,瀝青層的高溫性能不同,也經常會導致瀝青層在惡劣使用環境中開裂,出現車轍。近年來部分公路養護單位對高速公路的瀝青路面進行了加厚處理,在一定程度上加固了瀝青層的強度,然而,由于瀝青層上層材料的低溫性能不足,在寒冷天氣的作用下,加厚的瀝青層表面多會出現橫向裂紋。除此之外,我國早期的高速公路建設中引入了西方的磨耗層建造技術方法,但這種技術方法并不適用于我國的自然地理環境,這就導致了高速公路瀝青層空隙率大,在路面積水后瀝青層非常容易滲水,從而導致瀝青層表面開裂,造成路面損害。
2 當前我國高速公路瀝青路面的使用與建設的問題分析
2.1 瀝青混合材料的材料設計與瀝青路面的施工不協調
高速公路的瀝青路面建設是一個整體的過程,無論是對于高速公路瀝青路面的材料混合設計,還是對于瀝青路面的施工建設,都必須采用協調一致的方法,從而在最大限度上的減少瀝青路面的質量問題,提升高速公路瀝青路面整體質量效果。然而在我國的高速公路瀝青路面建設過程中往往將這兩個環節分開進行,這種做法就非常容易導致高速公路瀝青路面建設的一體化水平受到影響,從而為瀝青路面的質量埋下隱患。
2.2 高速公路瀝青路面建設的材料分析
2.2.1 高性能瀝青路面混合材料設計方法
高性能瀝青路面混合料,即Superpave瀝青混合料,是一種高質量的高速公路瀝青路面混合料設計方法,這種設計方法除了對瀝青混合料的原料選擇規范、材料混合設計、混合材料質量分析等都制定出了具體的標準,還將瀝青混合料分為7個PG等級,從而為瀝青材料制作的整個過程都提供了一套有效的瀝青混合料監督管理標準與方法。然而,高性能瀝青混合料設計方法需要配備價格昂貴費專業施工與檢測器材,需要對施工地區的具體自然條件進行詳盡的深入考察,這就導致了采用高性能瀝青混合料設計方法的技術難度較高,成本投入過大。高性能瀝青混合料設計方法當前在國外也并沒有得到全面的應用,在我國也僅有江蘇試驗了該種瀝青路面建設方法,我國的科研工作者還應當繼續對這種瀝青路面建設方法進行改進和提升,從而促使其廣泛應用于我國的高速公路瀝青路面建設中。
2.2.2 OGFC瀝青混合材料設計方法
OGFC瀝青混合材料是一種具有透水性的瀝青混合材料,該種瀝青混合材料最大的優勢就在于其可以有效降低瀝青路面的打滑問題,在雨雪天氣減少水霧,還可以有效降低高速行駛汽車的噪音。OGFC瀝青混合材料設計方法當前已經在日本和美國得到了較為廣泛的應用,我國也將其定為高速公路瀝青路面建設的主要瀝青材料混合設計方法之一。由于OGFC排水式瀝青混合料的抗磨損能力較差,在冬季氣溫低下的寒冷地區非常容易出現空隙被堵塞的情況,從而可能導致冰凍現象的產生,因此OGFC排水式瀝青混合料設計方法并沒有在我國,特別是我國北方得到廣泛的應用與普及。
3 高速公路瀝青路面一體化施工設計研究
3.1 全壽命瀝青路面一體化施工設計
在全壽命瀝青路面建設的過程中,PCI0作為全壽命瀝青路面設計理念中的重要組成部分,是鑒定瀝青路面使用性能的一項重要指標之一。在全壽命瀝青路面一體化建設過程中,首先要對PCI0指數的進行一個精確的評估定位,從而延長瀝青路面的使用壽命,對瀝青路面的建設成本進行正確評估。其次,在全壽命瀝青路面一體化施工過程中要注重對路面施工空隙率的控制。瀝青材料的空隙率是衡量瀝青材料強度是否能夠達到高速公路行車要求的一個重要因素,不同自然環境下的高速公路建設對于瀝青材料空隙度的要求也是不同的,如果能夠研究出精準的瀝青材料空隙度要求標準,就能夠實現全壽命瀝青路面施工一體化的有效技術突破。
3.2 高速公路瀝青路面建設低溫性能材料一體化施工設計
高速公路瀝青層低溫性能不足,是導致高速公路在積水后出現水損害裂縫的最主要原因,特別是在我國北方地區,冬季嚴寒的情況下,瀝青層低溫性能不足導致的裂紋損害更為嚴重,因此有必要對高速公路瀝青路面材料的低溫性能施工設計一體化建設方法進行改進和升級。
SMA瀝青混合料是一種增強高速公路瀝青層低溫性能的良好瀝青混合料,得益于SMA混合料的較高瀝青含量,SMA混合料的低溫勁度往往非常出色,具備更好的低溫性能。
瀝青材料在低溫環境下強度會得到增強,當前我國高速公路瀝青層低溫性能不足導致的裂縫現象產生的一個重要原因就在于,在寒冷氣候條件下瀝青層強度雖然得到了提升,但流變性卻并沒有得到加強。由于瀝青本身的性質,在瀝青強度增強時其流變性必然會出現下降,因此,在高速公路瀝青路面建設的過程中,應當對建設環境的具體氣候溫度條件進行考察,從而在進行瀝青材料制備的過程中對瀝青混合料中的材料進行適當調整,使得瀝青混合料的強度和流變性都能夠達到瀝青層低溫性能的要求。
3.3 高速公路瀝青路面建設高溫性能材料一體化施工設計
高速公路瀝青路面的車轍損害也是影響到高速公路行車安全和高速公路瀝青路面性能的主要損害之一。對于車轍損害的修復不但費用較高,而且對于修復的要求也非常嚴格,修復難度也非常大。瀝青路面車轍損害產生的最主要原因就在于瀝青混合料的高溫性能不足,除了這一原因之外,我國高速公路瀝青路面車轍損害產生的另一個重要原因就是瀝青路面在建設的過程中過于追求平整度,而沒有注重對瀝青層進行壓實,從而導致了瀝青路面的車轍損害現象比較嚴重。
解決高速公路瀝青路面車轍損害的有效方法就是對瀝青混合料的高溫性能進行加強,對瀝青混合料的高溫性能施工設計采用一體化建設方法。瀝青路面集料級比是決定瀝青混合料高溫性能的重要因素之一,集料級配粗的瀝青混合料可以防止車轍損害的產生,但其高溫穩定性會下降,依據瀝青混合料的集料級配組成特性,高速公路瀝青路面在建設的過程中可以依據建設的具體環境情況合理配備瀝青混合料的油石比,在保證瀝青路面高溫穩定性的情況下,最大限度地減少瀝青路面車轍損害的產生。
4 結語
綜上所述,我國的高速公路建設是在吸收西方瀝青路面建設方法的基礎上進行建設的,由于在建設的過程中并沒有結合我國的現實情況,在高速公路的使用過程中出現了較為嚴重的瀝青路面損害現象。為了有效減少高速公路瀝青路面的損害現象,保證高速公路行車安全,高速公路建設單位應當采用一體化瀝青混合料施工設計方法,從而提升我國高速公路建設事業的整體水平。