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摘要: 排水性沥青路面以其安全降噪的优点在国内外得到广泛应用,但其大空隙的特点,导致其易被飘尘、泥沙等物堵塞而产生功能衰减。本文通过一种国产排水性沥青路面恢复车对堵塞路面进行清洗养护,分析该机能恢复车的清洗效果并提出了预养护的重要性。清洗结果表明,国产排水性沥青路面恢复车无论对于浅层或深层堵塞都有明显的清洗效果,能在很大程度上恢复排水性沥青路面的排水功能。
关键字: 排水性,沥青路面;检测
引言
沥青混凝土路面是目前国内高速公路面层普遍采用形式,一般分为下面层、中面层、抗滑层。在二十世纪八十年代末,随着我国改革开放的深入,基础设施建设逐渐兴起,高速公路建设在我国开始实施并在九十年代得到迅速发展。高等级的路面工程正是在这样的情况下大规模使用,在这方面,引进了先进国家的技术、设备,在深入研究的基础上,制定了技术标准和质量标准。建立了较现代化的施工体系和参照FIDIC条款的工程监理制度。高速公路在行业化、系统化方面打下了一定基础。但也感到,就路面面层施工的全过程,有必要在技术管理和实施监理方面不断地具体化,使之更科学、更系统。路面面层的全面质量控制,主要从材料的使用、配合比的设计和混合料的拌和、现场作业、试验检测及评定等几个方面来实现。
一、排水性沥青路面以其排水降噪、安全环保等诸多优点
(一) 沥青混凝土路面特征分为路面细构造特征和粗构造特征。路面细构造特征是指集料表面的构造,通常采用石料磨光值(PSV)表示,它在行车速度较低(30~50 km/h)时对路面抗滑性能起决定作用;路面粗构造特征是指路表面外露集料间形成的构造,它的功能是使车轮下的路表水迅速排除,以免形成水膜。粗构造对高速行驶的车辆起主要作用。
从以上分析可以看出,沥青混凝土中集料的作用非同小可,为了保证行车安全,在进行施工时,一定要加强集料质量的控制。通过试验可以知道,集料的粗度、形状和表面粗糙度对沥青混凝土表面的抗滑性能有较明显的影响。具有较显著的面和棱角,各尺寸相差不大、均匀,近似正方体以及具有明显细纹、突出的粗糙表面的集料,经碾压后能相互嵌挤锁结,形成较好的沥青混凝土路面粗构造。另外集料的硬度、耐磨性对沥青混凝土路面结构也有较大影响。硬度低、耐磨性差的矿料,虽然在路面施工初期也会形成较粗糙的表面,但经行车碾压和磨耗作用,原来粗糙的表面很快就会被磨光,使路面的抗滑性能急剧下降,不能保证行车安全。
(二)在国内外得到广泛应用。自上世纪60年代前联邦德国首次铺设此种路面后,欧亚诸多国家纷纷大量推广铺设。1996年国内首条排水性沥青路面在杭州金华诞生,随之在全国各省市陆续展开[1-3]。
然而由于其大空隙的特点,长时间的服役后,空隙内积聚了大量的飘尘、泥沙,经过雨水浸润后板结形成堵塞,造成连通空隙减小,与此相关联的排水通道受阻,噪音消减空间渐小,导致其排水、降噪等功能性指标逐步衰减,堵塞情况
目前国内外针对堵塞问题展开了一系列研究,常用的方法有化学方法和物理方法。其中化学方法一般采用过氧化氢(双氧水)等化学药剂与堵塞物进行化学反应后清洗堵塞物[4-6],然而由于化学药剂昂贵的价格、剧烈的反应过程以及对周围环境的影响,性价比较低;物理方法则是通过喷射水或空气将堵塞物打散打碎,随后将污物吸走,这种方法明显降低了成本,安全无污染,且操作更为方便。目前物理方法的实施一般采用专用的设备,即所谓“机能恢复车”。
二、国产排水路面机能恢复车应用过程
上海浦东路桥建设股份有限公司自2002年起开始研究排水路面,于2002年10月铺设了上海第一条排水性路面浦东北路,并在至今的8年时间里,铺设了13条排水性沥青路面,总长度超过40公里。
其中,除了2009年底建成通车的中环线(浦东段)和浦东国际机场北通道高架排水路面因时间过短尚未进行路面回访外,其余道路均已进行跟踪回访。经过回访发现,上述排水路面均出现了不同程度的堵塞现象,典型数据见表1。
以上道路均未实施过功能性养护措施,张衡路和洲海路建成年限较短,且建成后周围绿化施工不规范,因此渗水系数稍有下降;冬融路周围环境较好,且无重型车经过,但因建成后并无养护,排水功能衰减较大,而其他几条排水路面因建成年限较长,排水功能锐减,有些甚至几乎丧失了排水功能。
上述路段建设时间不一,且通车后交通流量等环境因素的变动较大,本次回访未对空隙堵塞后降噪指标的衰减进行检测。由于排水和降噪机能都建立在大空隙的基础上,所以空隙堵塞对两者的影响应该具有相类似的趋势。
从上述路段现状来看,除了铺设时应慎重选择合适的应用环境之外,后期进行功能性养护也是非常必要的。
目前国外已研发出多种类型的排水性沥青路面机能恢复设备[7],但高昂的成本费用限制了其更广泛的推广应用。从2007年起,上海浦东路桥建设股份有限公司与河南省高远养护设备有限公司共同合作,对排水性沥青路面的堵塞问题进行研究,共同开发了一种符合国内实际情况的排水性沥青路面机能恢复设备?——排水性沥青路面铺装层机能恢复车,并于2009年10月份在上海进行路试。
三、 国产排水性路面机能恢复车的机能介绍
国产排水性路面铺装层机能恢复车采用的是高压水冲洗+真空抽吸的原理,通过竖直高压水冲刷,同时沿路面以+45℃与-45℃的两个角度喷射高压水或空气,将已经板结的泥沙打散打碎,通过射流发生器与特殊喷嘴的组合设计,在铺装层内部空隙中产生气泡,气泡内爆裂后对泥沙等产生冲击,并将其冲散,这就是“气穴效应”。随后通过车辆上的真空抽吸系统将泥沙等杂物吸起回收,从而达到清洗泥沙、恢复路面机能的效果,如图2所示。国产排水性路面机能恢复车 。
四、路试结果与分析
洲海路建成于2009年2月,由于铺设后绿化施工和管理等原因,目前属于浅度堵塞。路试过程选取了几个不同堵塞程度的截面经过清洗后的渗水情况,从图4可以明显地看出,洲海路清洗前的渗水系数整体较高,属于浅度堵塞路面,清洗1遍即可基本恢復到刚建成时的要求。即便像第ⅴ截面,清洗前表面严重堵塞,渗水系数接近于0。经国产机能恢复车清洗一遍后渗水系数有巨大提升,这是因为此处的堵塞物多为浮灰,并未板结,因此清洗一遍即可有很大效果。因此国产排水性路面铺装层机能恢复车对于轻度浅层堵塞的排水性路面,有着极佳的清洗效果。
结束语
在施工及监理工作中的实践,整理形成对沥青混凝土路面面层施工及监理工作的思路,以利于实际工作的具体操作和质量保证的系统性。本人认为,业务水平的扎实,掌握知识的详尽,组织的合理严密,工作的系统连贯、重点突出是施工和监理工作取得成效的关键,也是工程质量得到保证的关键。
参考文献
[1] 刘义怀,俞礼军,汪宽平,曹东伟. 排水性沥青路面技术应用与工程案例 [J].公路交通科技,2006年10期.
[2] 樊统江,贾敬鹏,陈富强,徐栋梁.排水沥青混凝土路面技术及其在日本的发展 .公路,Highway.2007年 01期.
[3]松野. 欧美的排水性路面.沥青. NO .177,1993.
[4] 排水性舗装の機能回復手法に関しての検討、道路建設、pp56-65、(1993.10).
[5] 矢岛富广,小林正稔,松冈直人.东京都における透水性舗装と透水能回复方法.舗装,1984,2.
[6] 曾宏德.油泥清洗工艺中的药剂化学研究[D] .大连理工大学,环境工程.2006.5.
[7] 上田宏.高速型排水性铺装路面机能恢复维持车.世界东急工业(株)技术部.
[8][日]森永教夫.日本铺装技术答疑[Z],北京:人民交通出版社.2006.
关键字: 排水性,沥青路面;检测
引言
沥青混凝土路面是目前国内高速公路面层普遍采用形式,一般分为下面层、中面层、抗滑层。在二十世纪八十年代末,随着我国改革开放的深入,基础设施建设逐渐兴起,高速公路建设在我国开始实施并在九十年代得到迅速发展。高等级的路面工程正是在这样的情况下大规模使用,在这方面,引进了先进国家的技术、设备,在深入研究的基础上,制定了技术标准和质量标准。建立了较现代化的施工体系和参照FIDIC条款的工程监理制度。高速公路在行业化、系统化方面打下了一定基础。但也感到,就路面面层施工的全过程,有必要在技术管理和实施监理方面不断地具体化,使之更科学、更系统。路面面层的全面质量控制,主要从材料的使用、配合比的设计和混合料的拌和、现场作业、试验检测及评定等几个方面来实现。
一、排水性沥青路面以其排水降噪、安全环保等诸多优点
(一) 沥青混凝土路面特征分为路面细构造特征和粗构造特征。路面细构造特征是指集料表面的构造,通常采用石料磨光值(PSV)表示,它在行车速度较低(30~50 km/h)时对路面抗滑性能起决定作用;路面粗构造特征是指路表面外露集料间形成的构造,它的功能是使车轮下的路表水迅速排除,以免形成水膜。粗构造对高速行驶的车辆起主要作用。
从以上分析可以看出,沥青混凝土中集料的作用非同小可,为了保证行车安全,在进行施工时,一定要加强集料质量的控制。通过试验可以知道,集料的粗度、形状和表面粗糙度对沥青混凝土表面的抗滑性能有较明显的影响。具有较显著的面和棱角,各尺寸相差不大、均匀,近似正方体以及具有明显细纹、突出的粗糙表面的集料,经碾压后能相互嵌挤锁结,形成较好的沥青混凝土路面粗构造。另外集料的硬度、耐磨性对沥青混凝土路面结构也有较大影响。硬度低、耐磨性差的矿料,虽然在路面施工初期也会形成较粗糙的表面,但经行车碾压和磨耗作用,原来粗糙的表面很快就会被磨光,使路面的抗滑性能急剧下降,不能保证行车安全。
(二)在国内外得到广泛应用。自上世纪60年代前联邦德国首次铺设此种路面后,欧亚诸多国家纷纷大量推广铺设。1996年国内首条排水性沥青路面在杭州金华诞生,随之在全国各省市陆续展开[1-3]。
然而由于其大空隙的特点,长时间的服役后,空隙内积聚了大量的飘尘、泥沙,经过雨水浸润后板结形成堵塞,造成连通空隙减小,与此相关联的排水通道受阻,噪音消减空间渐小,导致其排水、降噪等功能性指标逐步衰减,堵塞情况
目前国内外针对堵塞问题展开了一系列研究,常用的方法有化学方法和物理方法。其中化学方法一般采用过氧化氢(双氧水)等化学药剂与堵塞物进行化学反应后清洗堵塞物[4-6],然而由于化学药剂昂贵的价格、剧烈的反应过程以及对周围环境的影响,性价比较低;物理方法则是通过喷射水或空气将堵塞物打散打碎,随后将污物吸走,这种方法明显降低了成本,安全无污染,且操作更为方便。目前物理方法的实施一般采用专用的设备,即所谓“机能恢复车”。
二、国产排水路面机能恢复车应用过程
上海浦东路桥建设股份有限公司自2002年起开始研究排水路面,于2002年10月铺设了上海第一条排水性路面浦东北路,并在至今的8年时间里,铺设了13条排水性沥青路面,总长度超过40公里。
其中,除了2009年底建成通车的中环线(浦东段)和浦东国际机场北通道高架排水路面因时间过短尚未进行路面回访外,其余道路均已进行跟踪回访。经过回访发现,上述排水路面均出现了不同程度的堵塞现象,典型数据见表1。
以上道路均未实施过功能性养护措施,张衡路和洲海路建成年限较短,且建成后周围绿化施工不规范,因此渗水系数稍有下降;冬融路周围环境较好,且无重型车经过,但因建成后并无养护,排水功能衰减较大,而其他几条排水路面因建成年限较长,排水功能锐减,有些甚至几乎丧失了排水功能。
上述路段建设时间不一,且通车后交通流量等环境因素的变动较大,本次回访未对空隙堵塞后降噪指标的衰减进行检测。由于排水和降噪机能都建立在大空隙的基础上,所以空隙堵塞对两者的影响应该具有相类似的趋势。
从上述路段现状来看,除了铺设时应慎重选择合适的应用环境之外,后期进行功能性养护也是非常必要的。
目前国外已研发出多种类型的排水性沥青路面机能恢复设备[7],但高昂的成本费用限制了其更广泛的推广应用。从2007年起,上海浦东路桥建设股份有限公司与河南省高远养护设备有限公司共同合作,对排水性沥青路面的堵塞问题进行研究,共同开发了一种符合国内实际情况的排水性沥青路面机能恢复设备?——排水性沥青路面铺装层机能恢复车,并于2009年10月份在上海进行路试。
三、 国产排水性路面机能恢复车的机能介绍
国产排水性路面铺装层机能恢复车采用的是高压水冲洗+真空抽吸的原理,通过竖直高压水冲刷,同时沿路面以+45℃与-45℃的两个角度喷射高压水或空气,将已经板结的泥沙打散打碎,通过射流发生器与特殊喷嘴的组合设计,在铺装层内部空隙中产生气泡,气泡内爆裂后对泥沙等产生冲击,并将其冲散,这就是“气穴效应”。随后通过车辆上的真空抽吸系统将泥沙等杂物吸起回收,从而达到清洗泥沙、恢复路面机能的效果,如图2所示。国产排水性路面机能恢复车 。
四、路试结果与分析
洲海路建成于2009年2月,由于铺设后绿化施工和管理等原因,目前属于浅度堵塞。路试过程选取了几个不同堵塞程度的截面经过清洗后的渗水情况,从图4可以明显地看出,洲海路清洗前的渗水系数整体较高,属于浅度堵塞路面,清洗1遍即可基本恢復到刚建成时的要求。即便像第ⅴ截面,清洗前表面严重堵塞,渗水系数接近于0。经国产机能恢复车清洗一遍后渗水系数有巨大提升,这是因为此处的堵塞物多为浮灰,并未板结,因此清洗一遍即可有很大效果。因此国产排水性路面铺装层机能恢复车对于轻度浅层堵塞的排水性路面,有着极佳的清洗效果。
结束语
在施工及监理工作中的实践,整理形成对沥青混凝土路面面层施工及监理工作的思路,以利于实际工作的具体操作和质量保证的系统性。本人认为,业务水平的扎实,掌握知识的详尽,组织的合理严密,工作的系统连贯、重点突出是施工和监理工作取得成效的关键,也是工程质量得到保证的关键。
参考文献
[1] 刘义怀,俞礼军,汪宽平,曹东伟. 排水性沥青路面技术应用与工程案例 [J].公路交通科技,2006年10期.
[2] 樊统江,贾敬鹏,陈富强,徐栋梁.排水沥青混凝土路面技术及其在日本的发展 .公路,Highway.2007年 01期.
[3]松野. 欧美的排水性路面.沥青. NO .177,1993.
[4] 排水性舗装の機能回復手法に関しての検討、道路建設、pp56-65、(1993.10).
[5] 矢岛富广,小林正稔,松冈直人.东京都における透水性舗装と透水能回复方法.舗装,1984,2.
[6] 曾宏德.油泥清洗工艺中的药剂化学研究[D] .大连理工大学,环境工程.2006.5.
[7] 上田宏.高速型排水性铺装路面机能恢复维持车.世界东急工业(株)技术部.
[8][日]森永教夫.日本铺装技术答疑[Z],北京:人民交通出版社.2006.