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沥青路面早期病害原因和防治措施

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摘要:在公路的建设中,我国的绝大部分公路都采用沥青混凝土路面。沥青混凝土路面以其比单纯的混凝土路面具有诸多优势特点,而越来越多地被应用到高等级公路。但是随着国民经济快速、协调发展,交通量的不断增长,我国道路交通量日益增大,使公路路面面临严峻的考验。很多沥青路而均呈现出一定的早期破坏,如裂缝、沉降、松散、坑槽、泛油、剥落、车辙以及行车过程中路而平整度逐渐变差(甚至高速公路也出现春融翻浆)等病害。缩短了沥青路面使用寿命。影响了行车的安全性和舒适性,增大了养护工作量,经济损失巨大。

关键词:沥青路面;病害原因;防治措施

中图分类号:U418.6 文献标识码:A 文章编号:1673-8500(2012)12-0060-02

一、沥青路面早期破坏的原因

沥青路面的设计使用寿命一般为10~15年,如果通车1~3年内就发生严重病害和较大面积损坏,称为早期破坏。早期破坏类型归纳为:

(一)水损坏

随着时间的推移,特别是长期下雨后,轮迹处路面向两边推挤而隆起,轮迹处继续沉陷,再发展,靠近轮迹的隆起部分破损,很快就出现面层松散、剥落、坑槽等。这是典型水损害现象。

1.通常水损害产生的原因有下列儿种:

(1)路面排水系统不健全。

(2)路面压实度不足。

(3)路面离析。

(4)其它:集料表面粉尘太多。

(二)裂缝

裂缝是路面早期破损最常见的病害之一,它的危害在于从裂缝中不断进入水分使基层软化,导致路面承载能力下降,加速路面破坏。其中包括横向裂缝和纵向裂缝两部分。

2.横向裂缝

横向裂缝大多出现于路面两侧的硬路肩,逐渐发展而贯通全路幅。横向裂缝可分为荷载性裂缝和非荷载性裂缝两大类。非荷载性裂缝是横向裂缝的主要形式,它有两种情况:沥青面层温度收缩性裂缝和基层反射性裂缝。

(1)横向裂缝其成因主要有三个:一是材料收缩引起横向裂缝。二是沥青及混凝土的温缩引起的裂缝。三是差异沉降引起的横向裂缝。

(2)对于横向裂缝的处治方法:

对于基层开裂引起的反射裂缝及沥青混凝土温缩等引起的横向裂缝,如缝宽较小可不予处理,如宽度在3mm以上,可将缝隙刷扫干净,并用压缩空气吹净尘土后,采用热沥青或乳化沥青灌缝撒料法封堵.如缝宽在5mm以上,可将缝口杂物清除,或沿裂缝开槽后用压缩空气吹净,采用砂料式或细粒式热拌沥青混合料填充捣实,并用烙铁封口。对于由土基沉降引起的横向裂缝,如出现错台、哨边、裂缝宽度大于5mm以上的,则需沿横缝两侧各50cm ~100cm范围开槽,挖除上面层,先将裂缝填实,然后沿横缝加铺玻璃格栅,重新摊铺上面层。

3.纵向裂缝

纵向裂缝可分为以下几种情况:首先,是由于路基压实度不均匀,路面不均匀沉陷而引起的:其次,是沥青面层分幅摊铺时,两幅接茬未处理好,在行车载荷作用下,易形成纵缝;再次是由于水的渗透破坏引起的纵向裂缝,多发半填半挖路基处、紧急停车带或路肩部位、行车道部位,主要由路基的不均匀沉降造成。

对于纵向裂缝的处治方法主要有以下几种:

对于缝宽小于3mm的裂缝可不作处理,大于3mm小于5mm的纵向裂缝.可将缝隙刷扫干净,并用压缩空气吹净尘土后,采用热沥青或乳化沥青灌缝撒料法封堵。如纵缝进一步发展,出现啃边、错台且裂缝宽大于5mm,则需铣刨上面层和中面层(铣刨宽度为裂缝两侧各1 m),并对裂缝先行填实,沿纵缝铺设玻璃格姗,摊铺中面层,然后中面层上沿纵向每隔 5m设宽为1.2m的玻璃格栅,然后再摊铺上面层。对于尚未稳定的纵向裂缝,除按上述方法处治外,还应根据裂缝成因,采取排水、边坡加固等措施,以使裂缝稳定不继续发展。

(三)网裂又叫龟裂

1.网裂产生的原因:

网裂主要是由于路面的整体强度不足而引起的。一个原因可能是路面结构设计不合理;另一个原因可能是由于路面出现横向或纵向裂缝后未及时封填,致使水分渗入下层另外,沥青老化和汽车严重超载,使基层产生疲劳破坏也是导致沥青面层形成网裂的重要原因。

网裂的处治方法如下:对于轻微网裂可用玻璃纤维布罩面,对于大面积的网裂、常加铺乳化沥青封层或在补强基层后,再重新罩面,修复路面。

(四)车辙和推移

车辙是在行车荷载重复作用下,路面产生永久性变形积累形成的带状凹槽。

1.车辙和推移形成的主要原因如下:

(1)行车荷载的影响

(2)基层施工质最差

(3)沥青面层高温稳定性差

2.对车辙和推移的处治方法如下:

对于连续长度不超过30 m、辙槽深度小于8mm、行车有小摆动感觉的,可通过对路而烘烤、耙松、添加适当新料后压实即可。

当沥青面层破损、横向推移时、应清除不稳定层并用铣刨机拉毛,重铺面层。

当基层或土基不稳定时,应先进行补强处理后.再修复面层。

对于因基层施工质量差引起的车辙、推移,在重新摊铺面层前应先行处理好软弱基层。

(五)坑槽

主要原因是面层的网裂、龟裂后不及时养护而逐渐形成的。另外基层局部强度不足,在行车作用下也易产生坑槽。

1.沥青路面出现坑槽的原因有以下几种情况:

首先,是由于面层的网裂、龟裂后不及时养护而逐渐形成的:其次,基层局部强度不足,在行车作用下也易产生坑槽:再次,水损害也是形成路面坑槽的主要原因。

2.预防坑槽损害的措施:

首先要选用粘附性和抗老化性强的沥青,恰当采用集料,合理设计混合料级配;其次要严格控制混合料的出厂、摊铺、碾压及终了温度,确保压实度达到规范要求,确保沥青面层的厚度和平整度:再次要确保路表排水畅通,以预防为主,对裂缝、小面积松散、沉陷等作用及时科学的维修,避免其迅速发展为坑槽。

(六)沉陷

一般是由基层局部成形不足,弧度不够,在行车载荷和自然因素等作用下形成的。对于大面积沉陷往往是由于路基(高填方地段)不均匀沉降或局部滑移而引起的。主要原因是路基压实度不足引起.。

(七)冻胀和翻浆

多发生在北方和东北地区挖方或填挖交界的路段,主要是由于路基排水设计不合理,造成路基含水量过大引起的冬季冻胀春融翻浆。

(八)剥落

集料与沥青之间的粘附性不足,在行车荷载的作用下.集料从路面剥落,使路面形成麻面,进而可能发展成为坑槽、松散等病害。

(九)泛油

1.含义:

沥青混合料中的沥青在天气炎热时向上迁移到路面而成,而在冷天时又不存在逆过程,因而沥青积聚在路面表面形成一层沥青膜的现象为泛油。

2.泛油的成因如下:

(l)混合料组成设计不当。

(2)混合料拌和控制不当。

(3)粘层油用量不当。

3.泛油的处治方法如下:

(l)对于路面轻微泛油,表面石子仍外露的路段可不作处理。

(2)对于局部施工质量差引起水损坏且出现坑槽破坏的,宜按坑槽修补方法处治。

(3)对于大段泛油严重,摩擦系数降低较多,影响行车安个的可采用碎石嵌入法处治或铣刨原路面重新摊铺面层。

二、沥青路面早期破坏的防治

(一)合理设计路面结构

1.尽可能减薄沥青面层厚度

2.加强沥青路面防水设计

3.选用合理的基层和底基层结构

(二)严格控制沥青混合料的质量

1.集料的选用

骨料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐久性好、嵌挤作用好、与沥青粘附性能好的集料。如果骨料呈酸性则应添加一定数量的抗剥落剂或石灰粉,确保混合料的抗剥落性能。

2.严格控制混合料级配

为提高沥青路面使用性能还可以考虑以下两个途径:第一是改善矿料级配,采用沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)。第二是改善沥青结合料,采用改性沥青。

(三)严格控制施工质量

沥青路面施工必须按全面质量管理的要求,建立健全有效的质量保证体系,用于施工全过程,每道工序的质量要进行严格的检查、控制、评定,以保证其达到质量标准,具体要抓好以下几方面:

1.严格控制沥青混合料的拌和质拭

拌合过程中发现“糊料”或“离析”等异常情况应立即进行处理:加大马歇尔试验频率,严格控制沥青混合料的油石比、稳定度、流值等指标,必要时对混合料进行特殊配合比设计。

2.保证基层顶而粗糙度,合理洒布透层油、粘层油。

改善基层材料级配,增加粗集料,提高大中粒径集料含最;控制最佳含水量,改进碾压方法,避免过振过湿,不能使基层顶而形成灰浆硬壳,不能用细料进行压实后找平。

3.提高而层摊铺质量

在摊铺混合料时.运距不能过远,严格控制摊铺温度,摊铺厚度均匀,压实设备数量应配套,碾压遍数不能太少,以免混合料孔隙过大:一般不能进行补料,尤其是下雨后,基层雨后潮湿未干,不得摊铺,更不得甘雨摊铺;纵向、横向接缝应紧密、平顺.各幅之间重叠的混合料应用人工铲走。

三、结束语

路面早期破损已成为沥青路面的主要危害之一,要消除沥青路面的常见病害,需要各部门齐心协力,果断杜绝今年竣工明年返工的现象。各级交通主理部门都应引起足够的重视,并根据其成因从路面设计、原材料进场到具体施工,有针对性采取一系列预防和改善措施。同时,必须建立健全质量保证体系,从主理部门、设计部门到施工部门,层层重视、层层控制、层层落实。只有这样,才能从根本上减少沥青路面的旱期破损现象的发生,使公路建设质量全面提高,更上新台阶。