瀝青路面的病害及防治措施研究

2021-08-16 03:10:27 字數 4467 閱讀 7472

1.1 縱向裂縫

縱向裂縫走向基本與路線走向基本平行,裂縫長度和寬度不一。其型別、成因和防治措施如下:

(1) 路基填築未壓實,路線投入使用後,隨著時間的推移,路基產生不均勻的沉陷,路面在外荷載的作用下,隨路基沉降縫開裂。這種型別的裂縫,如果沒有其他因素的影響,一般在一定的時間後,隨著路基沉降的收斂,裂縫發育會逐漸收斂。此型裂縫產生後,應及時予以處理,防止水等有害物質侵入。

處理完成後,應觀察一段時間,如果修補處,存在裂隙繼續發育,應繼續及時修補。

(2)路基排水設施不完善以及路基底部毛細水上公升,使得冬季時分發生凍脹開裂,春季氣溫回暖後,凍脹溶化,凍脹部分路基失穩,在外荷以及自重作用下,裂縫繼續發展擴大。同時,路基填築採用了有害的吸水膨脹性土也可能造成路面受拉開裂,形成縱向裂縫。這種型別的裂縫,從路面表面上對其進行處理,意義不大,修補完畢後,來年仍可能繼續迴圈脹裂。

對於小範圍的此類脹裂,可以通過改善排水設施,路基注入化學、水泥漿液隔斷毛細水和加固,路面補縫綜合法進行處理,但對於大面積的開裂,就應該對路基路面進行徹底翻修,路基底部換填砂礫,隔斷毛細水上公升。

(3) 路線縱向加寬沒有按照設計施工工藝進行施工,縱向連線不緊密, 或者加寬部分路基壓實度未達到設計要求, 從而造成加寬部分與原路基路面之間產生錯層,或加寬部分發生沉降, 產生縱向裂縫。

(4) 路基外側邊坡失穩,發生滑坡,造成路面縱向開裂。此類裂縫的處理方案應該建立在邊坡位移觀測資料的基礎之上,根據具體情況的不同,確定不同的處理方案。如果監測發現路基邊坡仍在位移中,首先應該立即處理路基邊坡,可以考慮採用降低邊坡坡度,或採用擋土牆、錨桿或抗滑樁等形式,處理完畢後再對路面進行修整。

1.2 橫向裂縫

橫向裂縫走向與路線中線基本垂直,線寬不一,縫長有的貫穿整幅路面,有的路面部分開裂。

1.2.1 產生原因

(1)瀝青混凝土的低溫抗裂性以及高溫穩定性達不到設計或規範要求,不能滿足本地區氣候條件下對瀝青混凝土質量的指標要求,瀝青混凝土面層低溫收縮或溫度疲勞應力大於瀝青混凝土的抗拉強度,產生橫向裂縫。

(2) 施工縫處理不當,接縫不緊密,接縫線位置瀝青路面薄弱帶,受季節性溫度變化,路面縮脹過程中沿接縫位置產生橫向裂縫。

(3)橋梁、涵洞等結構物臺揹回填沒有按照設計或規範要求進行施工,臺揹回填部位壓實度達不到設計要求,臺背下沉,導致臺揹回填和路基連線線部位路面產生橫向裂縫,臺背的不均勻沉降也可能導致臺背範圍內路面出現橫向裂縫。

(4) 半剛性基層由於水泥劑量、施工質量等綜合因素產生的路面收縮裂縫,通過瀝青面層的橫向裂縫形式表現出來。

1.1.2 防治措施

(1) 嚴格按照《公路瀝青路面施工技術規範》中的相關要求, 結合本地區的氣候條件和道路等級選用符合要求的瀝青種類, 以減少或消除瀝青面層的溫縮裂縫。施工中所採用的瀝青應該到本地區相關具有監測資質試驗檢測機構進行試驗檢測, 驗證其是否符合相關技術標準。對瀝青的抽檢,應做到每批必檢,對於不符合要求的瀝青,應堅決拒絕用於瀝青混凝土生產。

(2) 合理組織施工。攤鋪作業盡可能連續,盡量避免冷接縫。如不能避免,冷接縫應按照要求先將已壓實的攤鋪帶邊緣切割整齊,清除浮料,用新的熱混合料敷貼到接縫部位,使冷料部位預熱軟化,清除敷貼料,向接縫壁塗刷0.

3~0.6kg/m的粘層瀝青,再攤鋪新的瀝青混合料。

(3) 充分壓實橫向接縫。碾壓時,壓路機先在橫向接縫已壓實的路幅上,鋼輪伸入新攤鋪部位15cm左右,然後每壓一遍向新鋪層移動15~20cm,直到壓路機完全進入新攤鋪層,然後再轉入縱向碾壓。

2、 鬆散

鬆散大多發生在瀝青路面施工的初期,其往往是由於採用的瀝青稠度偏低,粘結力差,用量偏少;或所用的礦料過溼,鋪撒不均勻;或所用嵌縫料不符合規範而未能被瀝青粘牢或壓實度過小面層內部空隙率過大而造成的。所以為有效預防鬆散現象的產生,應該做到:

(1)選用合格的瀝青、礦料等原材料,同時應該要特別嚴格控制瀝青用量、細集料含泥量及礦粉摻量以增強瀝青混合料的粘結力。

(2)嚴格控制瀝青混合料均勻性,防止混合料離析,嚴禁使用過濕礦料。

(3)嚴格控制施工溫度及壓實效果。瀝青混合料施工溫度過高會導致瀝青老化,降低與礦料的粘附性;溫度過低會導致混合料壓實困難,造成混合料內部空隙率過大。

3、 泛油

在低等級公路中,採用瀝青表面處治和瀝青貫入式的路面最易產生此類病害。泛油大多是由混合料中瀝青用量偏多,瀝青稠度太低等原因引起的,但有時也可能由於低溫季節施工,表面嵌縫料散失過多,待氣溫變暖之後,在行車作用下礦料下擠,瀝青上泛,表面形成油層而引起。所以在配合比設計階段必須嚴格按照試驗規程進行最佳油石比的選定;在施工過程中嚴格按照工程師批准的配合比進行施工,任何人不得隨意改變生產配合比。

泛油的處治方法如下:

(1)對於路表輕微泛油,表面石子仍外露的路段,可不作處理。

(2) 對於因區域性施工質量差引起水損壞且出現坑槽等破壞的,宜按坑槽修補方法處治。

(3)對於大段泛油嚴重,摩擦係數降低較多,影響行車安全的,可採用碎石壓入法處治或銑刨原路面重新攤鋪面層。

4、推移、擁包、波浪

推移、擁包、波浪往往產生在行車道上,特別是瀝青面層只有一層時,由於長期荷載作用下,因基層與瀝青面層粘結力較差而產生推移,推移嚴重時會產生擁包、波浪等破壞。所以有效防治推移等病害必須注意以下幾點:

(1)加強路面基層施工質量,提高基層平整度是有效防治病害的條件之一。再者,瀝青面層鋪築前透層油的灑佈尤為重要,透層油灑布前首先必須認真清掃基層表面浮土及雜物並且保證透層油灑布的均勻性和設計用量,提高基層與面層的粘結力。

(2)有效阻止超載車輛。隨著油價**等原因,近年來超載車輛越來越多,與設計荷載相比超載十分嚴重。在重荷載重複作用下,特別在車輛啟動或剎車頻繁的叉路口及轉彎處瀝青路面很快產生破壞,推移、裂縫尤為常見;

(3) 對於連續長度不超過3 0 m、轍槽深度小於8 mm、行車有小擺動感覺的,可通過對路面烘烤、耙松、新增適當新料後壓實即可。

(4)對於車轍深度大於2cm、行車嚴重顛簸的,應採取銑刨中上面層或全部面層、重新攤鋪面層的方法,可參見路面變形和沉陷處治方法。

(5)對於因基層施工質量差引起的車轍、推移,在重新攤鋪面層前應先行處理好軟弱基層。

5、 水破壞

水破壞是目前瀝青混凝土路面早期病害中最常見也是破壞力最大的一種病害,它主要是由於水體滲入路面結構層後使得路面產生早期破壞,根據水滲入瀝青路面結構層形式的不同,破壞形式也不一樣,可以是自上而下發展,也可以是自下而上發展。

5.1 水破壞的產生原因及表現形式

瀝青路面水破壞往往是由於施工混凝土配合比控制不嚴、瀝青混合料拌合不均、碾壓效果不良等導致的瀝青路面空隙率過大所造成的。其主要表現形式為瀝青路面面層出現網裂、坑洞、唧漿、轍槽等現象。

5.2 水破壞的力學解釋

根據試驗發現,瀝青與集料的熱理學粘附,其粘附緊密程度和粘附功有關,其機械粘附功約為5kcal/mol,因溫度變化存在上下波動;范德華力約為:5kcal/mol,因瀝青、集料不同而異。而集料和水的熱力學粘附值,取決於氫鍵力,約為10kcal/mol,視集料化學成分不同而波動;范德華力為5kcal/mol,因瀝青、集料不同而異。

可見瀝青集料表面的集料—瀝青表面能小於集料—水表面能,集料—瀝青的介面先天就有被集料—水的介面取代的熱力學趨勢;集料—瀝青介面處於部分潤濕狀態客觀上為水提供了取代的空間。研究證明:瀝青對集料顆粒尖銳的稜角很難裹覆,該處瀝青膜非常薄,只有幾個分子大小,水可進入,形成瀝青—礦料—水體系。

因此,瀝青混合料易於在水作用下發生剝落。

5.2 有效防治水破壞發生, 應從以下幾點著手:

(1)選擇合適的瀝青混凝土型別。瀝青面層各層應盡量使用空隙率≤ 5%的密實型瀝青混凝土。從當前的技術水平看,密實式粗集料斷級配瀝青混凝土既具有良好的不透水性,又具有明顯優於連續級配瀝青混凝土( 如ac- 16ⅰ、ac- 2 0 ⅰ、ac- 25 ⅰ) 的高溫抗永久形變能力,用前者作為表面層時,還具有良好的抗滑效能。

sma路面的廣泛應用是最好的例證。

(2)使用優質瀝青及抗剝落劑以增強瀝青與碎石的粘附性。一般情況下,酸性石料(花崗岩、玄武岩等)與瀝青的粘附性較差,所以在高等級公路中,宜使用針入度較小的瀝青並採用抗剝落劑。嚴格控制細集料含泥量也是提高瀝青與碎石的粘附性的有力措施。

(3)提高施工水平,保證瀝青路面結構層的密實性。

(4)瀝青路面設計考慮加設防水層。瀝青混凝土與路面基層間加設防水層,對於阻斷毛細水上公升而形成的水破壞非常有效,現在施工中常用的sbs防水層就是很好的防水應用例項。不過無論是何種瀝青混合料,必然有一定的空隙率存在,有空隙存在就必然會遭受一定程度的水破壞。

提高現有路面養護水平,是延長路面通行壽命的最好舉措。

6、 結語

瀝青路面病害的防治,應堅持「預防為主、防治結合」的方針,在設計階,應該準確考察當地地質、氣候、水文條件,爭取做到將技術問題,在設計階段全部解決,施工階段,開工前圖紙會審時,施工單位不僅要組織專案部技術骨幹或顧問對圖紙進行認真審查,同時應該實地考察當地各項地質、氣候、水文條件,發現與設計引數不符的情況,應該及時上報。同時,施工單位以及監理單位,應該加強質量意識與質量控制力度,防止因施工問題,造成路面病害的發生。道路投入使用後,路政部門應該要加強巡檢,嚴查超載,現實中超載問題對瀝青路面的破壞作用,往往比水破壞要大得多。

參考文獻

【1】公路瀝青路面施工技術規範. 人民交通出版社, 2004.

【2】路基路面工程. 人民交通出版社,2004.8

【3】公路瀝青路面養護技術規範 . 人民交通出版社, 2001.

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