摘要: 根據目前交通量、車輛荷載的日益增大以及新建快速路的大量修築的情況, 針對城市道路瀝青混凝土路面的病害, 分別從裂縫、車轍、翻漿等方面提出了預防措施與治理方法。
關鍵詞: 瀝青混凝土路面; 路面病害; 預防措施
1 瀝青路面破壞形式
瀝青路面的路用效能要求路面具有一定的強度、剛度、平整度和足夠的承載能力, 同時具有較好的高溫穩定性和低溫開裂性。瀝青路面的破壞形式主要包括裂縫、車轍、翻漿、擁包等。
1.1 路面縱橫向裂縫
瀝青路面建成初期會產生各種形式的裂縫, 這些裂縫對瀝青路面使用功能一般無明顯影響, 但隨著表面水分的侵入, 會使路面結構層甚至路面的強度、承載力下降, 加速瀝青路面的破壞。ccc
裂縫是路面早期破壞最常見的病害之一, 它的危害在於從裂縫中不斷進入水分使基層甚至路基軟化, 導致路面承載力下降, 加速路面破壞。
其中包括橫向裂縫和縱向裂縫兩部分。
( 1) 橫向裂縫。橫向裂縫可分為荷載性裂縫和非荷載性裂縫兩大類。荷載性裂縫是由於設計不當和施工質量低劣, 或由於車輛嚴重超載, 致使瀝青面層或半剛性基層內產生的拉應力超過其疲勞強度而開裂。
非荷載性裂縫是橫向裂縫的主要形式, 它分瀝青面層溫度收縮性裂縫和基層反射性裂縫兩種情況。
道路出現橫向裂縫要及時治理, 否則灌進雨雪水, 冬天凍融後, 對道路的破壞將非常嚴重。進水後道路病害破壞的發展一般可分為3 個階段。第一階段, 初期表現為裂縫部位鼓脹, 沿裂縫逐漸形成微量凍融鬆散灰土粉化, 材料密度降低, 將面層材料拱起。
第二階段, 沿裂縫灌入雨雪水, 存於水泥碎石與瀝青路面的結合層之間, 由於行車碾壓推擠摩擦作用, 將水泥和微粒材料同雨雪水在行車的壓力作用下唧出。如遇連陰雨天氣水泥碎石層以上灌入的雨雪水使路面出現嚴重凍融和行車的作用下密度降低, 雖然進入冬季, 一般從路面上看不見裂縫。第三階段, 形成病害後在雨雪水作用下, 路面出現坑凹, 甚至出現搓板路, 隨時間的推移, 將導致龜裂病害的發生, 嚴重時路面粒料被行車推擠帶走, 出現路表面開裂性坑槽。
( 2) 縱向裂縫。縱向裂縫可分為兩種情況: 一種情況是由於路基壓實度不均勻導致的路面不均勻沉陷所引起的縱向裂縫; 另一種情況是瀝青面層分幅攤鋪時, 兩幅接茬未處理處, 在行車荷載作用下, 易形成縱向裂縫。
縱向裂縫多發生在半填半挖路基處, 主要由路基的不均勻沉降造成。道路縱向裂縫如治理不及時, 長時間雨雪水的灌入, 2 m 以外部分滑動加快, 行車道在過載車的作用下, 在3 m～4 m 部位出現第二道裂縫, 這時第一道與第二道裂縫之間形成乙個板塊, 這一板塊開始下沉, 出現順行車道區乙個u 型路面帶, 嚴重時對路面發生條塊形碎裂, 對行車的影響非常大。
1.2 車轍
車轍是在行車荷載重複作用下, 路面產生累計永久性的帶狀凹槽。它主要是由於瀝青混合料級配設計不合理、穩定性差或由於基層及面層施工時壓實度不足, 使輪跡帶處的面層和基層材料在行車荷載反覆作用下出現固結變形和側向剪下位移引起。其病害屬變形型別, 除了影響行車舒適外, 車轍還對交通安全有直接影響。
在正常情況下, 車轍有3 種型別: 一是由於荷載作用超過路面各層的強度而產生的結構性車轍; 二是瀝青混凝土側向變形造成的流動性車轍; 三是施工中瀝青面層本身的壓密問題而造成的車轍。
車轍形成的因素很多, 主要有瀝青混合料配比、瀝青等級、級配和交通荷載、環境溫度、施工中的壓實等因素。車轍變形主要**於瀝青混合料的黏滯流動和一定程度的壓實作用, 瀝青混合料層在高溫下由於車輪反覆碾壓, 產生橫向剪下流動, 容易造成車轍。另外施工中瀝青含量偏多, 瀝青稠度偏低, 礦料級配中細料過多, 礦粉摻量過大也會產生車轍。
1.3 翻漿
翻漿是寒冷地區道路的一種凍害現象。這種現象主要是土基水源的補給和氣溫的變化所造成的。當冬天氣溫降低, 路基上部土體溫度降低到- 3 ℃～- 5 ℃時, 土體內的毛細水和薄膜水都開始凍結。
如果凍結線暫時停留在某一深度處, 下層未凍區內的毛細水和薄膜水會源源不斷地向凍結線處聚集, 並隨即凍結形成乙個含有大量冰晶體的聚冰層。隨著凍結線的逐漸向下推移和停留, 在更深處還可能形成新的聚冰層。與此同時, 路基土體發生不均勻凍脹, 路面被抬高, 甚至出現凍脹裂縫, 嚴重者可能隆起幾十厘公尺。
春天氣溫回公升, 路基的冰晶開始從凍層上部融化, 或從上、下兩面融化。因而路基中部化凍比兩側快, 並形成乙個凹槽, 路基凹槽中大量水分不能排出, 甚至變成稀泥, 就使道路失去承載能力。道路在行車作用下路面被進一步壓壞, 泥漿從路面裂縫裡擠出來, 產生翻漿的現象。
直至凍層完全化凍, 水分疏乾後, 路基才逐漸恢復承載力。
2 病害預防措施
2.1 預防裂縫與車轍的措施
嚴格控制瀝青混合料的質量, 選用高低溫效能好、抗老化效能好、含蠟量低、黏度高的優質瀝青。在條件許可的情況下, 可在瀝青中摻加各種型別的改性劑, 以提高其效能指標。採用改性瀝青可解決路面抗滑及耐久性問題, 使瀝青路面的熱穩定性、冷穩定性和使用壽命都得到較大的提高, 道路病害的出現頻率顯著下降, 日常養護工程量及工程成本大大降低。
骨料應選用表面粗糙、石質堅硬、耐磨性強、嵌擠作用好、與瀝青黏附性能好的集料。如果骨料呈酸性則應新增一定數量的抗剝落劑或石灰粉, 確保混合料的抗剝落效能, 同時應盡量降低骨料的含水量。另一方面, 還應注意混合料級配的確定以及瀝青混合料的高溫穩定性、抗疲勞性及低溫抗裂性。
路面表面特性和耐久性是一對矛盾, 相互制約, 照顧了某一方面效能, 可能會降低另一方面效能。
2.2 預防翻漿的措施
其一, 根據道路等級和交通量要求, 選擇合適的面層型別和適當厚度。瀝青混凝土面層已採用二層式或三層式, 其中一層須採用密級配。當各層均為瀝青碎石時, 基層表面必須做下封層。
其二, 設計時, 對空隙率較大、易滲水的路面, 需考慮設定排除結構層內積水的結構措施。其三,用石灰土、石灰礦渣土、石灰碎石土等作為路面基層, 這些材料水穩性好、整體強度高並有板體作用的結構特點, 作為路面基層可防翻漿。其四, 加強路面或將路面下一定深度以內易致翻漿的土( 如粉土) 換填好土( 如砂礫) 。
其五, 用瀝青、瀝青土、瀝青氈紙、塑料布等做成封閉式隔離層隔斷土壤水分的滲入和聚流, 也可用有反濾層的礫石及其他粒料做成透水性隔離層, 以排除滲入土基水和防止地下水上公升。其六, 用爐渣、碎磚、壓縮的泥炭、松柏樹皮、氣泡互不連通的泡沫聚苯乙烯塑料等作隔溫層,阻止路基凍結線向深處推移, 減薄凍層。其七, 用顆粒均勻的礫石、碎石等作透風的導溫層, 使土體迅速向深處凍結, 在離路面較近處不致形成有害的聚冰層。
3 治理方法
3.1 裂縫的治理方法
為防止雨水由裂縫滲透至路面結構, 對於細裂縫( 2 mm～5 mm) 可用改性乳化瀝青灌縫; 對大於5 mm 的粗裂縫, 可用改性瀝青( 如sbs 改性瀝青) 灌縫。灌縫前, 須清除縫內、縫邊碎粒、垃圾, 並使縫內乾燥, 灌縫後, 表面撒上粗砂或3 mm～5 mm 石屑。
3.2 車轍的治理方法
如僅在輪跡處出現下陷, 而輪跡兩側未出現隆起時, 則可先確定修補範圍, 一般可目測或將直尺架在凹陷上, 與長直尺底面相接的路面處可確定為修補範圍的輪廓線, 沿輪廓線將5 cm～10 cm 寬的面層完全鑿去或用機械銑削, 槽壁與槽底垂直, 並將凹陷內的原面層鑿毛, 清掃乾淨後, 塗刷0.3 kg/m2～0.6 kg/m2 黏層瀝青, 用與原面層結構相同的材料修補, 並充分壓實, 與路面接平。
如在輪跡的兩側同時出現條狀隆起, 應先將隆起部位鑿去或銑削, 直至其深度大於原面層材料最大粒徑的2 倍, 槽壁與槽底垂直, 將波谷處的原面層鑿毛, 清掃乾淨後塗刷0.3 kg/m2～0.6 kg/m2 黏層瀝青, 再鋪築與面層相同級配的瀝青混合料, 並充分壓實與路面接平。
如因基層強度不足, 水穩性不好等原因引起車轍時, 則應對基層進行補強或將損壞的基層挖除, 重新鋪築。新修補的基層應有足夠的強度和良好的水穩性, 堅實平整; 如原為半剛性基層, 可採用早期強度較高的水泥穩定碎石修築。但基層厚度不得小於15 cm。
修補時應注意與周邊原基層的良好銜接。
3.3 翻漿的治理方法
一是採取切實措施, 使路面排水順暢, 及時清除雨水進水井垃圾, 避免路面積水和減少雨水下滲。二是對輕微翻漿路段, 將面層挖除後, 清除基層表面軟弱層, 施設下封層後鋪築瀝青面層。三是對嚴重翻漿路段, 將面層、基層挖除, 如涉及路基, 還要對路基處理之後, 鋪築水穩性好、含有粗骨料的半剛性材料作基層, 並用適宜的瀝青結構層進行修復。
並做排除路面結構層內積水的技術措施。
4 結語
影響瀝青路面破壞的因素很多, 也很複雜, 應該引起足夠重視。在實際工作中, 應根據其成因從路面設計、原材料進場到具體施工, 有針對性地採取一系列預防和改善措施。同時必須建立、健全質量保證體系, 從管理部門、設計部門到施工部門, 層層重視、層層控制、層層落實。
只有這樣, 才能從根本上減少瀝青路面破損現象的發生, 使城市道路建設質量全面提高, 更上新台階。
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