沥青路面常见的病害分析
沥青路面病害成因分析及防治措施
摘要
沥青混凝土路面作为高等级公路来说是必不可少的面层,沥青混凝土路面施工是公路工程施工中的一道重要工序,沥青路面施工中,前场和后场的工艺控制及质量控制的各个环节对现场施工具有一定的指导作用。这篇论文结合具体工程项目,阐述了所在实习工程的施工工艺、质量控制和沥青路面常出现的病害,并分析了出现病害的原因和提出了防治措施。沥青混凝土作为一种路用结合料,在道路工程得到了广泛的应用,从乡村道路到城市道路,从三级路到高速公路,再到路面面层,均普遍采用,成为了道路建设长久使用的一种材料,但由于沥青混凝土材质本身的差异,以及受设计和施工水平的影响,沥青路面常常出现松散、冻胀翻浆、水损害、沉陷、开裂泛油、松散、坑槽等病害。这些病害的出现严重影响了行车速度、行车安全,加大了汽车磨损,缩短了沥青路面使用寿命使得行车不顺畅,造成路面使用年限的缩短。 关键词:高等级公路;沥青路面;病害成因及预防;
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引言
近年来,我国道路工程发展迅速。尤其是从经济危机之后我国为了缓解经济危机大兴土木,来加快国内的经济和路桥人才的培养。道路的建设与国民经济是不可分割的,道路四通八达,国内经济的联系网络也就开始变得密不透风,从而加快了国内生产总值的提高。从公路发展的速度来看,我国公路客运已成为主要的客运方式,公路货运量远远超过其他运输方式,这充分说明公路运输方式在国民经济及社会发展过程中发挥着愈来愈重要的作用。随着人们越来越越富裕的生活,交通量也不断的增加。城市交通的交通量日益增大,使城市道路路面面临严峻的考验,很多城市道路沥青路面均呈现出一定的早期破坏,如开裂、泛油、剥落、车辙等现象,有的城市道路甚至当年通车即发生了病害,正常维修期大大提前,直接影响了车辆的运行,也增大了养护管理资金的投入。文章根据我国的城市道路越来越多地采用沥青混凝土或改性沥青混凝土路面的实际情况,论述了沥青路面早期病害的原因,介绍了沥青路面病害因素的分析及预防措施的问题。和实习实际情况出发结合路面的实际情况来分析路面的病害,介绍了实习时接触的是工艺和流程。
从实习开始到现在,高等级公路大多数都采用沥青混凝土路面。沥青混凝土施工逐步引起了大家广泛的关注。根据现代交通的要求,沥青混凝土路面必须具有足够的强度、足够的稳定性(包括干稳定性、水稳定性、温度稳定性)、足够的平整度、足够的抗滑性和尽可能低的扬尘性。针对这些要求,我们在沥青混凝土路面施工中,从选材到工艺控制、现场施工都加以严格的控制。通过对实习路面的施工学习和沥青路面的规范质量控制等书籍的研究,从中总结出如何控制沥青混凝土施工质量和沥青路面病害因素的分析及预防措施。
沥青路面病害成因分析及防治措施
第二章 工程项目概况
2.1 项目建设背景
我实习的项目位于资阳市的遂资高速公路,本标段位于资阳至乐至段,共计78公里,由重庆建工集团承建。
2.2 沥青路面的施工工艺
洒布法沥青路面面层施工用洒布法施工的沥青路面面层有沥青表面处治和沥青贯入式两种,沥青表面处治是用沥青和细料矿料分层铺筑成厚度不超过3cm的薄层路面面层,通常采用层铺法施工,按照洒布沥青及铺撒矿料的层次的多少,可分为单层式、双层式和三层式三种,单层式和双层式为三层式的一部分,我标段采用的是单层式洒铺。
2.3 洒透层的施工工艺
清理基层,在洒铺沥青混凝土前,应将路面基层清扫干净,使基层的矿料大部分外
露,并保持干燥,若基层整体强度不足时,则应先予以补强。
洒透层(或粘层)沥青,洒布一层沥青沥青要洒布均匀,当发现洒布沥青后有空白、缺边时,应立即用入工补洒,有积聚时应立即刮除。施工时应采用沥青洒布车喷洒沥青,其洒布长度应与矿料撒布能力相协调。沥青洒布温度应根据施工气温以及沥青标号确定,一般情况下,石油沥青宜为130℃~170℃,煤沥青宜为80℃~120℃,乳化沥青宜在常温下散布。
洒布主层沥青后,应立即用矿料撒布机或人工撒布第一层矿料。矿料要撒布均匀,达到全面覆盖一层、厚度一致、矿料不重叠、不露沥青,当局部有缺料或过多处,应适当找补或扫除。
撒布一段矿料后,用60~80kN双轮压路机碾压。碾压时,应从一侧路缘压向路中,碾压3~4遍,其速度开始不宜超过2km/h。
沥青表面处治后,应进行初期养护。当发现有泛油时,应在泛油部位补撒与最后一层矿料规格相同的嵌缝料并均匀;当有过多的浮动矿料,应扫出路外;当有其它损坏现象时,应及时修补。
施工工艺流程为:清扫基层→洒透层→撒主层矿料→碾压→洒布沥青→撒布嵌缝料→碾压→初期养护。
2.4 铺筑施工工艺
基层准备和放样,铺筑沥青混合料前,应检查确认下层的质量,当下层质量不符
合要求,或未按规定洒布透层、粘层沥青或铺热下封层时,不得铺筑沥青面层。为了控制混合料的摊铺厚度,在准备好基层之后,应进行测量放样,即沿路面中心线和四分之一路面宽度处设置样桩,标出混合料松铺厚度。当采用自动调平摊铺机时,应放出引导摊铺机运行走向和标高的控制基准线。
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摊铺,热拌沥青混合料应采用机械摊铺,对高速公路和一级公路宜采用两台以上摊铺机联合摊铺,以减少纵向次冷按缝,相邻两台摊铺机纵向相距10~30m,横向应有5~cm宽度摊铺重叠。沥青混合料摊铺机摊铺过程是由自卸汽车将混合料卸在料斗内,经传送器将混合料往后传到螺旋摊铺器,随着摊铺机前进,螺旋摊铺器即在摊铺带宽度上均匀地摊铺混合料,随后捣实,并由摊平板整平。
碾压,压实后的沥青混合料应符合平整度和压实度的要法语,因此,沥青混合料每层的碾压成型厚度不应大于10cm,否则应分层摊铺和压实,其碾压过程分为初压、复压和终压三个阶段。初压是在混合料摊铺后较高温度下进行,宜采用60~80kN双轮压路机慢速度均匀碾压2遍,碾压温度应符合施工温度的要求,初压后应检查平整度、路拱必要时应予以适当调整;复压是在初压后,采用重型轮式压路式或振动压路机碾压4~6遍,要达到要求的压实度,并无显著轮迹,因此,复压是达到规定密实度的主要阶段;终压紧接着复压进行,终压选择60~80kN的双轮压路机碾压不少于2遍,并应消除在碾压过程中产生的轮迹和确保路表面的良好平整度。
接缝施工,沥青路面的各种施工,包括纵缝、横缝和新旧路的接缝等处,往往由于压实不足,容易产生台阶、裂缝、松散等质量事故,影响路面的平整度和耐久性。接缝的内容、要求和注意事项如下:
摊铺时采用梯队作业的纵过采用热接缝。施工时应将先铺的已铺混合料留下l0~2Ocm宽度暂时时不碾压,作为后摊铺部分的高程基准面。纵缝应在后铺部分摊铺后立即进行碾压,压路机应大部分压在已先铺碾压好的路面上,仅有10~15cm的宽度压在新铺的车道上,然后逐渐移动跨缝碾压以消除缝迹。
半幅施工或与旧沥青路面连接的纵缝,不能采用热接缝时,宜加设挡板或采用切刀切齐。铺另半幅前必须将缝边缘清扫干净,并刷粘层沥青。摊铺时应重叠在已铺层上5~10cm,摊铺后用入工将摊铺在前半幅上面的混合料铲走。碾压时先在已压实的路面上行驶,碾压新铺层10~15cm,然后再逐渐移动跨过纵缝,将纵缝碾压紧密。上下层的纵缝应错开15cm以上。表层的纵缝应顺直,且位于车道的画线位置。
横缝应与路中线垂直。相邻两幅及上下层的横缝应错位lm以上。对高速公路和一级公路、中面层、下面层的横向接缝可斜接,但在上面层应做成垂直的平头缝即平接。其它等级公路的各层均可,铺筑接缝时,可在已压实的部分上面铺设一些热混合料使之预热软化,以加强新旧混合料的粘结。但在开始碾压前应将预热用的混合料铲除。 斜接缝的搭接长度与厚度有关,宜为0.4~0.8m。搭接处应清扫干净并洒粘层沥青,斜接缝应充分压实并搭接平整。
平接缝应做到紧密粘结,充分压实,连接平顺。接缝处应清扫干净,切齐,边缘涂粘层沥青,并在其压实后用热烙铁烫平,再在缝口涂粘层沥青,撒石粉封口,以防渗水。
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3. 沥青混凝土路面施工控制要点
沥青商品混凝土路面是采用沥青材料作为粘结料,粘结碎石或拌合经级配组合的碎石,铺筑成路面的一种面层。由于其具有平整耐磨,不扬尘、不透水,铺筑后可立即开放交通,维修方便得优点。又由于沥青材料具有弹-粘-塑的性能,因而在汽车行驶时振动小,噪音小而被越来越多的采用。同时,因沥青商品混凝土路面按力学特征来分属于柔性路面,故其强度,稳定性与基层和土路基的强度,稳定性有直接关系,所以其施工各个工序,各个环节应严格按照规范进行。本文就实际施工情况浅谈如何对沥青商品混凝土路面进行施工质量控制。
一、沥青混合料的拌合
1、沥青混合料施工控制温度见下表
2、沥青混合料的拌合、施工温度应根据所用沥青的粘温关系曲线确定。对沥青材料采用导热油加热,一般加热温度应在160-170℃范围内,矿料加温度为170-180℃,沥青与矿料的加温度应调节到能使拌合的沥青商品混凝土出厂温度在150-165℃,不准有花白料、超温料,并保证运到施工现场的温度不低于145℃; 对于改性沥青商品混凝土,温度在普通沥青温度的基础上提高10-20℃。拌好的沥青混合料应均匀一致,无白花料,无结团成块或严重的粗料分离现象,严禁不合格的产品出场。
3、多雨潮湿气候时,生产沥青混合料所需集料(尤其是石屑)应堆放在干燥的场地,当细集料需要量少时又受雨季潮湿使冷料仓供料困难时,尽量不安排施工。
二、沥青混合料运输
混合料尽可能才有大吨位自卸汽车运输,运输车的数量,根据生产能力、车速、运距等情况综合考虑,合理配置,并留有适量富余的备用。在运输过程中,应注意做好以下几点:
1、为了确保摊铺温度,并防止漏料造成污染和防雨,所有沥青混合料的运输都要用篷布覆盖。
2、运输车装料前必须将车箱清理干净,车箱底板及周壁要涂一薄层油水混合物(柴油:水定为1:3)
3、拌合车向运输车卸料时,应每一斗混合料挪动一下汽车的位置,以减少离析现象。
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4、自卸车车箱后挡板卡扣必须保持清洁,易于卡紧,开启,以防车辆在运输途中漏料,造成材料浪费和路面污染。
5、倒车卸料时,要避免汽车撞击摊铺机,指定专人指挥车辆,在摊铺机前10—30cm处停车,卸料过程中应挂空挡靠摊铺机推动前进。
6、沥青混合料运到现场的温度不得130-150℃,已经结团或受雨淋的混合物不得摊铺。
7、运输车在返回途中,料斗要落下,以避免发生事故和余料漏污染路面;料车中残留混合物远离摊铺现场,在指定的地点集中清除,当天施工产生的废料当天运出工地。
三、沥青混合料的摊铺
1、施工段采用摊铺机整幅摊铺。加宽段采用摊铺机梯形作业,其纵向接缝应在前部已摊铺混合料部分留下10cm-20cm宽暂不碾压,作业后面摊铺的高程基准面,并有5cm-10cm左右的摊铺层重叠,以热接缝形式在最后做跨接缝碾压以消除缝迹,上下层纵缝应铺开15cm。
2、为确保沥青商品混凝土路面平整度、厚度达到设计要求,上面层摊铺采用走雪橇方式控制摊铺的厚度和平整度,摊铺机安装移动式自动找平基准装置。
3、摊铺过程中,摊铺机以试铺试验段,确定摊铺速度、振动、振捣频率匀速前进,严禁中途变速或停顿。
4、每天开始摊铺前,熨平板必须预热预热温度不得低于70℃.
5、机械摊铺过程中,不得用人工反复修整,特别情况下可用人工局部找补,更换混合料或人工摊铺。
6、为了施工槽缝,应保证每层每天至少摊铺1.5km。 7、摊铺好的沥青混合料在未经压实前,施工人员不得踩踏。
8、摊铺过程中如遇到恶劣天气下雨时,应立即停止施工,并在雨后清除未压实成型的混合料。
沥青混合料压实
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沥青混合料的碾压时,保证沥青路面质量的重要环节之一。结合生产率,摊铺厚度等具体条件选择压路机。沥青混合料压实以试铺确定的碾压组合和速度,紧接摊铺后进行,分为初压、复压、终压三个阶段进行,一般高等级公路沥青商品混凝土路面采用钢轮压路机和轮胎压路机联合作业完成压实工作。碾压分段进行,分段长度控制在30-50m,即一段初压,一段复压,一段终压,段与段之间应设标志,并指定专人负责移动,便于司机辨认。
初压采用2台双钢轮压路机(≦8t),在混合料摊铺后进行稳压,每台压路机至少碾压一遍,碾压速度2KM/h-3KM/h。复压采用3台重型轮胎压路机碾压,每台压路机至少碾压两遍,碾压速度4.5KM/h-5.5KM/h 。终压采取1台轻型双钢轮压路机和1台重型双钢轮压路机静压,每台压路机至少碾压一遍,碾压速度5KM/h-7KM/h。压路机起动、停止必须减速缓慢进行,不得急刹车。
压实注意事项:
A、碾压时, 压路机从低至高慢速均匀行驶。初压时, 压路机双轮靠近摊铺机, 起动或停止时缓慢进行,保持匀速行驶, 不许在未压实的路段上转弯, 制动, 任意换档。
B、为了保证压实度和平整度, 初压应在混合料不产生推移、开裂等情况下, 尽量在较高温度下进行, 尽快完成初压, 减少温度损失。
C、碾压根据摊铺速度, 呈阶梯形逐渐向前推进, 形成流水作业,压路机不得停留在温度高于70℃的已经压过的混合料上, 同时, 采取有效措施, 防止油料、润滑脂、柴油或其它有机杂质在压路机操作或停放期间洒落在路面上。
D、碾压过程中设专人测量初压温度、复压温度、终压温度, 做好原始记录; 设专门施工员负责控制碾压遍数、温度、速度; 设专人设置初压、复压、终压段落使压路机操作手易于辨认, 做到无超压、漏压。
E、碾压时遵循“高频、低幅、紧跟、慢压、少水、高温”的原则, 压路机采用高频低幅进行振动碾压, 每一轮必须压至摊铺机近前才可以返回, 压路机均有雾化喷头, 往轮上洒少量清水, 以防粘轮。
F、碾压时由外向内, 由低向高。无路缘石段, 可在边缘部位预留20cm 左右, 等压完一遍后再碾压, 边缘部位应多压3 遍。
G、如接缝处( 包括纵缝、横缝或因其他原因而形成的施工缝) 的混合料温度已不能满足压实温度要求, 应采用加热器提高混合料的温度达到要求的压实温度, 再压实到无缝迹为止。否则, 必须垂直切割混合料并重新铺筑, 立即共同碾压到无缝为止。
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五、接缝处理
1、 纵缝处理。对于加宽纵缝路段, 铺筑沥青混合料前应对各层的垂直槽壁以及错台的部位涂刷乳化沥青, 完成以后方可铺筑新路面。摊铺时摊铺机靠近第一幅路面的一侧采用小滑靴在旧路面上形走, 调好传感器自动控制摊铺机, 使摊出的路面比旧路面刚好高出松铺厚度, 以使在碾压完成后, 纵缝两侧路面一样平。摊铺机过去后, 人工用推耙将纵缝位置的粗料推走, 并填以细料, 以使纵缝位置密实不渗水。安排一台压路机专门对纵缝进行碾压, 压路机先在老路面上, 使钢轮边缘10- 20cm 处于新铺路面上进行第一遍静压( 静压一遍) , 然后以压路机钢轮处在纵缝位置上进行第二遍振压( 振两遍) , 最后压路机完全处于新铺路上进行正常碾压程序。
2、 横缝处理。施工横缝与铣刨、挖除产生的横缝施工方案相同。不同层的横向接缝错位1 米以上。施工横向接缝, 在每天的施工结束时, 摊铺机在终端的1 米处提起熨平板, 驶离现场, 然后用人工将混合料铲齐后再予碾压( 或做木板挡块处理) 并用3M直尺检查平整度, 并趁热将厚度不足部分剔除。在下次施工时, 先在接缝处洒少量沥青, 再摊铺混合料, 在混合料摊好整平后, 先用双钢轮振动压路机碾压,压实时, 先从压实好的一端开始, 第一次压入新铺层宽度15cm 左右。然后每次向里移动20cm, 直至压路机全部落在新铺层为止, 随即进行正常的碾压。
3、 施工完毕后必须达到的外观质量:
A、表面平整密实, 不应有泛油、松散、裂缝、粗细集料集中等现象。存在缺陷的面积不得超过受检面积的0.03%。
B、接茬应紧密平顺, 烫缝不得枯焦。
C、面层与路缘石及其它构筑物应顺接, 不得有积水现象。 D、表面无明显碾压轮迹。
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第三章 沥青路面常见病害
1 沥青路面的松散
所谓沥青路面松散,是指沥青路面粗细集料散失,路面结合料失去粘结力,而在沥青路面表面形成的脱皮、麻面、露骨、表面剥落、有小坑洞等现象。 松散主要是由荷载和或水作用下的结果。雨水通过沥青面层空隙或缝隙,或者由分隔带或路肩渗入到路面结构中,若不能及时排除,就会浸湿各结构层材料甚至路基土,使其强度下降,变形增加,承载力降低,使用寿命缩短。更为严重的是,进入路面结构层之间的空隙水压力和高流速的水流,冲刷层面材料,促使沥青面层出现剥落、松散等病害,从而使整个路面的使用性能迅速变坏。 松散作为沥青路面水损坏的典型形式之一,是一个水使沥青膜从集料表面脱落,失去附着力的过程。水损坏的先决条件是有水的存在,同时存在外力作用的环境。汽车荷载的压应力和高速行驶产生的真空吸力形成剪应力的反复泵吸作用,是沥青膜从剥离发展到松散、调粒、坑槽。损坏的进程与荷载的大小频度有关。在初始阶段,集料与集料之间发生剪切滑移,伴有沥青膜的移动和脱离,剪切应力超过沥青与集料的粘附力导致附着力丧失,这个过程很短暂,一条公路在长时间干燥少水的情况下可以稳定地使用。一旦有充足的水大量地从裂缝和大的空隙中迅速渗入达到饱和,经行车反复泵吸就很快造成沥青膜剥离的环境,成为水损坏的典型模式。
沥青与集料粘附性差,或是由于沥青的老化,水的渗入也是产生松散的主要理由。松散是直接影响行车安全的路面病害,松散可能出现在整个路面表面。也可能在局部区域出现,但由于行车作用,一般在轮迹带比较严重。其产生的主要原因有:①局部路基和基层不均匀沉降引起路面破坏;②碎石中含有风化颗粒,水侵入后引起沥青剥离;③随着使用时间的增多,沥青结合料本身的粘结性能降低,促使面层与轮胎接触部分的沥青磨耗,造成沥青含量减少,细集料散失;④机械损害或油污染。
2 沥青路面的水损害
水损害表现形式复杂多样,但相同气候条件下,破坏模式具有相似性。关于水损害作用机理的分析主要有黏附-剥落理论、静水压力和动水压力作用,普遍认为黏附-剥落理论是水损害的主要机理。
沥青路面施工期短、表面平整、养护维修方便,是路面的主要形式之一。然而沥青路面早期损坏的现象普遍存在,如松散、坑槽、车辙等。虽然路段的早期破坏很大程度上与汽车的重载和超载有关,但事实上水损害也是造成沥青路面早期破坏的主要模式之一,我国从南方到北方,都出现过由于水损害引起的高速公路大面积早期破坏。出现的时间,有的在竣工通车后不足一年或两年,时间短的只有几个月。尤其在我国南方地区,气候温暖潮湿,降水量较大,水损害问题更为突出。因此,高速公路沥青路面水损害问题成为研究热点。
水损害的表现形式
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目前,国内学者已对水损害的概念有了较为明确且一致的认识,认为水损害是指水由沥青路面孔隙、裂缝进入路面内部后,在冻融、车辆轮胎动荷载产生的动水压力或真空负压抽吸的反复作用下,水分逐渐渗入沥青与矿料的界面或沥青内部,使沥青与矿料之间的黏附性降低并逐渐丧失黏结能力,沥青膜逐渐从矿料表面剥离,沥青混合料掉粒、松散,造成沥青路面结构整体性的破坏。
沥青路面水损害表现形式多样。一般可归纳为三类即松散类(路表麻面、松散、掉粒、坑洞)、裂缝类(唧浆、网裂、坑洞)和变形类(辙槽)。以上的早期水损害现象有时单独出现,但大多数是组合出现的。比如产生唧浆的地方通常会出现网裂和形变,并随着时间的推移很快会出现松散和坑洞。此外,水损害按照水对路面损害的部位,可以分为路表水对路面的损害和进入路面结构内的水对路面的损害;按照形成过程的不同,可以分为自上而下的表面层水损害和自下而上的水损害。许多初期的路面水损害都是由上往下发生的,它往往局限于表面层发生松散和坑槽,当表面的水从裂缝和孔隙较大的裂隙中进入路面内,即形成路面内自下而上的水损害。
3 沥青路面的冻胀和翻浆
沥青路面产生冻胀和翻浆主要是在冻融时期,因为水的侵入和路基土的水稳定性能差,由于冰冻的作用,路基上层积聚的水分冻结后引起路面胀起并开裂。道路翻浆是水、土质、温度、路面和行车荷载五个主要因素综合作用的结果。其中水、土、温度构成翻浆的三个自然因素,缺少任何一个因素都不可能形成翻浆。
翻浆可根据路面翻浆的严重程度,区分为重型翻浆和轻型翻浆两种类型。重型翻浆是路基土质不好,地下水位高,冬季路基土结冰 ,春融季节化冻引起严重的路面变形。轻型翻浆是因为基层水稳定不良,或含水量过大造成的基层全部松软和浅层土基松软,引起的路面变形。
4 沥青路面的沉陷
沉陷是路面变形中最普遍的一种,特点是面积大,涉及的结构层次深,主要出现在挖方段和填挖交界处。其产生的主要原因是:①土质路堑排水不畅,路床下部路基过湿润而产生不均匀沉降,引起路面局部下沉;②路面强度不能适应日益增长的交通量,易发生疲劳破坏:③路基或基层强度不足或填挖路基强度不一致,在车辆荷载作用下,路基或基层结构遭破坏而引起沉陷;④桥头路面沉降不均匀而引起沉陷并与桥面发生错位。
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5 裂缝
5.1 裂缝的分类
沥青路面出现裂缝的主要原因而可以分为两大类:一种主要是由于沥青面层温度变化而产生的温度裂缝,一般称之为非荷载型裂缝:另一种是由于行车荷载的作用而产生的结构性破坏裂缝,一般称之为荷载型裂缝。 (1)非荷载型裂缝
非荷载型裂缝主要是温度裂缝,也有因施工不当、材料选取不当等引起的裂缝。其产生的原因有:
1)沥青材料在较高温度条件下,具有良好的应力松弛性能,温度升降产生的变形不至于产生过高的温度应力。但在冬季气温骤降时,土基和路面基层由于受温度变化,冬季冰冻产生的膨胀,导致路基和基层产生裂缝并反射到沥青面层,沥青混合料的应力松弛赶不上温度应力的增长,同时劲度急剧增大,超过混合料的极限强度或极限拉伸应变,便会产生开裂。此外,随着温度反复升降,温度应力使混合料的极限拉伸应变变小,又加上沥青的老化使沥青劲度增高,应力松弛性能降低,故可能在比一次性降温开裂温度更高的温度下开裂,同时裂缝是随着路龄的增加而不断增加。
2)沥青的品种和等级也是影响沥青路面开裂的重要因素。在长期的实践经验中,选用高粘度、低稠度的沥青,其温度敏感性较低,能延迟温度裂缝的产生;沥青未达到适合本地区气候条件和使用要求的质量标准,低温抗变形能力较差,致使沥青面层在低温下产生收缩开裂。
3)地基处理不当,路基碾压不均匀,造成路基沉降不均匀;旧路拓宽时,新旧路基搭接部位没有严格按照台阶式分层压实处理,以及下部基层比较软弱,或地基处理不彻底等。
4)铺筑沥青面层采用分幅摊铺时,接缝处理不当,结合不良,对接缝处碾压不密实,造成路面渗水或面层压实未达到要求,在行车作用下形成裂缝。 (2)荷载型裂缝
荷载型裂缝即主要由于行车荷载作用而产生的裂缝,其产生的原因有:
1)随着交通运输的高速发展。原有的路面强度日趋不足,路面满足不了交通量迅速增长和汽车载重明显增大的需求,沥青路面过早产生疲劳破坏,沥青路面很快开裂。 2)原结构设计不合理,未充分考虑到各种不利因素,施工质量不好,沥青路面面层厚度不足,沥青路面原材料的品质不符合设计规范要求,路面强度明显不能满足行车要求。在行车作用下,特别是超大吨位车辆的频繁碾压,沥青路面很快开裂。
裂缝是沥青路面常见的一种损坏现象,指开裂为3~5mm宽的路面缝隙,通常有发裂
和较规则的纵、横裂缝。发裂指逐层出现少数孤立或环状相连的纵向小裂纹。纵、横裂缝指发生在面层的纵、横向的规则裂缝。纵缝一般多在双坡道的中线附近区域,而横缝
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间距呈现一定规律。
裂缝病害有纵向裂缝,横向裂缝和网裂三种形式,以下将分别介绍。
5.1.1 纵向裂缝
纵向裂缝的产生主要是由于地基和填土在横向不可避免的不均匀性所造成的,特别是在旧路基拓宽地段,由于土质台阶处理不规范、分层填筑厚度及压实度控制不严,尤其在有表面水渗入的情况下,这些地段往往是纵向裂缝的高发区。
纵向裂缝一般有两种:一种主要发生在紧急停车带或路肩部位,其形状是沿路肩边缘向内逐步扩大,呈月牙形,这种裂缝容易使路基发生滑移,危险性很大;另一种是发生在行车道部位,多为纵向条带状,裂缝两端未延伸到路堤边缘。
(1)纵向裂缝的成因
①地基原因:有些路段处于丘陵低洼、河谷处,地基土天然含水量较高,在设计及施工时未做处理,在高填土后,由于地基承载能力的差别出现不均匀沉降,造成路面纵向开裂。
②路基施工原因:如果土基施工时天气干燥,局部路堤填料土块粉碎不足,路基压实不均匀,暗埋式构造处因构造物长度,路基边缘不能超宽碾压,致使路基边缘压实度不够,或者混合料摊铺时纵向施工搭接质量不好,都会造成纵向裂缝。
③分隔带、路表、边坡等渗水,使局部路基受水浸泡后承载力值降低,在动静荷载的作用下,路基滑动产生裂缝,另外填料若为弱膨胀土,如施工中未做处理,渗水后含水量变化,也会导致裂缝产生,预防纵向裂缝产生的主要措施是处理好地基,若路基分层填筑和压实得好,使路基尽可能均匀,特别在预先采取措施防止地表面水渗入地基的情况下,可以大幅度减少纵向裂缝的数量,同时显著延缓纵向裂缝出现的时间。
(2)纵向裂缝的防治
①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。 ②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1m),并对裂缝按方法①先行填实,沿纵缝铺设玻璃格栅,摊铺中面层,然后在中面层上沿纵向每隔5m设宽为1.2m的玻璃格栅,最后再摊铺上面层。
③对于尚未稳定的纵向裂缝,除按方法①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。
5.1.2 横向裂缝
横向裂缝是与路面中线近于垂直的裂缝,裂缝起初大多出现于路面两侧的硬路肩,逐
渐发展而贯通全路幅。贯通裂缝沿路面大致呈均匀分布。
沥青路面病害成因分析及防治措施
(1)横向裂缝的成因
①横向裂缝的产生往往是由于温度应力的作用而产生的疲劳裂缝。这种温度裂缝往往起始于温度变化率最大的表面并很快向下延伸,并随着时间增长造成沥青老化,沥青面层的抗裂缝能力逐年降低,温度裂缝也随之增加。面层裂缝一旦发生冲刷、唧浆就会产生以缝为中心的下陷形变,同时引起裂缝两侧产生新裂缝甚至碎裂破坏。
②材料收缩引起横向裂缝。一方面在基层成型过程中,因基层材料失水收缩而形成规则的横向裂缝,另一方面基层材料因温度骤降而发生低温收缩开裂。这两种收缩变形使面层底面承受拉力,当拉力超过沥青面层的抗拉强度时就使沥青面层底部拉裂,并随着温湿的循环变化及行车荷载的反复作用而导致沥青面层底面裂缝。
③沥青及混凝土的温缩引起的裂缝。因沥青是一种对温度变化比较敏感的粘弹性材料,温度下降时,沥青混合料逐渐变硬变脆,并发生收缩变形.当收缩拉应力超过沥青混凝土的抗拉强度时,沥青路面表面就会被拉裂,并逐步向下发展,形成上宽下窄的横向裂缝,这种温缩裂缝在北方温差较大地区初冬一般宽度为3~5mm,到严冬可加宽到10mm,最宽达到20mm,而到春季则又缩回。
④差异沉降引起的横向裂缝。在软土地基与非软土地基交界处、软土地基处理方法变化处或构造物台背与路段交接处,因地基或路基与构造物差异沉降导致基层开裂,并反射到沥青面层,形成横向裂缝。
因为温度变化引起的沥青面层本身收缩是造成横向裂缝的重要原因,所以沥青含量越多裂缝越多,选用符合重交通道路石油沥青技术要求的沥青,控制沥青用量,精选矿料,准确组成级配,或使用纤维等添加剂,均可有效减少裂缝。另外还应设计合理的路面结构并且精心施工。
(2)横向裂缝的防治
①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。 ②对于由土基沉降引起的横向裂缝,如出现错台、啃边、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,按照方法(1)先将裂缝填实,然后沿横缝加铺玻璃格删, 格栅网孔尺寸25.4mm×25.4mm,抗拉强度要求不小于50kN/m,最大负荷延伸率不大于3%,对全线病害进行处理后,仍存在着纵横坡面的不平整,路表面弯沉不能满足原设计弯沉要求等,所以全线加铺最小厚度行车道为5cm,硬路肩为4cm的AC-16I型混凝土罩面层,采用的沥青为国产SBS改性沥青,以改善路面表面的性能。
5.1.3 网 裂
网裂:由于水渗入表面层后滞留在表面层的下部和下层的交界面上,因此在长期行
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车荷载作用下,沥青膜开始从面层的底部剥落并逐渐向上扩展,随着下部大量碎石上沥青的剥落,沥青混凝土也就失去了强度从而产生网裂和形变。
网裂是相互交错的疲劳裂缝,形成一系列多边形小块组成的网状开裂,它的初始形态是沿轮迹带出现单条或多条平行的纵缝,而后,在纵缝间出现横向和斜向连接缝,形成缝网。
(1)网裂的成因
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,路基路面压实度不足,路面材料配合不当或未拌和均匀等使沥青与石料粘结性差;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,使基层表面被泡软,在汽车荷载反复作用下,粉浆通过面层裂缝及空隙被压到表面产生唧浆,基层表面被逐步淘空,产生网裂。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,为预防网裂必须加强货车的载重管理,在路面出现裂缝时要及时修补处理。
(3)网裂的防治
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。
5.2 裂缝防治措施
针对以上分析的沥青路面病害的原因,主要从施工材料、设计、施工、养护和交通
管理等5个方面采取相应的预防措施。 (1)材料方面
合理确定沥青路面结构,沥青面层的裂缝主要由沥青面层本身的低温收缩引起的。选用低温劲度小、延度大、温度敏感性差、含蜡量低的优质沥青,精选矿料,准确级配沥青面层的矿料和合理配置沥青混合料配合比。配制出性能优良的沥青混合料,控制沥青用量,保证沥青混合料性能优良,均可有效减少裂缝。 (2)设计方面
精心设计,对地形复杂地段做好地质调查工作。要特别注意加固地基,防止因地基软弱而出现不均匀沉降,使用合格填料填筑路基,或对填料进行处理后再填筑路基,确保路基有足够的强度和稳定性,以保证路面具有稳定
路面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甚至路基软化, 导致路面承载力下降, 加速路面破坏。裂缝主要有三种形式: 纵向裂缝、横向裂缝和网裂。裂缝的产生主要由于路基路面施工质量不高、路面渗水。气温与交通条件等方面造成的、横向裂缝可分为荷载性裂缝和非荷载性裂缝两大类、荷载性裂缝是由于路面设计不合理和施工质量低劣, 或由于车辆超载, 致使沥青面层或半
沥青路面病害成因分析及防治措施
刚性基层内产生的拉应力超过其疲劳强度而发生裂缝; 非荷载性裂缝是横向裂缝的主要形式, 它有两种情况 沥青面层温度收缩和基层反射性裂缝、纵向裂缝可分为两种情况, 一种情况是由于路基压实度不均匀,路面不均匀沉陷而引起的。另一种情况是沥青面层分幅摊铺时, 两幅接茬未处理好, 在行车荷载作用下易形成纵缝纵向裂缝多发于半填半挖路基处, 主要由路基的不均匀沉降造成。
6 脱皮
铺筑面层时,基层未洒透层油,面层与基层粘结不良。在行车作用下,沥青路面面层
发生推移现象,形成了脱皮。
在层铺法施工时,上下层间有浮土或者因潮湿而形成隔层,表层被行车推移。 面层矿料含土量大,粉料多或者矿料潮湿,且施工中碾压过度,矿料被压碎,形成阻碍油料渗透的隔离层,破坏了嵌缝料和主层矿料的粘结,在行车作用下致使面层矿料脱落。 在原沥青路面上作沥青加铺层时,老路面上未洒粘层油、或低温施工、或加铺层渗水,在春融季节,行车的作用下,使加铺沥青层破坏脱落。
7 油包
油包是指路面局部隆起,形成高于路面3cm的包块。油包分为硬油包和软油包,硬
油包是底层稳定,由于面层细料多,油大所致。软油包是由于底层含水量大或底层浮土太厚,使表层同底层间形成两张皮。
7.1 沥青路面泛油的定义和危害
1、 沥青路面泛油的定义
沥青面层中的自由沥青受热膨胀,直至沥青混凝,空隙无法容纳,溢出路表的现象;新型定义为:路表水侵入面层内部并长期滞留在沥青层底部,在行车荷载的反复作用和动压水冲刷下,集料表面的沥青膜剥落成为自由沥青,并在水的作用下被迫向上部迁移,从而导致面层上部泛油而底部松散的沥青迁移现象。 2、 沥青路面泛油的危害
路面泛油会造成三种直接后果:一是路面滑溜,对行车安全构成严重威胁,特别是雨天。二是上面层混合料中的沥青含量愈来愈高,而中面层及下面层的沥青含量愈来愈低,直接损害中、下面层的低温抗裂性能、抗疲劳性能。三是沥青迁移造成路面空隙率的不利性改变,上面层空隙率愈来愈小而中、下层空隙率愈来愈大,中下面层空隙率的增大往往伴随着负压的产生及空隙的连通,路面的雨水极容易透过微观裂纹或面层空隙进入基层,甚至击穿上面层,形成水损害。
7.2 泛油现象分型及其机理
7.2.1 空隙率过小型 (1)现象特征
空隙率过小型泛油的现象特征是高温季节,整条路段地出现泛油现象,不管是轮迹
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带还是非轮迹带,只不过程度轻重不同而已。路表如镜面光滑,雨天车辆易打滑。钻心取样表明,空隙率过小型泛油的内部空隙充满了沥青,表面层厚度方向不存在明显沥青含量差异。
(2)泛油的机理
该型泛油的机理是沥青混合料的设计空隙率过小,油石比偏大,在高温季节,沥青受热膨胀,在填满混合料中的空隙后溢出路表面形成泛油。因此,泛油现象的内因是空隙率过小,而诱发的直接外因是高温。空隙率过小型泛油的原因有二。一是规范标准的不合理导致设计空隙率过小。如我国刚开始推行SMA路面时,照搬国外规范,没有考虑环境条件的差别,将设计空隙率的标准规定为2%-4%,而我国不论北方还是南方,夏季都十分炎热,因此,路面出现泛油成为必然。二是沥青混合料配比设计不当,经验不足,对规范理解不深,没有考虑具体工程的实际情况而造成。 7.2.2 压密型 (1)现象特征
压密型泛油的表观特征是伴随有明显的车辙病害,泛油只发生在轮迹带,表面油膜分布较均匀。由于车辙的存在,车辆往往被迫变道行驶,而雨天容易形成积水,这些易对交通安全构成威胁。 (2)泛油的机理
压密型泛油的机理:沥青混合料由于压实度标准偏低或压实度不足,路面开放交通后在
9 啃边
啃边是指路面边缘材料破损或形成坑洞。
1、路面宽度不适应交通量的需要,路肩不密实,机动车会车或超车时碾压路面边缘造成啃边。
2、路肩与路面衔接不平顺,以致使路肩积水,路面边缘湿软,在行车作用下形成啃边。
3、沥青路面两边未设置路缘石或路基宽度不够。
10 坑槽
坑槽是常见的沥青路路面早期病害,汽油或柴油渗入沥青路路面后造成对沥青的破
坏,已破坏的沥青残留物在水的作用下沿沥青基层桥面扩散,在汽车荷载的作用下造成桥面铺装的坑槽,此外水损害也是形成坑槽理由。路面上出现的坑槽,是龟裂、松散等其它损坏进一步发展的结果。 (1)坑槽的成因
水损害在开始阶段,雨水由沥青路面大空隙或破损处渗入,停留在基层表面上,在行车荷载反复作用下动水冲刷半刚性基层的细料并逐渐形成灰浆,使沥青面层与基层脱开,灰浆被行车荷载挤压,通过面层裂缝或面层混合料中的空隙唧到表面。在产生唧浆的位置,沥青面层产生网裂,接着一些碎裂的小块面层或基层材料被车轮带走,而逐步形成坑洞,并不断的扩大,最后形成坑槽。
(2)坑槽的防治
沥青路面病害成因分析及防治措施
预防坑槽损害,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,以下为两种方法。
1)冷补法
首先测定坑槽的深度,划出切槽修补的范围,用液压风镐切槽,用高压风将槽底、槽
壁废料及粉尘清除干净。然后用喷灯烘干槽底、槽壁,并在其表面均匀喷洒一薄层粘层油。最后将准备好的热料填补至坑槽中,如厚度大于6cm将分层填筑,从四周向中间碾压。
2) 热补法
首先根据坑槽修补范围确定热辐射加热板区域,将加热板调到合适位置,加热3min~5min,使被修补区域路面软化。然后将准备好的热料放到被修补处,搅拌摊平,并从四周向中间碾压。
11 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。主要是由
于沥青混合料级配设计不合理, 稳定性差或由于基层及面层施工时压实度, 使轮迹带处的面层和基层材料在行车荷载反复作用下出现固结变形和侧向剪切位移引起。 推移主要理由是路面组成材料设计不合理或施工质量差, 以及车辆的超载运输导致路面材料不足以抵抗车轮水平力的作用。 推移的产生一般与基层施工质量、透油层洒布质量、超载车辆比重加大、沥青混合料性能不良等因素有关。在沥青混凝土路面铺筑前,由于基层表面清扫不干净、透层油洒布不均等都会容易造成沥青面层和基层粘结不良。沥青面层建成运营后在大量行车荷载(超载车辆)作用下,由于与基层粘结不良特别在沥青面层施工接缝处开始产生推移,随着时间增长,轮迹带两侧会产生壅包,甚至会出现由于推移而造成的严重裂缝。在基层平整度较差、面层厚度较薄的地段往往由于施工质量等原因,基层不平整会反映到沥青路面上,车辆荷载作用下面层不平整会愈加明显,形成波浪。
车辙和推移降低了路面平整度,当车辙达到一定深度时,由于辙槽内积水,极易发生汽车飘滑而导致交通事故。
(1)车辙和推移成因
1)行车荷载的影响。车辆按规定正常在行车道行驶,使得高速公路的交通渠化现象非
常突出,随着车辆荷载作用次数增加,行车道车辆轮迹处进一步压实并逐渐形成不同程度的车槽。
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2)基层施工质量差。因基层的厚度不足或因基层材料、施工、养生不当导致基层整体强度不足,由于荷载作用超过路面各层的强度,使得路表变形过大而形成辙槽和推移。 3)沥青面层高温稳定性差。由于沥青混合料是一种弹塑性材料,如沥青、矿料的选材不当或混合料组成不当会导致沥青混合料的高温稳定性差、抗塑性变形能力低,在高温条件下,车轮碾压反复作用,荷载应力超过沥青混合料的稳定极限,使流动变形不断积累形成车辙和推移。
预防车辙和推移病害,首先,要选取合适的筑路材料。选用低针入度,高软化点,低含蜡量的高粘度沥青和表面粗糙、嵌挤作用好,与沥青粘结性能强的集料,可在一定程度上缓解车辙的形成。其次,在施工中要加强控制压实度,是避免压实度不足引起车辙的有效途径。再次,在高温季节,应严格控制大型超载车通行。
11.2车辙和推移的处治
(1)对于连续长度不超过30m、辙槽深度小于8mm、行车有小摆动感觉的,可通
过对路面烘烤、耙松、添加适当新料后压实即可。
(2)当沥青面层磨损、横向推移时,应清除不稳定层,用铣刨机拉毛,重铺面层。 (3)当基层或土基不稳定时,应先进行补强处理后,再修复面层。
(4)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。
(5)加强路面基层施工质量,提高基层平整度是有效防治病害的条件之一。同时,沥青面层铺筑前透层油的洒布尤为重要,透层油洒布前首先必须认真清扫基层表面浮土及杂物并且保证透层油洒布的均匀性和设计用量,提高基层与面层的粘结力。 (6)有效阻止超载车辆。随着油价上涨等原因,近年来超载车辆越来越多,与设计荷载相比超载十分严重。在重荷载重复作用下,特别在车辆启动或刹车频繁的叉路口及转弯处沥青路面很快产生破坏,推移、裂缝尤为常见。
沥青路面病害成因分析及防治措施
第四章 沥青路路面预防性养护及工艺技术
1.沥青路路面预防性养护
1.1预防性养护理念
在绝大多数发达国家,公路网已经完善,养护管理成为公路工作的重点,很早就着手于公路养护管理的相关调查、研究工作。例如,美国公路管理部门从20世纪80年代以来,通过对几十万公里不同等级道路进行跟踪调查,发现道路的使用性能和寿命有一个共同的变化特征:一条质量合格的道路,在使用寿命75%的时间内性能下降40%,这一阶段称之为预防性养护阶段。此阶段如不及时进行养护,在随后12%的使用寿命时间内,性能再次下降40%,而养护成本却要增加3~10倍,这一阶段成为矫正性养护阶段。因此,预防性养护在许多国家得到广泛运用,并已取得成功经验和十分显著的成效。 我国的沥青路面预防性养护的定义就是通过定期的路况调查,及时发现路面轻微破损与病害迹象,分析研究其产生原因,对症采取保护性养护措施,以防止微小病害进一步扩大,减缓路面使用性能的恶化速度,使路面始终保持良好的服务状态的一种养护方法、养护理念。预防性养护可以延长路面的使用寿命,提高路面的服务效能,节约养护维修资金,是一项费用-效益比非常可观的养护技术方法,通常用于尚未发生损坏或只有轻微病害的路面。此外,由于影响道路服务水平的主要因素是路面技术状况,因此路面养护工作占到道路整体工作占到道路整体工作的70%以上。而道路路面技术状况随时间(自然因素和行车荷载作用)的变化具有一定的规律性,亦符合预防性养护的基本概念。
1.2 预防性养护与传统养护的区别
传统的养护观念是:养护工作一般在公路设施出现明确病害或已部分丧失服务功能的情况下,再采取相应的功能性或结构性恢复措施。这种条件下的养护带来的两个方面的问题,一是公路设施出现病害后,对其服务功能的影响,导致了社会使用成本的增加;一是错失了公路设施在病害刚出现时可能通过适当处治措施防止或延缓病害发生、发展的时机。而预防性养护是一种新的公路养护理念,是改变传统的养护观念和习惯,在公路路况良好或是病害发生初期,即对其进行养护,不让病害向更深层次发展,从而到达延长公路使用寿命、保持公路完好、提高公路质量、降低公路养护成本、延长中修或大修期限目的的作业方式和实用手法。
预防性养护虽在投入资金上要早于现有养护模式,但其投入的产出(包括社会效益)要大于现有养护模式,并且在一个较长的使用年限内,总的养护投入也有可能低于现有养护模式。
1.3预防性养护的目的和意义
我国的公路部门是国家事业机关,承担着社会服务的基本任务。在资金投入与产出
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方面,不仅要考虑本部门的费效比,还必须综合考虑社会成本与效益。因此,预防性养护更能体现公路部门养护工作的性质并达成其目的。这对于延长公路使用寿命、降低公路寿命周期成本,提高公路服务水平和资源利用效率具有重要的意思。
预防性养护技术在经济发达国家的应用已较普遍,在我国刚刚起步。2006年全国公路养护管理工作会议从贯彻落实科学发展观、建设节约型行业的高度,明确提出要充分认识到推行预防性养护的重要性和紧迫性,加快预防性养护和相关技术研究,采取有效措施,从而实现全寿命周期公路养护成本最小化和社会效益最大化。 1.4预防性养护的内容和特点 1.4.1养护时机合理
沥青路面在其寿命周期内可分为三期:a.建成投入使用开始,沥青逐渐被氧化、损耗;b.沥青路面出现微小裂缝、小坑槽或脱皮现象;c.路面出现较大面积裂缝,并贯通形成龟裂,最终出现结构问题。
路面预防性养护是对高速公路路面采取一种高标准的养护方式,要求在路面尚处于良好状态时,即路面处于第一阶段时开始采取保护性养护措施,把病害消灭在萌芽状态,使路面始终处于良好的服务状态。 1.4.2养护周期规律
预防性养护标准高,而路面使用性能随时间变化逐渐下降。因此必须周期性实施养护措施,即定期开展路况调查,采集路况数据,进行分析与评价,当路面使用性能降到预定标准时,及时实施养护策略,恢复路面服务功能,如此循环往复。一般高速公路要求每年进行一次路况检测,实施预防性养护可增加检测频率,特别是对常巡查中发现病害的路段作专项检测与评价,根据分析、评价结果实施养护措施。沥青路面在一个寿命周期内实施六次以上全路面预防性养护,可取得良好的经济效果,同时保持路面较好的服务功能。其周期短,即养护频率高。 1.4.3预防性
对路面状况连续检测、评价3年后,获得一组连续数据,可以建立模型对路面使用性能各指标进行预测,对将来需要养护的路段及养护对策进行预测。通过路况的检测、评价与预测,适时对路面采取适宜的保护性养护措施,保护路面,预防各种病害的发生与发展。通过评价与预测,考虑未来交通量地增长,对出现病害或预测即将出现病害的路段针对病因采取有效措施,做到治本治标,以防微小病害发生与恶化。所以预防性养护属于主动养护,体现了“预防为主,防治结合”的养护原则。 1.4.4机械化程度高
路面预防性养护离不开先进的检测手段。先进的检测手段效率高,不仅能满足预防性养护的检测频率,而且能保证检测数据的精度和科学性,处理数据、信息的能力也大大提高。很多发达国家都非常重视高速公路的检测效率和质量,已开发和应用集成检测技术,由一台专用车即可完成路面状况的各项检测。另外,路面预防性养护宜采用机械化的施工方法,以保证路面养护施工高效、优质、快速完成。
沥青路面病害成因分析及防治措施
2.沥青路路面预防性养护工艺技术
(1)开槽、灌缝工艺:一般情况,像沥青混凝土这种路面经常会出现纵向或横向的裂缝,使结构里面侵入大量的水,致使路面表层出现泥(浆),久而久之,就产生了坑槽。而要想解决此类不足,可以使用此工艺。具体的操作流程如下:第一步,用开槽的专门工具沿裂缝开小槽,开的小槽必须具有适宜的宽度以及适宜的深度;第二步,利用灌缝机这种专门工具灌入小槽特定的热熔型聚合物。优势:开槽工具是专门的,具有灵活性,而且用来灌缝的材料有很强的封闭性能,便于施工。
(2)同步碎石封层施工工艺:当前,,就公路养护来说,较为成熟且在国外普遍采用的工艺为同步碎石封层。此工艺是在路面上撒铺适宜的改性沥青或乳化沥青及碎石骨料,这些材料经过碾压后,逐渐形成单层的沥青碎石磨耗层。这种工艺的最大优点:实行同步铺洒,结料和石料能够迅速结合,从而使路面变得较为坚固,对于预防道路产生病害和对道路损害进行矫正等方面起到明显的作用。在国外,95% 以上的沥青路路面均实行此种方式,有很好的效果。
(3)雾封层施工工艺:目前,离析以及孔隙率过大等是在施工中,尤其是在比较大的规模中,无法轻易避开的现象。因道路在施工前期就存在隐患,所以非常有必要对路面渗水的情况进行预防,能够解决此种不足且资金投入较少的技术,可以选择雾封层施工工艺。此工艺是在沥青路路面上,喷洒专门用于路面防护的再生剂,喷洒过程中务必要保持原料的均匀。当均匀喷洒后,在路表会形成一层防水层,具有封闭性能,有利于更新已被氧化的沥青,从而节约养护成本,延长路面的使用期限。
(4)微表处施工工艺。微表处施工工艺是在旧有的路面上铺撒一层薄层结构,厚度约为1cm。具体操作如下:将聚合物改性乳化沥青、水、添加剂等材料按一定的比例进行调配,然后用专用设备进行搅拌调和,把搅拌而成的稀浆混合料在路面上进行迅速摊铺。该工艺具备的优势:抗滑耐磨且牢固,在恢复道路表面功能方面颇有成效。此施工工艺已经成为路面预防性养护中或缺的方式之一。
(5)微表处修复车辙施工工艺。辙槽断面上,混合料中骨料粒径需要保持一种正态分布的状态,因为断面普遍呈现的是下凹形曲线的形状。考虑到填补厚度是个变量,故该技术的完成是比较理想化的,可以利用“V”字形的摊铺槽,这种槽是用稀浆封层机来专门配置的。在箱内,骨料经搅拌摊铺后会保持近乎正态分布,并且在辙槽的上方会产生一定的拱度,这是为行车荷载把混合料进行压密所作的部分预留。
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