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公路瀝青路面病害原因及處理措施?

1,前言

隨著公路瀝青路面裏程的快速增長,公路養護部門管理和養護任務的壓力越來越大。如何采取正確合理的養護措施對瀝青路面進行養護,保證瀝青路面的養護質量,降低養護成本,節約養護費用,提高資金的投資效益,已成為公路養護部門的重要研究課題。下面就公路瀝青路面早期病害及如何采取預防措施進行分析。

2.公路瀝青路面早期病害原因分析。

公路瀝青路面的早期病害主要有裂縫、坑槽等病害。

2.1裂縫

裂縫產生的原因主要是路面結構、路面材料、底基層、路基填土強度等缺陷造成的。

產生橫向裂縫的主要原因是公路路面基層大多采用高強度、高密度的半剛性結構設計。雖然強度高、變形小、整體性能好,但路面的溫差脹縮影響非常明顯,容易引起橫向反射裂縫。當路面材料的級配控制不嚴格,混合料中的含水量、含塵量、針狀骨料含量超標時,在通車後車輛荷載、車速變化(加速、制動)、輪載交變的剪切沖擊下,容易產生橫向裂縫。

縱向裂縫產生的主要原因是高填方路段路基壓實度不夠。路基土自重和車輛荷載作用下發生不均勻沈降,路基發生滑移,特別是半挖半填路基填築部分,壓實不密實,在路基土自重和車輛荷載作用下發生不均勻沈降。舊路加寬改善了路面斷面,加寬部分路基強度不足也是產生縱向裂縫的原因之壹。

2.2凹坑和沈陷

出現裂縫、網狀裂縫後,沒有及時養護,路面逐漸松散形成裂縫、脫落,被行駛的車輪帶走,形成坑槽。沈陷是由於部分施工路段控制不嚴,路基壓實不到位,反復交通荷載造成的病害。據調查,目前公路瀝青路面早期病害主要表現為水損害坑槽和沈陷,損壞主要發生在雨季,尤其是多雨和暴雨季節;行車道比超車道更嚴重:下坡車道剎車水的沖刷比上坡車道更嚴重。水害發生的地方壹般在排水不暢的部分,路面滲水嚴重。挖路面表層說明基層有水;壹般路面破損處都有小塊的網狀裂縫。初步分析原因主要有:

A.該路段結構層無排水系統,導致表層長期積水。

B.彎道路段的超高排水是通過中央分隔帶的開口,使路面水從高路面排向低路面。水經常停留在路面上,尤其是中央分隔帶周圍,導致路面積水。

C.重型車輛在下坡路段頻繁制動,剎車片不斷噴水冷卻,大量制動水不斷流向路面,尤其是超載車輛。在交通繁忙的路段上,即使是烈日炎炎的晴天,下坡路段也都是濕漉漉的,瀝青路面長期處於潮濕狀態,加劇了瀝青路面的損壞,導致坑槽。

D.隨著行車的作用和自然條件(風、雨、雪、陽光)的侵襲,路面裸露泛白,瀝青路面老化。隨著時間的延長,路面中的瀝青逐漸變脆,抗剝離能力逐漸減弱,路面的集料之間的粘附力減弱,表面顆粒松散,逐漸與原路面分離,形成坑槽。

E.油石比和級配不符合要求。路面施工時,瀝青混合料中瀝青量少,出現白色集料,導致顆粒間粘附力弱,顆粒在車輛作用下容易與路面分離,造成路面早期損壞。級配不符合要求,粗集料過多導致瀝青混合料不密實,水封性不強,路面水浸入路面。細集料過多,路面強度不足,在車輛作用下會產生波浪和車轍。

f .路面穩定基層材料混合不均勻或離析,導致路面基層強度不均勻,在車輛長時間作用下不均勻沈降,路面因積水而產生裂縫和損壞。

G.路面基層局部(或邊緣)不密實,強度不符合要求。車轍是在車輛荷載的反復作用下形成的,車道比超車更明顯,尤其是車道更嚴重。目前瀝青路面的坑槽大多是事後修補,但效果不理想,耐久性差。還有熱修復法(如熱再生),效率低,經濟效益差。上述傳統方法都不能從根本上解決瀝青路面早期損壞的問題。

3、早期疾病治療措施

瀝青路面早期病害的處理主要集中在預防性養護上。預防性養護是指在瀝青路面的輕微病害破壞之前,采取前瞻性、預見性的對策和切實可行的養護措施,以便最先發現和處理路面病害及病害因素,防止病害的發展,最大限度地延長道路的使用壽命,提高養護資金的使用效率。預防性養護的前提是路面基層強度足夠,其實質是在適當的時候對路面的相應病害采取相應的技術措施。其核心是強調維護的主動性、計劃性和合理性。其目的是實現最佳的維修成本效益。根據不同的早期病害和公路等級,可采取不同的預防性養護措施:

3.1接縫填充和密封

填縫和密封的目的是防止地表水進入出現的裂縫。接縫填充和密封適用於處理相對穩定的不活躍裂縫以及在溫度和車輛荷載下發展的裂縫。

3.1.1填縫:由於半剛性基層瀝青路面結構,路面出現不同程度的反射裂縫。為了防止裂縫在雨水的作用下繼續擴大,應及時填補反射裂縫。目前國內常用的填縫方法有:普通熱瀝青填縫、SBR改性乳化瀝青填縫、路面裂縫密封膠修補裂縫、灌漿法修補裂縫。

3.1.2“壓縫帶”密封:裂縫是瀝青路面常見的早期病害之壹,道路早期裂縫多為橫向裂縫和縱向裂縫。利用“壓縫帶”處理瀝青路面裂縫是壹種很好的措施,對延長路面使用壽命起著非常重要的作用。2005年,在延(金)-水(阜)高速公路K48+000-K50+000段預防性養護中試用了“魁道”壓縫帶,經過兩年多的使用,觀察效果良好。不需要任何機械設備的投入,可以直接沿著裂縫粘貼,不改變裂縫的原有結構,施工完成後可以立即開放交通。

3.1.3加聚酯玻纖布:為有效根除基層反射裂縫對路面產生拉應力的影響,在基層有病害但強度較好的路段對路面進行銑刨,在基層表面噴灑熱瀝青,再鋪聚酯玻纖布,然後在上面鋪壹層瀝青面層。在渭(新)徐(永)二級公路K2+000 ~ K6+000段的養護中,實踐證明效果良好。

3.2坑和槽的修復

由於石油路面基層施工過程中局部質量控制不嚴,局部裂縫會逐漸形成松散和坑窪。針對坑窪、疏松等局部損壞,常用的修補方法有:熱修補法、就地熱再生法、熱拌冷補法、冷拌冷補法。

3.2.1當路面基層結構未變形且強度足夠時,過去常采用熱修補法。通常的做法是清除損壞區域的所有舊瀝青混合料,然後用新的熱瀝青混合料填充。這種方法可以保證修補質量,但是大量的舊瀝青混合料被廢棄,造成了極大的資源浪費和環境汙染。為了避免資源的浪費,很多路段都進行了廢棄物回收利用的研究,將廢棄的瀝青混合料進行回收利用,集中堆放。達到壹定量後,應采用瀝青再生拌和技術進行再生。部分路段進行冷補材料的開發應用,用冷補添加劑、稀釋劑(柴油)、瀝青、集料組成的混合料修補路面。壹些普通路段還買了“就地地熱回收機械”來修補路面。

3.2.2當路面基層結構強度不足或路段已損壞時,應將損壞的路面基層清除至基層並整平。根據坑槽面積,采用不同的壓實機械(壓路機或沖擊夯、平板夯)進行壓實。根據原基層厚度,確定二、三層水穩碎石的攤鋪高度與原基層壹致,分層壓實石料滿足壓實要求,水穩基層養生7天。噴塗粘合層油後,鋪設油面。

3.3路表(封層)處理

在路面養護生產過程中,除了對坑槽進行規範化修補外,對坑槽較多、水損害嚴重的路段,采取路面封層處理。常見的路面封層措施有:霧封層、稀漿封層、碎石封層、瀝青表面處理、刮油封層等。

3.3.1霧封層:瀝青路面的許多病害都是由於水的滲透造成的,因此非常有必要有效地防止水進入路面,而霧封層技術措施是壹種非常直接、有效、經濟的預防性養護措施。霧封層是在瀝青表面噴塗壹層薄薄的高滲透性聚合物改性乳化瀝青,形成嚴密的防水層來封閉路面,具有防水防滲、保護路面、最大限度地減少路面水損害、增加路面集料之間的粘結力、減少空氣和水滲透造成的面層瀝青老化問題、延長路面使用壽命和改善外觀的作用。

3.3.2稀漿封層:瀝青路面使用後,路面基層基本處於穩定狀態。但隨著使用年限的增加,氧化、疲勞開裂、坑槽等路面病害開始不同程度出現。稀漿封層是由級配良好的集料(由細砂和礦粉組成)和乳化瀝青組成,通過專用噴灑機均勻噴灑在路面上的壹種封層。它具有防水、防滑、耐磨的性能,可以延長路面的使用壽命。稀漿封層對原路面條件有壹定的要求,要求原路面基層必須有足夠的強度和剛度,施工表面平整,無坑洞等病害。因此,要使稀漿封層達到良好的效果,必須提前對路面病害進行處理,可以先在車轍較深的路段進行車轍修補。稀漿封層的預防性養護措施也會使舊路面煥然壹新。

3.3.3同步碎石封層:由於水泥與石料的粘結,鋪築的封層具有良好的抗裂性,減少了路面的裂縫,對原路面的裂縫有壹定的修復作用。同步碎石封層表面粗糙,改善了原路面的抗滑性能,提高了公路路面的使用功能和服務水平。同時可以節約材料設備成本,降低工程成本,提高工作效率。由於同步碎石封層設備精度高,大大降低了勞動強度。施工完成後,2小時內即可通車,縮短了封閉交通的時間,提高了公路的運輸效率。

3.3.4瀝青面層:瀝青面層路面是壹種不大於3cm的薄層路面,由瀝青和細礫石按比例組成。瀝青路面具有路面薄、成本低、施工簡單、行駛性能好等優點,已成為提高低等級公路行駛質量和通行能力的主要路面處理措施。瀝青路面常見的施工方法有兩種:攤鋪法和拌和法。攤鋪法是壹種瀝青面層施工方法,在路面基層上分層澆油,分層攤鋪細碎石集料,碾壓形成瀝青面層。分層鋪築法施工的特點是分層施工,常用的有兩層法和三層法。拌和法是在舊路面上鋪壹薄層熱拌瀝青混合料,其厚度壹般為19-38 mm,如果原路面有坑窪等病害,應先對坑窪等病害進行處理。

3.3.5刮油封層:用專用刮刀在原路面表面刮壹層熱瀝青,將熱瀝青刮入裂縫和縫隙中,然後均勻撒壹層細集料。最後用壓路機碾壓,將細集料壓入瀝青中,集料控制在0.1-5 mm之間,具有封閉路面,防止路面開裂松散,延緩路面老化,提高路面抗滑性的作用。刮油封層適用於低等級道路的預防性養護。

4.結束語

總之,瀝青路面的預防性養護本質上是壹種預測性的、前瞻性的、主動的、合理的養護措施。它不考慮路面是否被損壞。養護管理者應經常對所管理的路段進行檢查,在瀝青路面使用中應根據實際情況,正確合理地選擇不同的預防性養護技術措施進行及時養護,以保證路面質量,延長路面使用壽命,提高資金使用效率。

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