浅谈高速公路沥青路面病害防治.doc

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摘要:根据高速公路建设和养护的实践分析了高速公路沥青路面各种病害的成因,提出了各种病害的处治方法,并对高速公路建设、设计、施工及管养等方面提出了一些建议。
关键词:高速公路沥青混凝土路面病害成因措施建议
我国从上世纪80年代末期开始修建高速公路,,其中相当部分都采用了沥青混凝土路面,在高速公路通车后,因行车荷载作用、外界环境影响以及设计、施工中存在的不足,沥青路面逐步出现多种路面病害,主要有裂缝(纵向裂缝、横向裂缝、龟裂)、变形(车辙、波浪或搓板、沉陷、隆起)、松散(磨光、松散、剥落、坑槽)及其它(泛油)四大类。笔者根据近几年的高速公路建设和养护的实践,分析了高速公路沥青路面各种病害的形成原因,提出了路面病害的处治方法,并对今后高速公路建设、设计、施工、管养等方面提出一些建议。
1路面病害成因分析


有些纵向裂缝路段处于丘陵低洼、河谷处,天然含水量较高,在设计时未发现或未作特别处理,在施工时也未作等载或超载预压,在高填土后,地基出现不均匀沉降,造成路面纵向开裂。有些路基虽作了清淤或换填处理,但处理不彻底或回填材料控制得不好,也会因不均匀沉降造成路面纵向开裂。有些公路属于老路加宽,由于没处理新老路基结合部,造成的不均匀沉降、差异沉降导致路面纵向开裂。

施工时路堤填料粘土块粉碎不足,致使路基压实不均匀;暗埋式构造物处因构造物长度限制使路基边缘不能超宽碾压,致使路基边缘压实度不够;有些加减速车道与行车道拼接段不同步施工,且拼接处理不好导致路基沉降不均匀。


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差而发生低温收缩开裂。这两种收缩变形使沥青面层底面承受拉力,随着温湿循环变化、行车荷载反复作用从而导致面层底面裂缝沿竖向扩展到路表,形成沥青路面横向裂缝。

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,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。

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、新旧路基结合处,因地基或路基与构造物质差异沉降导致基层的开裂,并反射到沥青面层,形成横向裂缝。


由于半刚性基层的整体强度与材料、拌和、摊铺、养生等多种因素密切相关,任何一个环节出问题均可导致其不能形成均匀坚固的板体结构,从而因半刚性基层局部强度不足而引起沥青面层开裂,雨水从裂缝浸入,并渗入到基层表面,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,使沥青路面面层产生网裂、沉陷,进而形成坑槽。

沥青路面空隙率过大,致使雨水侵蚀面层,经过冻融循环、动静荷载作用逐步形成坑槽。

但在沥青混合料生产时,因石料的差异性或沥青用量偏小,使得沥青与石料的粘结力不足,使混合料逐步松散,进而形成坑槽。

汽车油污渗入路面空隙,使沥青混合料松散并逐步使路面形成坑槽。

汽车超载造成轴载换算系数增大,导致路面结构使用寿命明显缩短。


高速公路的交通渠化现象导致行车道车辆轮迹处进一步压实并逐渐形成不同程度的辙槽;重车普遍超载,导致当量标准轴载作用次数大大增加,加速了车辙、推移形成。

因施工质量问题造成基层整体强度不足,使得路表变形过大而形成辙槽和推移。

沥青混合料是一种弹塑性材料,由于沥青、矿料的选材不当导致沥青混合料的高温稳定性差、抗塑性变形能力低,使得面层混合料产生横向流动而形成辙槽和推移。


因混合料中沥青用量过多或空隙率过小,在车辆荷载反复碾压下,多余沥青由下部泛到路表形成泛油病害。

在沥青混合料拌和时矿粉等细料含量控制不严格,导致沥青用量相对较多。

由于施工工艺掌握不好,粘层油用量不当或喷洒不均匀而导致面层局部泛油。

摊铺时混合料产生离析、局部细料过分集中,导致泛油。

雨水渗入使下层沥青与石料剥离,在动水作用下沥青膜剥落、上浮引起表层泛油。
2路面病害处治方法

高速公路的路面坑槽应在不中断交通的情况下快速修补好,这需要先进的路面综合修补设备作保证。目前路面坑槽的修补方法根据使用的路面综合修补设备分为两种,一种为冷补法,一种为热补法。冷补法可适用于不同深度的坑槽修补,但修补接缝处易因处理不当出现唧浆。热补法可基本适于全天候修补坑槽,但对于较深的坑槽修补效果不易保证。

路面沉陷及变形的发展是一个渐变的过程,路面沉陷及变形积累到一定量时对行车的平整舒适有明显的影响,此时,无论沉陷及变形是否稳定都必须进行处治。因此,应加强观测以确定沉陷及变形处治的合理时间处治的方法主要为铣刨沉降段路面,进行重新摊铺。

沉降使得路面纵、横坡都发生了变化,可通过测量中央分隔带与超车道、超车道与行车道、行车道与紧急停车带的分界标线及紧急停车带外侧边缘线4条纵线的标高变化图,以4条纵线的标高变化图稳定处作为维修的起、终点。

沉降段按单幅全断面进行铣刨,可以超车道与行车道分界标线右边缘为界分两次施工,先施工行车道及紧急停车带,后施工超车道,铣刨后应切缝清理路床,以保证接口平顺。


对于重铺路面标高与原路面标高差在3cm以内的,可以全部铣刨原沥青路面上面层。一次摊铺成型于标高差超过3cm的,在铣刨原沥青上面层后,分两次摊铺、两次调平,在保证上面层厚度的前提下,先用上面层材料找平中间层,然后再摊铺上面层。

对于因基层和路基结构破坏引起的沉陷,应先处理好基层和路基才可修复面层。

,如缝宽在3mm以上可采用热沥青或乳化沥青灌缝撒料法封堵、缝宽在5mm以上可采用砂粒式或细粒式热拌沥青混合料填充捣实。
,则需沿横缝两侧各50cm-100cm范围开槽,挖除上面层,将裂缝填实,然后沿横缝加铺玻璃格栅,重新摊铺上面层。
,可根据裂缝成因,采取排水、边坡加固等配套措施,以加快裂缝的稳定。

、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。
、辙槽深度大于8mm、行车摆动运且跳动感明显的,应采取铣刨路面上面层或中上面层、重新摊铺面层的方法。
,应采取铣刨中上面层或全部面层、重新摊铺面层的方法,可参见路面变形和沉陷处治方法。
、推移,在重新摊铺面层前应先行处理好软弱基层。

,表面石子仍外露的路段,可不作处理。
,宜按坑槽修补方法处治。
,摩擦系数降低较多,可用碎石压入法处治或铣刨原路面重新摊铺面层。
3几点措施建议
,加强设计、施工、监理的协调和管理,保证各环节的工作质量。
,在结构组合上应增强结构排水,可在基层顶面增设防水层,有条件的可在下面层及半刚性基层间增设沥青处治碎石排水基层。同时在土路肩做好配套的纵、横向排水设施。
,尽可能降低混合料组成的变异性和不均匀性,杜绝因片面追求平整度指标而降低路面压实度的做法。
,认真贯彻“预防为主、防治结合”的方针,加强科学研究,建立路面养护管理系统,对路况进行跟踪观测,及时采取预防措施,消除隐患,发现问题,应及时处治,以免进一步酿成大的病害。

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