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摘 要: 高速公路沥青路面常见病害出现,导致路段维修周期缩短,人力与物力费用投入增加,严重制约着我国公路建设的正常运行。本文主要针对高速公路常见的沥青路面破坏形式形成及原因进行分析,并针对破坏形式进行相应的路面病害维修控制对策。
关键词: 高速公路;沥青路面;病害原因;维修
近年来,为适应社会经济发展的需要,高速公路在我国发展迅速。沥青路面因为具有养护时间短、行车舒适、适应性强、养护维修方便等优点而被广泛采用。随着我国经济建设的快速发展,生活水平的提高,高速公路运营车辆不断的增加。加之部分运营车辆存在超载情况,超出路面的设计控制值,因此就加剧了高速公路沥青路面病害的产生。
一、高速公路沥青路面常见病害原因分析
高速公路沥青路面因为种种原因容易产生各种病害,如不及时处理将会影响道路的使用性能。最常见的病害主要为裂缝、车辙和推移、坑槽和泛油四大类。
1、裂缝裂缝病害有纵向裂缝,横向裂缝和网裂三种形式。
(1)纵向裂缝形成的主要原因有以下三个方面:
①地基原因。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。路基压实不均匀,路基邊缘不能超宽碾压,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水的渗透破坏。
(2)横向裂缝通常不是由于荷载作用引起的。其成因主要有三个:
①材料收缩引起横向裂缝。②沥青及混凝土的温缩引起的裂缝。③差异沉降引起的横向裂缝。
2、车辙和推移形成的主要原因
(1)行车荷载的影响。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。
(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。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。
3、坑槽路面上出现的坑槽,是龟裂、松散等其它损坏进一步发展的结果。坑槽的形成可归结为水损害和油损害两个主要方面。
4、泛油的成因
(1)混合料组成设计不当。混合料中沥青用量过多或空隙率过小,在车辆荷载反复作用下,多余沥青由下部泛到路表形成泛油。
(2)混合料拌和控制不严。细料含量过少,混合料比表面积较小,则沥青用量相对较多,也易出现泛油。
(3)粘层油用量不当。喷洒过多或洒布不均匀也会局部出现泛油。
(4)施工质量差。摊铺时混合料产生离析,局部细料过分集中,也易泛油。
(5)水破坏。
二、选定路面病害维修对策
针对高速公路沥青路面的各种病害,要根据其损坏形式和原因的不同,而采取不同的养护方法。主要的方法可概括为局部养护、罩面和翻修。
1、局部养护
局部养护主要是病害发生的面积较小,或比较零散,在整个路段里,占有的比重较小,通过小范围的处理,就可以使破坏的路面恢复正常的使用功能。常见的方法如下:
(1)沥青路面裂缝的维修。目前,新建高速公路路面裂缝已经很少,早期修建的高速公路多一些,主要是温度裂缝、半刚性基层反射裂缝和基层强度不足引起的网状裂缝。由于高速公路对沥青面层要求高,所以,对裂缝的处理必须按高标准进行。对于出现的横向裂缝,裂缝宽度在5mm以内的,灌入热沥青;裂缝宽度在5mm以上的,先用机械开槽,用细粒式沥青混合料填充、捣实。如果裂缝出现较多,宜采用乳化沥青稀浆封层;由于基层强度不足而引起的网状裂缝,应将沥青表面铣刨或拉毛,再加铺一层沥青混凝土上封层。
(2)沥青路面车辙的维修。沥青路面出现车辙,首先要分析车辙产生的原因,是属于哪一种类型的车辙。如果是属于表层磨损过度出现的车辙,用铣刨机清除面层,然后重新铺筑沥青混凝土。
(3)冻胀与翻浆的维修。早期修建的高速公路冻胀和翻浆的病害经常发生,冻胀一般发生在开山路堑段,路基下部的水无法排出。在这样的路段,应在路基下部设置横向和纵向盲沟,或者设置集水井,然后再做路面。如果发生翻浆,则将原路面全部挖除至路基顶部,重新填筑砂砾垫层,重做半刚性基层(水泥稳定砂砾),再铺筑沥青混凝土面层。
(4)桥面铺装损坏的维修。当桥面出现大面积损坏的情况,要分两种情况处理。一种是只是沥青面层损坏,面层下的水泥混凝土完好,这种情况,应将沥青面层铣掉,露出水泥混凝土,然后,喷洒乳化沥青,再铺筑沥青混凝土。如果沥青面层下的水泥混凝土也出现破坏,则要先处理水泥混凝土,损害面积小就进行局部处理,损坏面积大,最好重做水泥混凝土铺装。
2、罩面
高速公路路面罩面主要为了消除破损、改善路面的平整度和恢复抗滑性能,以前采用抗滑表层AK-13A或AK-16A型,近几年,随着SMA路面结构技术的日臻成熟,SMA是最为理想的面层结构,一般罩面的厚度宜在4~5cm,一般不得小于4cm。路用沥青最好使用SBS改性沥青。
3、翻修
当高速公路路面破损严重,采用罩面的养护方法不能使路面恢复良好使用状态时,或路面承载力严重不足时,则应进行翻修。翻修需重做垫层和基层,重新铺设面层。
三、路面维修施工方法
当需要维修的路面确定维修方案后,即进入方案实施阶段。其具体步骤如下:
1、根据维修设计进行施工前的准备工作
(1)复核维修路段内的病害情况,测量路面的标高以及施工中需要的基本数据。
(2)对施工中所需的各种材料进行调查试验和技术指标检测,选择符合要求的材料,保证施工材料的质量。 (3)对施工所需要的各种机械、工具进行全面的维修检查,使其性能处于良好的使用状态,机械数量必须充足,重要的機械要有备用设备。
2、路面的铣刨
(1)施工放样。根据路面的损害情况和设计的高程确定铣刨深度,在路面上做好标记,以保证铣刨后具有良好的“平整度”。
(2)铣刨废料要运出场外,不得随意丢弃污染环境。
3、路面基层的施工
(1)需要重做基层的路段,在铺筑新建部分路面垫层前,应将路槽用12~15t的三轮压路机或使用等效的压路机械碾压3~4遍。如发现表层过干、表层松散应适量洒水,如表层过湿,发生“弹簧现象”应采取翻开晾晒或掺石灰(或水泥)等措施进行处理。并按规定检查路基顶面的标高、宽度、路拱横坡、平整度、压实度以及路基表面的回弹模量等各项指标是否符合要求。
(2)在进行半刚性基层施工时,路面基层和底基层应采用“宝马”拌和机进行拌和,严禁在拌和层底部留有素土夹层。拌和时配料要准确、均匀,颗粒级配应符合设计要求。施工温度应在5℃以上,混合料从加水拌和到碾压终了的延迟时间不应超过2小时。碾压应该在混合料处于或略大于最佳含水量时进行,压路机要使用12t以上的重型振动压路机,碾压完成后,应采用洒水车经常洒水进行养生,养生时间应在7天以上,整个养生期间必须始终保持基层或底基层表面潮湿。除洒水车外,应封闭交通。
4、封层和黏层施工
半刚性基层完成后,应做封层沥青。浇洒封层沥青前,路面应清扫干净,对路缘石及人工构造物应适当防护,以防污染;封层沥青洒布后应不致流淌,渗透入基层一定深度,不得在表面形成油膜;在大风或降雨天不得施工,气温低于10℃时,不宜施工封层。黏层施工时,在浇洒黏层油前,必须将路面上的脏物清理干净。
四、结语
总之,对于高速公路路面的各种病害应以预防为主。如果路面发生小面积损坏,按照沥青路面养护技术规范的方法和要求进行维修。如果损坏是大面积的,在小修保养范围内不能完成的,我们还要根据实际情况进行分析,综合分析,选取合适的维修对策。
参考文献
[1]王刚. 高速公路沥青路面病害处治施工质量控制要点[J]. 城市建设理论研究(电子版),2013,(9).
[2]郭泽棉. 高速公路沥青路面维修与养护探讨[J]. 建筑工程技术与设计,2017,(9).
关键词: 高速公路;沥青路面;病害原因;维修
近年来,为适应社会经济发展的需要,高速公路在我国发展迅速。沥青路面因为具有养护时间短、行车舒适、适应性强、养护维修方便等优点而被广泛采用。随着我国经济建设的快速发展,生活水平的提高,高速公路运营车辆不断的增加。加之部分运营车辆存在超载情况,超出路面的设计控制值,因此就加剧了高速公路沥青路面病害的产生。
一、高速公路沥青路面常见病害原因分析
高速公路沥青路面因为种种原因容易产生各种病害,如不及时处理将会影响道路的使用性能。最常见的病害主要为裂缝、车辙和推移、坑槽和泛油四大类。
1、裂缝裂缝病害有纵向裂缝,横向裂缝和网裂三种形式。
(1)纵向裂缝形成的主要原因有以下三个方面:
①地基原因。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。路基压实不均匀,路基邊缘不能超宽碾压,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水的渗透破坏。
(2)横向裂缝通常不是由于荷载作用引起的。其成因主要有三个:
①材料收缩引起横向裂缝。②沥青及混凝土的温缩引起的裂缝。③差异沉降引起的横向裂缝。
2、车辙和推移形成的主要原因
(1)行车荷载的影响。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。
(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。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。
3、坑槽路面上出现的坑槽,是龟裂、松散等其它损坏进一步发展的结果。坑槽的形成可归结为水损害和油损害两个主要方面。
4、泛油的成因
(1)混合料组成设计不当。混合料中沥青用量过多或空隙率过小,在车辆荷载反复作用下,多余沥青由下部泛到路表形成泛油。
(2)混合料拌和控制不严。细料含量过少,混合料比表面积较小,则沥青用量相对较多,也易出现泛油。
(3)粘层油用量不当。喷洒过多或洒布不均匀也会局部出现泛油。
(4)施工质量差。摊铺时混合料产生离析,局部细料过分集中,也易泛油。
(5)水破坏。
二、选定路面病害维修对策
针对高速公路沥青路面的各种病害,要根据其损坏形式和原因的不同,而采取不同的养护方法。主要的方法可概括为局部养护、罩面和翻修。
1、局部养护
局部养护主要是病害发生的面积较小,或比较零散,在整个路段里,占有的比重较小,通过小范围的处理,就可以使破坏的路面恢复正常的使用功能。常见的方法如下:
(1)沥青路面裂缝的维修。目前,新建高速公路路面裂缝已经很少,早期修建的高速公路多一些,主要是温度裂缝、半刚性基层反射裂缝和基层强度不足引起的网状裂缝。由于高速公路对沥青面层要求高,所以,对裂缝的处理必须按高标准进行。对于出现的横向裂缝,裂缝宽度在5mm以内的,灌入热沥青;裂缝宽度在5mm以上的,先用机械开槽,用细粒式沥青混合料填充、捣实。如果裂缝出现较多,宜采用乳化沥青稀浆封层;由于基层强度不足而引起的网状裂缝,应将沥青表面铣刨或拉毛,再加铺一层沥青混凝土上封层。
(2)沥青路面车辙的维修。沥青路面出现车辙,首先要分析车辙产生的原因,是属于哪一种类型的车辙。如果是属于表层磨损过度出现的车辙,用铣刨机清除面层,然后重新铺筑沥青混凝土。
(3)冻胀与翻浆的维修。早期修建的高速公路冻胀和翻浆的病害经常发生,冻胀一般发生在开山路堑段,路基下部的水无法排出。在这样的路段,应在路基下部设置横向和纵向盲沟,或者设置集水井,然后再做路面。如果发生翻浆,则将原路面全部挖除至路基顶部,重新填筑砂砾垫层,重做半刚性基层(水泥稳定砂砾),再铺筑沥青混凝土面层。
(4)桥面铺装损坏的维修。当桥面出现大面积损坏的情况,要分两种情况处理。一种是只是沥青面层损坏,面层下的水泥混凝土完好,这种情况,应将沥青面层铣掉,露出水泥混凝土,然后,喷洒乳化沥青,再铺筑沥青混凝土。如果沥青面层下的水泥混凝土也出现破坏,则要先处理水泥混凝土,损害面积小就进行局部处理,损坏面积大,最好重做水泥混凝土铺装。
2、罩面
高速公路路面罩面主要为了消除破损、改善路面的平整度和恢复抗滑性能,以前采用抗滑表层AK-13A或AK-16A型,近几年,随着SMA路面结构技术的日臻成熟,SMA是最为理想的面层结构,一般罩面的厚度宜在4~5cm,一般不得小于4cm。路用沥青最好使用SBS改性沥青。
3、翻修
当高速公路路面破损严重,采用罩面的养护方法不能使路面恢复良好使用状态时,或路面承载力严重不足时,则应进行翻修。翻修需重做垫层和基层,重新铺设面层。
三、路面维修施工方法
当需要维修的路面确定维修方案后,即进入方案实施阶段。其具体步骤如下:
1、根据维修设计进行施工前的准备工作
(1)复核维修路段内的病害情况,测量路面的标高以及施工中需要的基本数据。
(2)对施工中所需的各种材料进行调查试验和技术指标检测,选择符合要求的材料,保证施工材料的质量。 (3)对施工所需要的各种机械、工具进行全面的维修检查,使其性能处于良好的使用状态,机械数量必须充足,重要的機械要有备用设备。
2、路面的铣刨
(1)施工放样。根据路面的损害情况和设计的高程确定铣刨深度,在路面上做好标记,以保证铣刨后具有良好的“平整度”。
(2)铣刨废料要运出场外,不得随意丢弃污染环境。
3、路面基层的施工
(1)需要重做基层的路段,在铺筑新建部分路面垫层前,应将路槽用12~15t的三轮压路机或使用等效的压路机械碾压3~4遍。如发现表层过干、表层松散应适量洒水,如表层过湿,发生“弹簧现象”应采取翻开晾晒或掺石灰(或水泥)等措施进行处理。并按规定检查路基顶面的标高、宽度、路拱横坡、平整度、压实度以及路基表面的回弹模量等各项指标是否符合要求。
(2)在进行半刚性基层施工时,路面基层和底基层应采用“宝马”拌和机进行拌和,严禁在拌和层底部留有素土夹层。拌和时配料要准确、均匀,颗粒级配应符合设计要求。施工温度应在5℃以上,混合料从加水拌和到碾压终了的延迟时间不应超过2小时。碾压应该在混合料处于或略大于最佳含水量时进行,压路机要使用12t以上的重型振动压路机,碾压完成后,应采用洒水车经常洒水进行养生,养生时间应在7天以上,整个养生期间必须始终保持基层或底基层表面潮湿。除洒水车外,应封闭交通。
4、封层和黏层施工
半刚性基层完成后,应做封层沥青。浇洒封层沥青前,路面应清扫干净,对路缘石及人工构造物应适当防护,以防污染;封层沥青洒布后应不致流淌,渗透入基层一定深度,不得在表面形成油膜;在大风或降雨天不得施工,气温低于10℃时,不宜施工封层。黏层施工时,在浇洒黏层油前,必须将路面上的脏物清理干净。
四、结语
总之,对于高速公路路面的各种病害应以预防为主。如果路面发生小面积损坏,按照沥青路面养护技术规范的方法和要求进行维修。如果损坏是大面积的,在小修保养范围内不能完成的,我们还要根据实际情况进行分析,综合分析,选取合适的维修对策。
参考文献
[1]王刚. 高速公路沥青路面病害处治施工质量控制要点[J]. 城市建设理论研究(电子版),2013,(9).
[2]郭泽棉. 高速公路沥青路面维修与养护探讨[J]. 建筑工程技术与设计,2017,(9).