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摘要:随着交通量迅速增加,沥青路面在铺筑使用后会产生各种各样裂缝,如果裂缝不能及时得到处理, 会向纵深宽发展, 不仅会过早地引起沥青路面结构的早期强度破坏, 而且会引起路面使用品质的下降, 降低路面的服务性能, 甚至引发更大的交通事故。本文具体分析了沥青路面主要病害的形成原因,提出了沥青路面主要病害的处治方法。
关键词:沥青路面 施工 病害 控制 处理 浅析
中图分类号:U416.217 文献标识码:A 文章编号:
引言
沥青路面以其平整度好、 施工无接缝、 行车舒适、 耐磨、 振动小、 噪声低、 施工期短、 易于养护维修等特点被广泛应用于各种等级的公路。但是, 随着公路使用年限的延长和动载作用次数的增加, 沥青路面在不同程度上会出现一系列破坏现象, 其中,裂缝是最典型的类型。如果裂缝不能及时得到处理, 会向纵深宽发展, 不仅会过早地引起沥青路面结构的早期强度破坏, 而且会引起路面使用品质的下降, 降低路面的服务性能, 甚至引发更大的交通事故。
1 沥青路面裂缝种类
1、低溫裂缝。 由于沥青混合料低温劲度的影响,当气温下降时,沥青材料逐渐发硬并开始收缩,由于沥青面层在路面中是受到约束的,面层中产生的收缩拉应力或拉应变一旦超过沥青混合料的抗拉强度或极限拉应变,沥青面层就会开裂。
2、 纵向裂缝 。纵向裂缝产生的主要原因是新老路基结合部的不均匀沉降及公路工程施工中路面摊铺碾压不均匀 多形成于新老路基结合部的上面或道路中间处,裂缝两侧会发错位。
3、龟裂。 龟裂是水泥稳定砂砾基层破坏的标志。 严重时常伴随表面的形变和挤浆现象多是厚度不足、 强度不够、 路面发生疲劳破坏、水损坏造成的。
4、温度疲劳裂缝。 在日温差较大的地区,由于温度反复升降导致沥青面层温度应力疲劳,使沥青混合料的极限拉伸应变能力变小。
2 沥青路面主要病害的形成原因
2.1沥青路面病害的主要表现形式
(1)坑洞。坑洞是最典型的水损坏现象。当自由水浸入并滞留在沥青混凝土的孔隙中,不管是普通沥青混凝土还是改性沥青或加抗剥落剂的SMA (沥青玛蹄脂碎石混合料),在行车荷载的作用下,特别是在降雨和雨后,水从行车道上的局部网裂处浸入会逐渐使其松散。松散的石料被车轮甩出而形成坑洞。由于沥青混凝土的不均匀性,坑洞总是首先在局部混凝土孔隙率较大处产生,因此,它是随机分布的一个个孤立的坑洞。
(2)唧浆、网裂。水透过沥青表层滞留在半刚性基层顶面,在大量高速行车作用下,自由水产生很大的压力,并冲刷基层混合料表面的细料,形成灰色浆。灰浆又被行车压唧,通过各种形状和宽度不一的裂缝(横缝、纵缝、斜缝、网裂)被压挤到路面,灰浆还可能通过水渗入沥青混凝土的局部小面积或通过个别通道被压挤到路表面,使路面产生网裂和变形。
(3)辙槽。自由水浸入沥青表面后,使沥青与碎石的黏结力减弱。在行车荷载作用下,滞留在面层下部的水使矿料、特别是粗粒碎石的表面裹覆的沥青膜逐渐剥落,使沥青混凝土的强度逐渐减少,直至完全松散。在行车轮迹下向两侧(特别是向外侧)挤出,使轮迹下陷,同时使其两侧鼓起,形成严重的辙槽。
2.2病害的形成原因
(1)降水量。降水次数多和降水量大,特别是降水延续时间长,自由水可能进入沥青表面层的机会就多,自由水渗透进沥青面层的量就可能大,在进入路面结构层的水不能及时排除的情况下,就会使路面产生破坏。被水损坏的路面数量和速度与公路沿线的降雨量大小有密切关系。在其他条件都相同的情况下,多雨潮湿地区,沥青路面的水损坏要比干旱和半干旱地区沥青路面的水破坏在数量和速度上都要严重。
(2)交通量大小及重载车的比重。在车辆通过时,面层沥青混凝土的空隙中或面层与基层交界面上滞留有自由水随时都会产生相当大的水压力和抽吸力,轮下的压力将其下结构层中的水挤压,而同时车轮驶离时又产生相当大的抽吸力,这2种力在瞬间时先后作用,能将滞留在基层顶面的浆水唧出表面,并促使沥青首先从较大颗粒上剥落,逐渐使沥青混凝土强度大幅下降,直至路面局部松散并形成坑洞。在其他条件不变的情况下,交通量越大、重载车在交通流量中的比例越高,特别是大量的超载、超限车辆行驶过的路面,路面水破坏将越大。
(3)组成材料方面的因素。沥青性质的优劣势决定沥青路面质量的关键。近年来,高等级的沥青混凝土路面,均采用高标号重交通的进口沥青,以提高其高温稳定性和低温抗裂性,较少裂缝产生,以防止裂缝在雨水浸入作用下加剧路面的损坏。其次要严格挑选集料,应优先选用同沥青有良好黏附性的碱性集料,对其粒径大小、集料质量也要严格控制;对于填料一般采用石灰岩、岩浆岩或白云岩等中强基性岩石等憎水性石料经磨细而得到的矿粉,这些碱性矿粉都与沥青具有良好的黏结力,特别是滑石灰对防止亲水性石料与沥青膜剥离,颇有成效。
3 病害防治与处理措施
3.1、沥青路面车辙的治理措施
如果车道表面因车辆行驶推移面产生的车辙。应将出现车辙的面层切削或铣刨清除,然后重铺沥青面层。然后采用沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)或SBS 改性沥青单混合料或聚乙烯改性沥青混合料来修补车辙。
如果路面受横向推挤形成的横向波形车辙,如果已经稳定,可将凸出的部分削除,在波谷部分喷洒或涂刷粘结沥青并填补沥青混合料并找平、压实。
如果由于基层强度不足、水稳性能不好,使基层局部下沉而造成的车辙,应先处治基层。将面层和基层完全挖除。
3.2、沥青路面裂缝的治理措施
(1)灌油修补法。在冬季,将纵横裂缝处清扫干净,用液化气将缝壁加热至粘性状态后,再把沥青或沥青砂浆,喷抹到缝中,再匀撒一层2-5mm 的干燥洁净石屑或粗砂加以保护,最后用轻型压路机将矿料碾压。如果是细小的裂缝,则要预先用盘式铣刀进行扩宽,再按上述方法做处理,沿裂缝涂刷少量稠度较低的沥青。
(2)对开裂的沥青路面进行修补。施工时,先把裂缝的旧迹凿掉,形成V 形槽;再用空压机吹除V 形槽中及其周围的松动部分和尘土等杂物,然后通过挤压枪把已经拌和均匀的修补材料灌入裂缝中,使之饱满。
(3)路面的基层完好,仅面层有坑槽时,按“圆洞方补”的原则,划出与路中心线平行或垂直的坑槽修补轮廓线,按长方形或正方形来进行,凿开坑槽到稳定部分,用空压机将槽底、槽壁的尘土和松动部分清除干净,然后在干净的槽底、槽壁喷洒薄层粘结沥青,随即填铺备好的沥青混合料,然后用压路机碾压。
(4)热补法修补。采用热修补养护车,将加热板加热坑槽处路面,翻松被加热软化铺装层,喷洒乳化沥青,加入新的沥青混合料,然后搅拌摊铺,压路机压实成型。
(5)若因基层局部强度不足等使基层破坏而形成坑槽,应将面层和基层完全挖除。
3.3、沥青路面松散的治理措施
因嵌缝料散失出现轻微麻面,在沥青面层不贫油时,可在高温季节撒适当的嵌缝料,并用扫帚扫匀,使嵌缝料填充到石料的空隙中。
3.4、修补破损面积
喷洒沥青混凝土路面复原剂可使原路面表面层沥青改善塑性,对空气和水起到密封作用,从而可以避免脱皮、剥落,使路面结构紧密、缝隙封闭,增强柔韧和抗裂性能,避免地表水渗入,起到稳定路况功能的作用。
结语
沥青路面中, 裂缝是不可避免出现的现象。出现裂缝的原因是多方面的, 既有设计的原因, 又有施工的原因, 还有自然因素与车辆荷载作用的原因, 非常复杂。只要我们认真分析, 结合工程实例,抓好每个环节, 实事求是, 规范施工, 质量过硬, 就可以控制或者延缓裂缝的产生, 从而延长路面的使用寿命, 提高路面的服务性能。
参考文献:
[1] 陈丽仙. 广东省道S113线阳春北段沥青路面病害及预防[J]. 科技资讯, 2006,(22)
[2] 赵明媛, 谢晓亮, 王志刚. 浅析公路沥青路面病害的成因及处理措施[J]. 科技信息, 2010,(11)
[3] 郭建萍. 试论沥青路面的病害及其预防[J]. 黑龙江科技信息, 2010,(13)
[4] 宋松, 崔雪. 造成沥青路面早期破坏的原因及预防[J]. 科技致富向导, 2011,(12)
关键词:沥青路面 施工 病害 控制 处理 浅析
中图分类号:U416.217 文献标识码:A 文章编号:
引言
沥青路面以其平整度好、 施工无接缝、 行车舒适、 耐磨、 振动小、 噪声低、 施工期短、 易于养护维修等特点被广泛应用于各种等级的公路。但是, 随着公路使用年限的延长和动载作用次数的增加, 沥青路面在不同程度上会出现一系列破坏现象, 其中,裂缝是最典型的类型。如果裂缝不能及时得到处理, 会向纵深宽发展, 不仅会过早地引起沥青路面结构的早期强度破坏, 而且会引起路面使用品质的下降, 降低路面的服务性能, 甚至引发更大的交通事故。
1 沥青路面裂缝种类
1、低溫裂缝。 由于沥青混合料低温劲度的影响,当气温下降时,沥青材料逐渐发硬并开始收缩,由于沥青面层在路面中是受到约束的,面层中产生的收缩拉应力或拉应变一旦超过沥青混合料的抗拉强度或极限拉应变,沥青面层就会开裂。
2、 纵向裂缝 。纵向裂缝产生的主要原因是新老路基结合部的不均匀沉降及公路工程施工中路面摊铺碾压不均匀 多形成于新老路基结合部的上面或道路中间处,裂缝两侧会发错位。
3、龟裂。 龟裂是水泥稳定砂砾基层破坏的标志。 严重时常伴随表面的形变和挤浆现象多是厚度不足、 强度不够、 路面发生疲劳破坏、水损坏造成的。
4、温度疲劳裂缝。 在日温差较大的地区,由于温度反复升降导致沥青面层温度应力疲劳,使沥青混合料的极限拉伸应变能力变小。
2 沥青路面主要病害的形成原因
2.1沥青路面病害的主要表现形式
(1)坑洞。坑洞是最典型的水损坏现象。当自由水浸入并滞留在沥青混凝土的孔隙中,不管是普通沥青混凝土还是改性沥青或加抗剥落剂的SMA (沥青玛蹄脂碎石混合料),在行车荷载的作用下,特别是在降雨和雨后,水从行车道上的局部网裂处浸入会逐渐使其松散。松散的石料被车轮甩出而形成坑洞。由于沥青混凝土的不均匀性,坑洞总是首先在局部混凝土孔隙率较大处产生,因此,它是随机分布的一个个孤立的坑洞。
(2)唧浆、网裂。水透过沥青表层滞留在半刚性基层顶面,在大量高速行车作用下,自由水产生很大的压力,并冲刷基层混合料表面的细料,形成灰色浆。灰浆又被行车压唧,通过各种形状和宽度不一的裂缝(横缝、纵缝、斜缝、网裂)被压挤到路面,灰浆还可能通过水渗入沥青混凝土的局部小面积或通过个别通道被压挤到路表面,使路面产生网裂和变形。
(3)辙槽。自由水浸入沥青表面后,使沥青与碎石的黏结力减弱。在行车荷载作用下,滞留在面层下部的水使矿料、特别是粗粒碎石的表面裹覆的沥青膜逐渐剥落,使沥青混凝土的强度逐渐减少,直至完全松散。在行车轮迹下向两侧(特别是向外侧)挤出,使轮迹下陷,同时使其两侧鼓起,形成严重的辙槽。
2.2病害的形成原因
(1)降水量。降水次数多和降水量大,特别是降水延续时间长,自由水可能进入沥青表面层的机会就多,自由水渗透进沥青面层的量就可能大,在进入路面结构层的水不能及时排除的情况下,就会使路面产生破坏。被水损坏的路面数量和速度与公路沿线的降雨量大小有密切关系。在其他条件都相同的情况下,多雨潮湿地区,沥青路面的水损坏要比干旱和半干旱地区沥青路面的水破坏在数量和速度上都要严重。
(2)交通量大小及重载车的比重。在车辆通过时,面层沥青混凝土的空隙中或面层与基层交界面上滞留有自由水随时都会产生相当大的水压力和抽吸力,轮下的压力将其下结构层中的水挤压,而同时车轮驶离时又产生相当大的抽吸力,这2种力在瞬间时先后作用,能将滞留在基层顶面的浆水唧出表面,并促使沥青首先从较大颗粒上剥落,逐渐使沥青混凝土强度大幅下降,直至路面局部松散并形成坑洞。在其他条件不变的情况下,交通量越大、重载车在交通流量中的比例越高,特别是大量的超载、超限车辆行驶过的路面,路面水破坏将越大。
(3)组成材料方面的因素。沥青性质的优劣势决定沥青路面质量的关键。近年来,高等级的沥青混凝土路面,均采用高标号重交通的进口沥青,以提高其高温稳定性和低温抗裂性,较少裂缝产生,以防止裂缝在雨水浸入作用下加剧路面的损坏。其次要严格挑选集料,应优先选用同沥青有良好黏附性的碱性集料,对其粒径大小、集料质量也要严格控制;对于填料一般采用石灰岩、岩浆岩或白云岩等中强基性岩石等憎水性石料经磨细而得到的矿粉,这些碱性矿粉都与沥青具有良好的黏结力,特别是滑石灰对防止亲水性石料与沥青膜剥离,颇有成效。
3 病害防治与处理措施
3.1、沥青路面车辙的治理措施
如果车道表面因车辆行驶推移面产生的车辙。应将出现车辙的面层切削或铣刨清除,然后重铺沥青面层。然后采用沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)或SBS 改性沥青单混合料或聚乙烯改性沥青混合料来修补车辙。
如果路面受横向推挤形成的横向波形车辙,如果已经稳定,可将凸出的部分削除,在波谷部分喷洒或涂刷粘结沥青并填补沥青混合料并找平、压实。
如果由于基层强度不足、水稳性能不好,使基层局部下沉而造成的车辙,应先处治基层。将面层和基层完全挖除。
3.2、沥青路面裂缝的治理措施
(1)灌油修补法。在冬季,将纵横裂缝处清扫干净,用液化气将缝壁加热至粘性状态后,再把沥青或沥青砂浆,喷抹到缝中,再匀撒一层2-5mm 的干燥洁净石屑或粗砂加以保护,最后用轻型压路机将矿料碾压。如果是细小的裂缝,则要预先用盘式铣刀进行扩宽,再按上述方法做处理,沿裂缝涂刷少量稠度较低的沥青。
(2)对开裂的沥青路面进行修补。施工时,先把裂缝的旧迹凿掉,形成V 形槽;再用空压机吹除V 形槽中及其周围的松动部分和尘土等杂物,然后通过挤压枪把已经拌和均匀的修补材料灌入裂缝中,使之饱满。
(3)路面的基层完好,仅面层有坑槽时,按“圆洞方补”的原则,划出与路中心线平行或垂直的坑槽修补轮廓线,按长方形或正方形来进行,凿开坑槽到稳定部分,用空压机将槽底、槽壁的尘土和松动部分清除干净,然后在干净的槽底、槽壁喷洒薄层粘结沥青,随即填铺备好的沥青混合料,然后用压路机碾压。
(4)热补法修补。采用热修补养护车,将加热板加热坑槽处路面,翻松被加热软化铺装层,喷洒乳化沥青,加入新的沥青混合料,然后搅拌摊铺,压路机压实成型。
(5)若因基层局部强度不足等使基层破坏而形成坑槽,应将面层和基层完全挖除。
3.3、沥青路面松散的治理措施
因嵌缝料散失出现轻微麻面,在沥青面层不贫油时,可在高温季节撒适当的嵌缝料,并用扫帚扫匀,使嵌缝料填充到石料的空隙中。
3.4、修补破损面积
喷洒沥青混凝土路面复原剂可使原路面表面层沥青改善塑性,对空气和水起到密封作用,从而可以避免脱皮、剥落,使路面结构紧密、缝隙封闭,增强柔韧和抗裂性能,避免地表水渗入,起到稳定路况功能的作用。
结语
沥青路面中, 裂缝是不可避免出现的现象。出现裂缝的原因是多方面的, 既有设计的原因, 又有施工的原因, 还有自然因素与车辆荷载作用的原因, 非常复杂。只要我们认真分析, 结合工程实例,抓好每个环节, 实事求是, 规范施工, 质量过硬, 就可以控制或者延缓裂缝的产生, 从而延长路面的使用寿命, 提高路面的服务性能。
参考文献:
[1] 陈丽仙. 广东省道S113线阳春北段沥青路面病害及预防[J]. 科技资讯, 2006,(22)
[2] 赵明媛, 谢晓亮, 王志刚. 浅析公路沥青路面病害的成因及处理措施[J]. 科技信息, 2010,(11)
[3] 郭建萍. 试论沥青路面的病害及其预防[J]. 黑龙江科技信息, 2010,(13)
[4] 宋松, 崔雪. 造成沥青路面早期破坏的原因及预防[J]. 科技致富向导, 2011,(12)