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摘要:随着我国城市建设的发展,沥青路面因为表面平整、坚实、无接缝,行车平稳、舒适、噪音小、适宜机械化施工具有等优点而越来越广泛地被应用到市政道路建设中,本文对市政道路沥青路面的常见病害,及产生的原因在施工方面进行了分析,并提出了相应的预防措施和治理措施。
关键词:沥青路面;裂缝;沉陷;坑槽;车辙;推移;泛油
1沥青路面病害的分类
根据沥青路面病害现象的起因、其危害性以及对使用性能的影响,可以划分为三类:第一类为裂缝类,具体有沥青路面出现纵向裂缝、横向裂缝、龟裂、块裂、反射裂缝等现象;第二类变形类,具体有沥青路面出现车辙、波浪、沉陷、隆起、推移等现象;第三类表面损坏类,具体有沥青路面出现泛油、松散、坑槽、磨损、露骨、脱皮等现象。
2沥青路面常见病害及防治
2.1裂缝是沥青混凝土路面最常见的病害之一,按其形状又基本分为横向裂缝、纵向裂缝、网状裂缝和反射裂缝四种。
2.1.1横向裂缝
现象:裂缝与路中心线基本垂直,缝宽不一,缝长有贯穿整个路幅的,也有部分路幅的。
产生的主要原因。沥青是一种对温度变化比较敏感的材料,温度下降时,沥青混合料变硬变脆,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;施工缝未处理好,接缝不紧密,结合不良;沥青未达到气候条件和使用条件的质量标准;半刚性基层收缩裂缝的反射缝;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。
横向裂缝的预防:按本地区气候条件和道路等级选取适用的沥青类型,宜采用优质沥青;基层混合料应在接近最佳含水量的状态下碾压,经常洒水,防止水分过快损失,并及早铺筑上层或进行封层,减少基层干缩;加强软基处理,避免不均匀沉降,对构筑物两侧回填应充分压实或采取加固处理。
横向裂缝的治理:因沥青混凝土温缩及基层开裂引起的横向裂缝,如缝宽较小可采用热沥青或乳化沥青灌缝封堵,如缝宽较大可用中料式或细料式热拌沥青混料填充捣实,并用烙铁封口;由差异沉降引起的横向裂缝,如缝宽较大,则沿横缝开槽,挖除上面层,先将裂缝填实,则沿横缝加铺玻璃格栅,重新摊铺上面层。
2.1.2纵向裂缝
现象:裂缝走向基本与行车方向平行,裂缝长度和宽度不一。
原因分析:冷接缝未按照有关规范要求认真处理,结合不紧密而脱开;纵向沟槽回填土压实质量差而发生沉陷;拓宽路段的新老路面交界处沉降不一。
纵向裂缝的预防:宜全幅一次摊铺,如分幅摊铺应确保前后幅紧跟,上、下层的纵缝须错开一定距离;沟槽回填应分层填筑、压实,压实度必须达到设计要求;拓宽路段的基层厚度、材料必须与旧路一致,摊铺面层前,旧路面侧壁应涂刷粘层沥青,新旧路面接缝宜用热烙铁烫密;地基分层填筑和压实,使路基尽可能均匀,并预先采取措施防止地表面水渗入地基。
纵向裂缝的治理:细裂缝(2-5mm)用乳化沥青灌缝;大于5mm的裂缝,可用改性沥青罐缝。罐缝前,清缝;罐缝后,表面撒粗砂或3-5mm石屑。;对于尚未稳定的纵向裂缝,应根据裂缝产生原因,采取排水、防渗及加固等措施,使裂缝稳定不再继续发展。
2.1.3网状裂缝
现象:裂缝纵横交错,缝宽1mm以上,缝距40mm以下,1㎡以上。
产生的主要原因:沥青与沥青混合料质量差,延度低,抗裂性差;路面结构中夹有软弱层或泥灰层,粒料层松动,水稳性差;沥青层厚度不足,层间粘结差,水分渗入,加速裂缝的形成;沥青老化和汽车严重超载,使基层产生疲劳破坏。
网裂的预防:沥青面层摊铺前,对下卧层应认真检查,及时清除泥灰,处理好软弱层,保证下卧层稳定,并宜喷洒0.3-0.6kg/㎡粘层沥青;原材料质量和混合料质量严格按照规范要求进行选定、拌制和施工;沥青面层各层应满足最小施工厚度的要求,保证上下层的良好粘结;采取有效措施排除结构层内的积水,另外须对车辆的载重进地有效控制及管理。
网裂的治理:轻微网裂可用玻璃纤维布罩面,对大面积的网裂,可加铺乳化沥青封层,或在补强基层后重新罩面,修复路面;如夹有不稳定结构层时,应将其铲除;如因结构层积水引起网裂,须铲除面层,然后加设排除路面渗透水的设施,再铺筑新混合料;由于路基不稳定导致网裂时,可采用石灰或水泥处理路基,或注浆加固处理;由于基层软弱引起网裂时,可采取加厚、调换或综合稳定的措施进行加强。
2.1.4反射裂缝
现象:水泥稳定类基层由于湿度变化或水泥混凝土路面板块之间接缝错台而产生横向收缩裂缝反映到面层上来,使面层相隔一定距离出现横向反射裂缝。
原因分析:半刚性基层收缩裂缝的反射裂缝;在旧路上加罩沥青面层后原路面上已有裂缝包括水泥混凝土路面的接缝反射。
预防措施:采取有效措施减少半刚性基层收缩裂缝材料;在旧路面加罩沥青路面结构层前,可先铣削原路面后再加罩,或采用铺设土工织物、玻纤网后再加罩,以延缓反射裂缝的形成。
治理方法:裂缝小于2mm时,可不作处理;大于2mm的裂缝,可用改性沥青罐缝。罐缝前,清缝;罐缝后,表面撒粗砂或3-5mm石屑。
2.2沉陷
现象:指路基压实度不够或地基土质不良,在地下水的浸入、路基不稳定因素和行车荷载等作用下产生的不均匀的竖向变形而导致路面局部下沉的现象。在JTGH20-2007公路技术状况评定标准中将大于10mm的路面局部下沉定义为沉陷。
原因分析:路基由于水文条件很差或翻浆而过于湿软,通过路面传给路基的轮载应力超过了土的抗剪强度,车轮轮带处的路面便出现较大的沉陷变形,并在轮带两侧伴随出现隆起现象。路面结构的变形能力不能适应这样大的弯曲变形,便会产生裂缝,逐渐发展成网裂。
治理方法:仅由于面层不均匀沉陷引起的裂缝和轻微下沉,若土基和基层都已密实稳定,可对沉陷部分拉毛、扫净,洒粘层沥青后把沉陷部分填补到与原路面平齐;因土基或基层结构遭破坏而引起的沉陷,应先将土基和基层修理好后,再修复面层;因路基沉陷导致路面严重破损,矿料已经松动、脱落形成坑槽的,应按照坑槽的修补方法予以处治;桥涵台背因填土不密实出现不均匀沉降的,可以采取以下处治方法:(1)挖除沥青面层,在沉陷部分加铺基层后重做面层;(2)对于台背填土密实度不够的,用夯实机械重新做压实处理;(3)对软土基宜换土处理,换土深度应视软土基层厚度而定。填换材料要选用强度高、透水性好的级配材料,如砂砾、碎石土、工业废渣等;(4)采用注浆加固处理。
2.3车辙和推移
现象:是车辆轮迹带下形成的纵向连续下沉,在路面上呈现带状凹槽,并伴随出现路面纵向裂缝及轮迹带两侧路面程度不同的隆起。
产生的主要原因:渠化交通及停刹车频繁等路段,车辆荷载的反复作用形成辙槽;道路基层的厚度或基层整体强度不足,因荷载作用造成变形过大而形成辙槽和推移;面层强度及热稳定性差,车轮碾压的反复作用使变形不断积累形成车辙和推移。
车辙和推移的预防:选取合适的集料,可在一定程度上缓解车辙的形成;施工中必须按标准碾压,严格控制压实度;高温季节,要严格控制大型超载车通行。
车辙和推移的治理:轻度车辙可通过对路面烘烤、耙松、添加适当新料后压实即可;因基层强度不足等原因引起的车辙,可进行补强或挖除损坏的基层后重新铺筑;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。
2.4泛油
现象: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。
产生的主要原因:混合料中沥青用量过多或空隙率过小;细料含量过少,混合料比表面积较小;施工不当,粘层油喷洒过多或洒布不均匀,或者摊铺时混合料产生离析,局部细料过分集中;雨水渗入,使下层沥青与石料剥离,在水作用下沥青膜剥落上泛。
泛油的预防:必须合理设计混合料组成比例,避免沥青用量过多;必须精细施工,严格控制施工质量;道路投入使用后必须注意养护和管理,尽量防止雨水大量渗入。
泛油的治理:轻微泛油,可撒布石屑或粗黄砂,撒布量以不粘沥青为度;严重泛油,可采用碎石压入法处治,或铣刨原路面后重新摊铺面层。
2.5坑槽
现象:指在行车荷载等外力作用下使得路面骨料局部脱落而产生的深度大于2.5cm,面积大于0.1m2(约0.3m×0.3m)的坑洼。
产生的主要原因:面层厚度不够,沥青混合料粘结力不佳,沥青加热温度过高,碾压不密实,在雨水和行车等作用下,面层材料性能日益恶化松散、开裂,逐步形成坑槽;摊铺时,下层表面泥灰、垃圾未彻底清除,使上下层不能有效粘结;路面罩面前,原有的坑槽、松散等病害未完全修复;养护不及时,当路面出现松散、脱皮、网裂等病害时,或被机械行驶刮铲损坏后,未及时养护修复。
坑槽的预防:选用粘附性和抗老化性强的沥青,合理确定沥青面层厚度和混合料级配;严格控制混合料的出厂、摊铺、碾压及终了温度,确保压实度和平整度;摊铺前,下层必须清扫干净,并均匀喷洒粘层沥青;确保路面排水畅通,当道表出现松散、脱皮、轻微网裂或路面被机械刮铲损坏后,应及时进行修补,避免雨水下渗使病害继续发展。
坑槽的治理:路面基层完好,仅面层有坑槽时修补方法有:首先测定路面损坏深度和范围,划出开槽修补的轮廓线,其纵横边线应与路中线平行或垂直,沿标记线仅开凿已损坏的路面部分,这样可保证,充填材料有良好的粘结面,标记划好后再切削或破碎坑槽,为提供良好的粘结表面和保证压实过程中填充料的完全结合,坑槽的槽壁应该垂直切削,切削时应连续作业直至达到未破损的面层,坑槽破碎完毕进行清理,为坑槽内有水应采用压缩空气,火焰、破布或扫帚弄干,以促进混合料粘结,在清理好的坑槽内撒布沥青粘结层,撒布粘结层应注意,粘结层过厚会导致车辙,粘结层撒布应昼薄一些,且不能用扫帚或浇注,粘结层撒布后进行坑槽混合料的摊铺,为防止离析,摊铺时应一层层进行,从修补的一侧到另一侧作业,坑槽内填料应高出原路面3-5cm,模料完毕立即进行碾压,碾压完后允许其表面高出原路面2-3cm,待日后自然碾压从而避免产生凹面。路面基层损坏,应针对损坏原因,先处理基层病害,再修复面层。
3结束语
综上所述可以看出,沥青路面的常见病害可能以一种形式出现,或以多种形式共同出现,种类繁多,沥青路面病害防治是个不容忽视的课题,但是在路面施工技术日新月异的今天,诸多新方法、新工艺被应用到施工中,大大地延长了沥青路面的使用寿命,保证了车辆安全、舒适、经济地运行,但是寻找合理的筑路材料、工艺和方法,并力求消除各种病害隐患,是我们坚持不懈的努力方向。
参考文献:
[1]交通部公路科学研究所,公路沥青路面施工技术规范(JTGF40-2004),人民交通出版社,2004.
[2]交通部公路科学研究所,公路技术状况评定标准(JTGH20-2007),人民交通出版社,2008.
[3]雒应,新编道路施工工程师手册,人民交通出版社,2011.
[4]赵振东,陈惠民.公路养护工程常见病害及防治[M].北京:民交通出版社,2006.