柔性路面破坏的基理研究董浩楠

柔性路面破坏的基理研究董浩楠

抚顺路通科技有限公司辽宁抚顺113000

摘要:柔性路面大部分以沥青路面或者沥青混凝土路面出现,由于它具有养护维修方便、技术成熟、行车稳定性和舒适性较好,因此,各级公路大部分为柔性路面。然而,沥青混凝土路面在使用几年后。路面受交通、气候、日照等因素的影响。开始氧化并出现轻微车辙、疲劳裂缝、骨料剥落等路面病害。严重影响了公路的使用性能,行车速度、舒适性、安全性迅速降低,使公路的维修期提前,维修费用大大增加,缩短了公路的服务年限。基于此,本文主要对柔性路面破坏的基理进行分析探讨。

关键词:柔性路面;破坏;基理研究

1、前言

柔性路面由于环境因素的不断影响和行车荷载的反复作用,经过一段时间的使用,便会产生破坏而失去要求的使用能力。由于引起柔性路面结构破坏的原因及柔性路面结构类型和组成是多种多样的,所以导致柔性路面的破坏状态也是多种多样的。

2、柔性路面病害类型及成因

2.1裂缝病害

裂缝病害包括网裂、龟裂及各种纵横向裂缝。网裂是指缝宽1mm以上或间距40cm以下,面积为1m2以上的网状裂缝。路面上出现长度在1m以上,缝宽1mm以上的单条裂缝或深度在5mm以上的划痕也纳入网裂病害中。此类病害可以使用探地雷达无损检测法进行检测,可以对柔性路面面层、基层进行检测,比如脱空识别、裂缝、沥青层的剥落识别等具有良好的检测效果。

2.2水侵蚀病害

水侵蚀是由于地表水或地下水渗透到沥青混凝土路面内部,溶解破坏胶结物,并最终使胶结物损失胶结能力而发生的破坏现象,水侵蚀形成的破坏力虽缓慢却很持久。水侵蚀主要有坑洞、网状裂缝等形式。在施工过程中,沥青混凝土配合比设计不当、搅拌不均匀、碾压不良、原路基或基层施工闭水不良等都会造成柔性路面的水侵蚀病害。

2.3车辙病害

重载交通、混凝土高温稳定性不足、原地基承载力不足等都是造成车辙病害的主要原因。沥青表面在长时间重载车辆荷载的作用下,其沥青层下的基体则会出现永久变形,从而形成宽大车辙。夏季出现车辙,则是因沥青选用不当,高温稳定性差造成的。

2.4松散病害

松散类病害主要有松散、掉料、剥落、坑槽、脱皮、啃边等。松散类病害形成的主要原因有:①施工时沥青混合料加热温度过高,使沥青老化,过早失去粘结力而使骨料散落;②施工时拌和不均匀,油石比不当,形成沥青与矿料粘结力差。

2.5沉陷病害

具体原因如下:①原路基或基层材料选择不当、压实程度不够,地下水及地表水入侵,对原路基或基层的整体性能造成了破坏;②原路基或基层的下陷无法支撑路面结构,造成路面局部或小段整体下陷,此种病害影响深远,必须从源头治理。2.6其他病害

其他类病害主要有泛油、磨光等。泛油是指在高温季节沥青被挤出,表面形成薄油层,行车出现轮迹。泛油产生的原因主要是施工时油石比偏高所致。磨光表现为路面比较光滑,形成类似镜面的路面,其形成的原因是面层集料级配不当,集料无棱角等。对于这类病害,主要可以采用高密度电阻率法进行探测,工作效率较高。高密度电法具有点距小、数据密度大等特点,并能够对探测目标体的电性断面情况进行直观、准确地反映。

3、柔性路面病害的养护措施

柔性路面良好的养护管理工作是建立在科学病害检测的基础上的,科学的病害检测工作可以及时发现柔性路面存在的质量和安全隐患,及时采取养护措施,取得好的养护成果。

3.1路面病害养护类型

1)预防性。预防性是一种主动养护模式,是延长柔性路面寿命有效方式,该养护方案能够减少日常维护所需要的资金投入。预防性养护方式主要有裂纹密封、雾封层、石屑封层、车辙填补、薄层罩面等方法。除裂缝处理技术以及车辙填补外,其余方法也可以用在新路面上。

2)矫正性。矫正性养护主要用于路面局部发生了破损,但不影响全局路段使用的情形。在使用过程中,路面经常会出现抗滑性能降低、车辙严重或者裂纹范围广泛等情况,必须进行矫正性养护处理。

3)应急性。应急性养护主要用于路面受到严重破坏,导致通车受到直接影响,而不得已做出的修复。这是一种临时补救措施,一旦应急失效,只能进行大范围修整。

3.2柔性路面病害养护的具体措施

1)裂缝病害。对于秋、冬季产生的裂缝,可用灌油修补法。养护时,先将纵横裂缝清扫干净,用喷灯将裂缝边缘加热至粘性状态,然后用油壶直接向裂缝内灌入加热的沥青,最后在缝口表面撒布热砂进行养护。对于较宽的裂缝也可用此方法。当气温较低(<5℃)时,可将级配骨料(石屑∶粗砂∶细砂=5∶3∶2)与乳化沥青混合成稀浆,稀浆的油石比控制为8%~12%,并用专门设备进行封层。对于路面严重龟裂、网裂的,可采用1.5cm热拌热铺沥青混合料或薄层封面法进行处治。

2)水侵蚀病害。为防止水侵蚀的发生,合理设置排水路槽尤为重要。在设计路面时,应考虑到施工地区的降水量及湿度的影响,对路面进行合理设计,基底采用碎石作为调平层和排水层。通过横向硬塑料作为排水管排除水。当路面有较大坡度时,在土石交界位置设立横向盲沟。

3)车辙病害。实际可以用铣刨设施把面层中油石占比过高、被车辆负荷碾压到车轮痕迹之外的部分清除,之后用小吨位碾压机进行压实作业,之后用沥青砂填充中夯实。关于波浪、塌陷等路面病害的处理,首先用铣刨设施或者人力把凸起的部分清除,之后运用层铺法、搅拌法补充塌陷部分。应当清除干净对于沥青占比很大的波浪、搓板等,然后摊铺沥青。塌陷病害应当依据其成因进行处理。

4)松散病害。脱皮、啃边、坑槽、松散等病害的处理:①用乳化沥青稀浆封层加以处理,用中粒型稀浆或者粗粒型稀浆加以封层;②公路级别不高的沥青路面能够采用沥青洒布罩面法加以处理,通常罩面厚度控制为1.5~2.5cm,用油量控制为0.8~1.2kg/m2,这种处理方式适合夏天作业使用。啃边等病害的处理:①槽壁垂直法;②槽壁四十五度法。槽壁垂直法指的是把坑槽的周边开槽平衡或者垂直于道路中心线,之后用混合料填满、碾压、封层。

5)沉陷病害。在沉陷病害的处治过程中,要特别注意:①修补前要正确地量测病害的破损范围和深度,划线开槽,纵横开槽与路线中线平行或垂直;②开槽深度要控制在露出未破坏的表层或基层表面;③修补前必须清理坑槽,保持干燥;④铺筑前,在槽壁和底部必须撒布适量粘层油,但不能过厚,避免分层;⑤坑槽填料分层夯实,整体铺筑,一次成型,填料高度应高出原路面3~5mm为宜;⑥铺筑完毕及时碾压、密实;⑦用乳化沥青稀浆或细粒式沥青混凝土压封坑槽边缘,防止水渗产生病害。

6)泛油、磨光类病害。泛油大多出现在夏季,通常可用细砂或者石屑进行养护。如泛油程度较深,可将原来的路面清除,重新摊铺。对于磨光病害,可采用乳化沥青稀浆等加以封层,提升抗滑水平,保证车辆安全通行。

4、结语

路面结构在行车荷载反复作用下,逐渐破坏,使其丧失工作能力。路面设计、施工、维护的具体目标就是控制路面结构性能在预定的使用年限内不恶化到某种程度。要进一步提高路面质量,研究路面破坏形式很有必要,通过路面的破坏机理研究,确定为基层的弹性模量、沥青的稠度、劲度、饱和度、施工压实等综合因素,为今后路面设计、施工和维护提供更加可靠的控制因素和技术指标。

参考文献:

[1]任奕.谈至明.孙明伟.基于路面性能衰变规律的预防性养护措施和时机选择[J].公路。2007(9).

[2]董瑞琨.等.路面预防性养护时机确定方法探讨[J].中国安全科学学报。2004(3).

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