淺析瀝青路面早期病害產生的原因及維護方法
摘要:本文詳細分析了瀝青混凝土路面病害產生的原因,從而提出早期路面病害維修的方案,效果顯著,值得推廣應用。
關鍵詞:早期;病害;維修
一、原因分析:
瀝青路面病害主要表現為縱橫向裂縫、雨水沿縫下滲形成縫邊唧漿,并有少量網裂、局部松散、坑槽、泛油等。瀝青路面病害的發(fā)展具有一定的階段性,多位于橋涵臺背回填、路基高填方處。在通車的前一年冬季出現一些細小短縫,隨著氣溫的升高,大部分的細短縫又重新愈合。經過幾次大的降雨及雨雪之后,瀝青路面原有的裂縫灌縫處重新開裂且行車道出現許多細短裂縫。在通車三年后,縫寬大于5mm的長寬縫、縫邊啃邊發(fā)展的、縫邊發(fā)生結構性破壞的情況,對瀝青路面的服務水平已產生了較大影響。
瀝青路面的病害絕大多數是橫向裂縫,只有少部分為縱向裂縫、網裂、龜裂或沉陷、坑槽、唧漿,這說明路面各層的整體強度不存在問題。
通過大量的調查,認為路面缺陷形成的原因有以下幾個方面:
(一)水泥穩(wěn)定基層的收縮裂縫。水泥穩(wěn)定基層是一種半剛性材料,隨著時間的推移,會產生干燥收縮與溫度收縮,半剛性基層的收縮裂縫是不可避免地反射到表面。但瀝青混凝土路面是一種柔性材料,有一定的抗變形能力,因此在路基壓實度較好的路段路面裂縫較少。
?。ǘ┬熊嚭奢d和雨水作用加速裂縫的發(fā)展。水泥穩(wěn)定碎石在施工及運營中由于種種原因會產生細微裂縫,根據斷裂力學理論,半剛性基層內存儲的能量由于行車荷載提供,并通過裂紋失穩(wěn)擴展消耗能量,這個過程不斷反復進行,使獨立地裂紋擴展為數條貫通宏觀裂紋,直到新年過程小裂縫,最后成為貫穿裂縫。這是行車道裂縫多于超車道的原因所在。由于瀝青上面層存在孔隙,下雨或化雪后,路面中有水分滲入,而由于土路肩阻水,雨過天晴數天后,路面面層中仍有大量水分。所含的許多水分不斷匯集到裂縫處并沿裂縫下滲,由于基層強度大,很致密,水很難排出去,容易造成路面界面條件和受力狀態(tài)的變化。在行車荷載作用下裂縫處出現唧漿現象,水泥穩(wěn)定基層中的骨料因水而脫落、松散、路面結構承載力不足,出現啃邊現象,并可能發(fā)展成網裂或坑槽、沉陷等。超載現象嚴重,加劇了路面病害的擴展。而瀝青路面排水是第一要務,所以排水不好勢必會造成路面的心腹大患。超限超載是公路的“第一殺手”,水是造成路面損壞的“元兇”。
?。ㄈ┮虼髽蛞浪鸬目v向裂縫、起于橋臺,均出現在高6m以上的路堤部位,表面有不太明顯的錯臺,據分析系高路堤少量沉陷或向外滑移所致,在低路堤處縱向裂縫較少。四、施工當中存在一些工藝和程序問題。路面瀝青料離析和不均勻嚴重,這樣容易造成局部滲水,使路面出現病害。施工中壓實不足也是重要原因,由于片面追求路面平整度,不能在溫度較高的時候技術壓實,不敢采用輪胎壓路機,這樣就造成了路面表層看起來很平整,通車不久就很快衰減。建議對壓實度的管理應該把重點放在壓實工藝的管理上。在施工中,施工污染也是造成路面早期損壞的重要原因。施工中把路面底層弄臟了,造成了層與層之間形成不了一個有機整體,“三合板”變成了“三層板”。通常橋面鋪裝、瀝青面層應該連續(xù)施工,可一些橋面工程往往是跨季度的,橋面鋪裝層與瀝青中面層污染,必然會造成路面病害。
二、瀝青路面早期病害維修設計:
?。ㄒ唬r青路面早期病害維修設計及新型養(yǎng)護材料的使用。對于縫寬小于5mm的細縫,灌注稀釋瀝青,或新型灌注材料(密封膠)以能灌入縫中3cm以上為宜。對于無法判斷是否結構性破壞的較寬縫,現場作詳細調查時進行表面現象比較,并選擇有代表性的裂縫,在裂縫處進行破壞及檢查。如確定為無結構性破壞的寬縫且未啃邊,則用強力鼓風機吹出縫中雜務,輔助人工清理,用稀釋瀝青或新型灌注材料灌縫,使能灌入縫中5cm以上??p再寬則將裂縫處切除約10cm,用新拌和的上面層瀝青混合料填充、人工搗壓密實。如縫寬處已啃邊但未擴展,則將裂縫兩側切除4cm厚的上面層,寬度50cm,底層涂刷乳化瀝青作為粘層油,立面四壁粘貼--高分子雙面粘,以保證新好瀝青結合料的粘結,起到防水的作用,最后重新鋪筑上面層瀝青混合料。如判斷為結構性破壞,像網裂、沉陷等,則將上面層鏟除,寬度為1.8m左右,將裂縫處切除約10cm,用乳化瀝青和高分子雙面粘涂刷底面及粘結側壁,鋪設一種國外新型的防水防裂材料--高分子抗裂貼。高分子抗裂貼可以有效地減緩或防止新加鋪層反射裂縫的出現,在降低道路養(yǎng)護成本的前提下保護原有路面結構、延長道路的使用壽命。在此基礎上再鋪筑上面層瀝青混合料,用人工搗壓密實。如中、下面層已損壞則將中、下面層也鏟除,并用新拌和的瀝青混凝土補齊;如水泥穩(wěn)定碎石損壞,則將水泥穩(wěn)定碎石切除至結構完好堅硬處并涂混凝土粘合劑用30號膨脹混凝土填補,并用新拌和的瀝青混凝土將中、下面層補齊。
?。ǘr青路面早期病害維修施工及其注意事項。在進行瀝青路面早期維修施工時,由于修補舊路面噴涂乳化瀝青粘層油、鋪玻纖維網,最后鋪筑新的瀝青路面,需要較長的時間,因此,在施工方面,應做好相應的組織工作。
1、施工段落的劃分及交通組織。施工作業(yè)現場必須按國際GB5768-1999或交通部《公路養(yǎng)護技術規(guī)范》(JTJ-96)的規(guī)定設置施工警告標志、限速標志、導向標志和采取必要的安全防護措施。
2、施工單位落實及人員、機械組織。通過正規(guī)的招標程序選擇有資質的施工單位。施工單位應組織足夠的人力、機具及各種元材料,每一段落應盡可能的縮短施工時間。建設單位應組織好路政人員,搞好施工現場交通組織和交通疏導,并委派有資質的監(jiān)理單位實施監(jiān)理。
3、銑刨出的廢料,應在公路用地范圍之外選擇合適場地堆放。
4、合理安排時間,盡量安排春、秋季節(jié),避開雨季和交通量的的黃金季節(jié)。
三、早期維護效果跟蹤調查
商洛公路局轄養(yǎng)的省道203二級公路,自2002年底通車至今,對縫小于5mm的細縫予以灌注,縫邊發(fā)生結構性破壞的裂縫(包括網裂、局部坑槽、沉陷、唧漿、車轍等)及時進行了維修,早期病害得到有效的控制,路面養(yǎng)護質量一直較好。高等級公路瀝青路面早期維護是一項非常重要的工作,應引起公路管理部門的高度重視。路面早期破損也治理,現在提倡的是預防性養(yǎng)護,以路面為中心的全面養(yǎng)護。要做好預防性養(yǎng)護,避免路面早期破壞,必須加大研究,敢于實踐,善于實踐,盡快形成預防養(yǎng)護理論和規(guī)范。有效的早期維護不但能很好地改善瀝青路面的早期服務水平,而且能大大地延長瀝青路面的有效壽命。
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