鄭象軍
摘要:瀝青砼路面在長期的運營和外界因素的影響下會發(fā)生不同程度的路面破損,直接影響到行駛車輛的行車速度、行車安全,降低了路面服務(wù)水平,縮短使用壽命。本文從瀝青路面的常見破壞類型入手,分析破壞成因,結(jié)合實際提出預(yù)防對策及處治措施。
關(guān)鍵詞:瀝青路面 病害 預(yù)防 處治
1 概述
瀝青混凝土路面是瀝青與礦料組成的混合料鋪筑的路面,由于具有良好的力學(xué)性能和較好的耐久性,及具有表面平整、無接縫、行車舒適、耐磨、振動小、噪聲低、施工期短、養(yǎng)護維修簡便、適宜于分期修建等優(yōu)點,因此獲得越來越廣泛的應(yīng)用。但由于多種原因,瀝青路面的破壞現(xiàn)象十分普遍,嚴重降低了瀝青路面的有效服務(wù)時間及服務(wù)水平,對交通安全和運輸已構(gòu)成嚴重威脅。因此分析瀝青路面病害的成因,科學(xué)地處治病害是當前擺在路面養(yǎng)護工作的重要課題。
2 瀝青路面病害成因分析
2.1 裂縫類 路面結(jié)構(gòu)設(shè)計不當;施工中混合料配合比不當、拌和不均勻、施工質(zhì)量低劣;溫度收縮引起面層開裂;路基壓實度不均勻,路面不均勻沉降;面層分幅攤鋪時接茬未處理好;路面整體強度不足、基層軟化、穩(wěn)定性不良,路面老化變脆等原因。
2.2 變形類 ①波浪、推移。波浪主要是路面組成材料設(shè)計不合理或施工質(zhì)量差,導(dǎo)致路面材料不足以抵抗車輪水平力的作用;在縱坡段,由于高溫的原因也會出現(xiàn)這種病害。推移一般與基層施工質(zhì)量、透油層灑布質(zhì)量、超載車輛比重加大、瀝青混合料性能不良等因素有關(guān)。在瀝青混合料路面鋪筑前,由于基層表面清掃不干凈、透層油灑布不均等都會容易造成瀝青面層和基層粘結(jié)不良。瀝青面層建成運營后在大量行車荷載(超載車輛)作用下,由于與基層粘結(jié)不良特別在瀝青面層施工接縫處開始產(chǎn)生推移,隨著時間增長,輪跡帶兩側(cè)會產(chǎn)生擁包,甚至?xí)霈F(xiàn)由于推移而造成的嚴重裂縫。在基層平整度較差、面層厚度較薄的地段往往由于施工質(zhì)量等原因,基層不平整會反映到瀝青路面上,車輛荷載作用下面層不平整會愈加明顯。②沉陷。局部沉陷產(chǎn)生,一是由于路面裂縫沒有及時按要求進行處理,地表水滲入基層及地基,造成地基發(fā)軟,基層強度破壞,導(dǎo)致推移和沉降變形、翻漿變形。二是施工時路基壓實度不夠、基層局部成型不足、強度不夠,在行車載荷和自然因素等作用下而產(chǎn)生的變形。對于大面積沉陷往往是由于路基(高填方地段)不均勻沉降或局部滑移面引起的。主要原因是路基壓實度不足,特別是容易在一些高填方和壓實困難的半填半挖路段以及構(gòu)造物兩端出現(xiàn)。
2.3 松散類 ①松散。主要原因是采用的瀝青粘結(jié)力差,瀝青用量偏少,或所用的礦料過濕,鋪撒不勻,或所用的嵌縫料不合規(guī)格而未能被瀝青粘牢,致使瀝青混合料表面層中的集料顆粒脫落,從表面向下發(fā)展的漸進過程。集料顆粒與裹覆瀝青之間喪失粘結(jié)力是顆粒脫落的主要原因。對表處面層還會產(chǎn)生大面積松散、唧泥現(xiàn)象,從而導(dǎo)致瀝青面層脫落。在我國早期的高速公路上曾出現(xiàn),現(xiàn)在主要出現(xiàn)在水損壞嚴重的路段上??赡軐?dǎo)致松散的情況還有:a集料顆粒被足夠厚的粉塵包裹,使瀝青膜粘結(jié)在粉塵上,而不是粘結(jié)在集料顆粒上,表面的摩擦力磨掉瀝青膜,并使集料顆粒脫落。這種情況的產(chǎn)生主要是由于集料含泥量超標所造成的。b表面離析處往往缺少大部分細集料,離析面上粗集料與粗集料相接觸,但只有在少數(shù)接觸點瀝青膜與集料粘結(jié)。隨時間增長,瀝青會老化,瀝青膜剝落會使瀝青與集料的粘結(jié)力減弱,孔隙中的水凍結(jié)會破壞粘結(jié)力,或足夠大的摩擦力破壞離析面上的集料顆粒而產(chǎn)生松散。c瀝青面層要有高密實度才能保證瀝青混合料的粘聚力,如果混合料密實度不夠,集料就容易從混合料中脫落而形成局部松散。②坑槽。主要原因是面層的網(wǎng)裂、龜裂后不及時養(yǎng)護而逐漸形成的。另外基層局部強度不足,在行車荷載和雨水等自然因素作用下也容易逐步形成坑槽。它是由龜裂和松散等其它損壞進一步發(fā)展的結(jié)果。壓實不足性坑槽一般情況是施工時混合料溫度太高,使瀝青老化,粘結(jié)力降低,脆性增加,導(dǎo)致壓實不夠,粘結(jié)不牢,在行車載荷作用下,形成坑槽;另一種情況是混合料溫度太低,攤鋪不均勻,壓實不充分,導(dǎo)致壓實度不夠形成坑槽。厚度不夠性坑槽路面下面層局部標高控制不嚴,導(dǎo)致瀝青上面層個別地方厚度不夠,在行車作用下,部分混合料易被“帶走”,形成坑槽。
3 瀝青路面病害預(yù)防
3.1 設(shè)計方面 半剛性路面設(shè)計時,應(yīng)選用抗沖刷性能好、干縮系數(shù)和溫縮系數(shù)小、抗拉強度高的材料做基層;選用松弛性能好的優(yōu)質(zhì)瀝青、針入度較大的瀝青做面層;采用密實型瀝青砼;采用合適的面層厚度,確保半剛性基層不產(chǎn)生干縮、溫縮裂縫;為提高面層抗溫縮性能,可采用橡膠瀝青或聚合物瀝青在瀝青砼表面做封層;設(shè)置應(yīng)力消減中間層;選用合理基層和底基層結(jié)構(gòu),嚴格控制瀝青混合料的質(zhì)量;完善路面排水設(shè)計。
3.2 施工方面 嚴格控制集料規(guī)格、質(zhì)量及基層施工碾壓時的含水量;基層碾壓完后及時養(yǎng)生,最遲在養(yǎng)生結(jié)束立即用乳化瀝青做透層或封層;透層或粘層完成后,盡快鋪筑瀝青面層;嚴格控制瀝青混合料均勻性,防止離析;嚴格控制施工溫度及壓實效果;采用新材料、新工藝;加強政府行為的科學(xué)性。
4 瀝青路面病害處治
4.1 裂縫類 ①輕微裂縫。用銑刀擴縫,清掃干凈后沿裂縫涂刷少量稠度較低的瀝青(縫內(nèi)潮濕時用乳化瀝青),均勻撒一層直徑2~5mm石屑或粗砂,用輕型壓路機壓入路面。②基層溫縮、干縮引起的裂縫。清除縫中雜物及塵土,用液化氣或噴燈將縫壁加熱至粘性狀態(tài),用稠度較低的瀝青(縫內(nèi)潮濕時用乳化瀝青)灌入縫內(nèi),深度約2/3,填入石屑或粗砂,搗實后將縫外的瀝青及石屑、砂清除。③瀝青性能不好、路面齡期較長或油層老化等引起的裂縫。乳化瀝青稀漿封層,封層厚度宜為3~6mm;加鋪瀝青混合料上封層,或先鋪設(shè)土工合成材料后,再加鋪瀝青混合料上封層;改性瀝青薄層罩面。
4.2 變形類 ①波浪、搓板。a病害較輕微的,可在高溫季節(jié)用重型壓路機沿與路中心線45°角的方向反復(fù)進行碾壓以改善路面平整度。b面層與基層間存在不穩(wěn)定夾層,面層在行車作用下推移形成的,應(yīng)挖除面層,噴灑粘結(jié)瀝青,重鋪面層。c由于基層局部強度不足、穩(wěn)定性差等原因,應(yīng)先對基層進行處治,再作面層。②沉陷。a土基或基層結(jié)構(gòu)破壞引起的,先處治好土基或基層后重新修補基層和面層。b路基不均勻沉降引起的局部沉陷,若土基和基層已密實穩(wěn)定,可只修補面層。c橋(涵)臺背填土不實出現(xiàn)的不均勻沉降。對于臺背填土密實度不夠的,重作壓實處理,臺背死角用夯機壓實。對含水量和孔隙比較大的軟基或含有機質(zhì)的粘性土層,宜采取換土處理。
4.3 松散類 ①松散。a瀝青量偏少或低溫施工造成的,先收集路面松動礦料,待氣溫升至15℃以上時,按0.8~1.0Kg/m2的用量噴灑瀝青,再均勻撒上3~5(8)mm石屑或粗砂(5~8m3/1000m2),用輕型壓路機壓實。如在低溫潮濕季節(jié),宜用乳化瀝青作封層處理。b油溫過高,瀝青老化失去粘結(jié)性造成的,應(yīng)將松散部分全部挖除后,重作面層。②坑槽。按照“圓洞方補、斜洞正補”的原則,劃出修補輪廓線,沿輪廓線開鑿至坑底穩(wěn)定部分,清除雜物,涂刷粘結(jié)瀝青,填入瀝青混合料(在潮濕或低溫季節(jié)用乳化瀝青混合料)并整平、壓(夯)實;對基層破壞的應(yīng)先處治基層,再修復(fù)面層。
5 結(jié)束語
瀝青路面病害的產(chǎn)生原因主要是設(shè)計、施工及其他的一些外界因素,各級公路管理部門應(yīng)引起足夠的重視,并根據(jù)其成因從路面設(shè)計、原材料進場到具體施工,有針對性地采取一系列預(yù)防和改善措施,提高瀝青路面的養(yǎng)護水平,對已經(jīng)出現(xiàn)的路面病害進行有效處治,保證處理質(zhì)量。同時,建立健全質(zhì)量保證體系,從管理、設(shè)計部門到施工部門,層層重視、層層控制、層層落實,只有這樣才能從根本上減少瀝青路面破損現(xiàn)象的發(fā)生,使公路基礎(chǔ)設(shè)施更好地為國民經(jīng)濟和社會發(fā)展服務(wù)。
參考文獻:
[1]公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范(JTG F40-2004).北京:人民交通出版社,2004.
[2]公路瀝青路面養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范(JTJ037.2-2001).北京:人民交通出版社,2001.
[3]公路養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范(JTJ0.7-96).北京:人民交通出版社,1996.
[4]陜西省公路養(yǎng)護技術(shù)指導(dǎo)意見.陜西省公路局,2005年7月.
[5]沙慶林.瀝青路面.北京:人民交通出版社,1984.