王越
【摘要】本文詳細闡述了如何辨別瀝青路面損壞類別,及如何養(yǎng)護處治。
【關鍵詞】瀝青路面;損壞的類型與判別;壞養(yǎng)護處治
1. 瀝青路面損壞的類型與判別
公路使用性能的衰變一般會通過可見的、不同形式的損壞表現出來,不同形式的損壞對公路使用性能也有不同程度的影響。造成公路損壞的原因也是多方面的,有行車荷載因素,有環(huán)境因素,此外還有施工和材料的原因等。交通部于08年2月1日頒布實施了新的《公路技術狀況評定標準》(JTG H20-2007以下簡稱《標準》)。統一了高速公路和普通公路的技術狀況評定等級,明確了公路損壞分類和識別,提出了公路技術狀況評定數據的采集和計算方法,為客觀評定公路技術狀況提供了依據。在新標準中,將瀝青路面病害分為11類21項:龜裂、塊狀裂縫、縱向裂縫、橫向裂縫、坑槽、松散、沉陷、車轍、波浪擁抱、泛油、修補。其中,龜裂分為輕、中、重三種類型;塊狀裂縫、縱向裂縫、橫向裂縫、坑槽、松散、沉陷、車轍、波浪擁抱這八種損壞分為輕、重兩種類型;泛油、修補不分輕重。
1.1龜裂。龜裂是瀝青路面最為重要的一種裂縫形式,在路面上表現為相互交錯的小網格狀裂,因其形狀類似烏龜背殼而被稱為龜裂。為一系列互相交叉連接的裂縫,將路面分為塊度較小的裂塊。通常塊度于,大的可以達到50mm。與荷載有關,通常發(fā)生在輪跡帶處。為一系列互相交叉連接的裂縫,將路面分為塊度較小的裂塊通常塊度小于20mm,大的可以達到50m,與荷載有關,通常發(fā)生在輪跡帶處。
1.1.1龜裂分類:
(1)輕度龜裂:初期龜裂,裂縫細,無散落,路表面無變形。初期表現為一系列互相平行的細裂縫,相互交叉連接的裂縫少或沒有。塊度20~50cm。
(2)中度龜裂:龜裂的發(fā)展期,龜裂狀態(tài)明顯,裂縫區(qū)有輕度散落或輕度變形,主要裂縫寬度在2~5mm之間,部分裂縫塊度小于0.2m。
(3)重度裂縫:龜裂特征顯著,裂塊較小,裂縫區(qū)變形明顯、散落嚴重,主要裂縫寬度大于5mm,大部分裂縫塊度小于0.2m。
1.1.2龜裂產生的原因疲勞損壞是產生龜裂的最主要原因。在行車荷載的反復作用下,瀝青面層和其下的半剛性基層等整體性材料逐漸失去承載能力,疲勞破壞就會產生。龜裂繼續(xù)發(fā)展往往就會產生坑槽,影響路面行駛舒適性和安全性。
1.2塊狀裂縫。塊裂表現為縱向和橫向裂縫的交錯而使路面分裂成近似成直角的多邊形大塊,塊裂的網格在形狀和尺寸上都有別于龜裂。為一系列互相交叉連接的裂縫,將路面分為塊度較大的裂塊。通常塊度在50~200cm范圍內,與荷載無關,通常發(fā)生在整個路面表面上。
1.2.1塊裂分類:按照裂縫塊度和裂縫寬度的大小,將塊裂分為輕、重兩種等級。
(1)輕度塊裂:縫細、裂縫區(qū)無散落,裂縫寬度在3mm以內,大部分裂縫塊度大于1.0m。
(2)重度塊裂:縫寬、裂縫區(qū)有散落,裂縫寬度在3mm以上,主要裂縫塊度在0.5~1.0m之間。
1.2.2塊狀裂縫產生的原因:塊裂主要是由面層材料的低溫收縮和瀝青老化所引起,同行車荷載作用關系不大,不象龜裂主要出現在荷載作用的輪跡處。塊裂可能出現在整個路面寬度內,范圍較大。它的裂縫深度一般僅限于路面表面,對路面承載能力和功能性能都沒有太大影響。
1.3縱向裂縫:縱向裂縫是與道路中線大致平行的單條裂縫,有時伴有少量支縫。 按裂縫寬度大小及裂縫邊緣的破壞情況分為輕、重兩種等級。縱裂按長度計量,并按0.2m的影響面積換算成損壞面積。
1.3.1縱裂分類:
(1)輕度縱裂:縫細、裂縫壁無散落或有輕微散落,無支縫或有少量支縫,裂縫寬度在3mm以內。
(2)重度縱裂:縫寬、裂縫壁有散落、有支縫,主要縫寬大于3mm。
1.3.2縱裂產生的主要原因。
(1)疲勞損壞。在重復荷載作用下,路面承載能力逐漸不足,就會在經常承受荷載的路面輪跡帶處首先產生多條平行的小縱裂,逐漸發(fā)展就會成為龜裂。
(2)由于不均勻沉降和裂縫的反射作用也會在路表產生縱縫。在半填半挖路基的分界處、新舊路結合部或路面加寬處,由于路基壓實不夠,發(fā)生不均勻沉降,就會這些位置產生縱向裂縫。
(3)混合料攤鋪時縱向施工搭接質量不好,或者老路面層縱向裂縫的反射作用,往往會在路面的中線處產生縱裂。
1.4橫向裂縫。 橫裂是與道路中線近似垂直的裂縫,有時伴有少量支縫。按裂縫寬度大小及裂縫邊緣的破壞情況分為輕、重兩種等級。橫裂按長度計量,并按0.2m的影響面積換算成損壞面積。
1.4.1橫裂分類:
(1)輕度橫裂:縫細、裂縫壁無散落或有輕微散落,無支縫或有少量支縫,裂縫寬度在3mm以內。
(2)重度橫裂:縫寬、裂縫貫通整個路面、裂縫壁有散落并伴有少量支縫,主要縫寬大于3mm。
1.4.2橫裂產生的主因。
(1)溫度變化。如果瀝青勁度過大或瀝青變硬,在氣溫下降的時候就容易在垂直于行車方向形成間距大致相同的橫向裂縫。因此在氣候寒冷地區(qū)橫縫是一種較為常見的裂縫形式。由低溫收縮產生的橫向裂縫是自上往下發(fā)展的,初期裂縫一般細且淺。
(2)橫裂也有可能是一種反射裂縫。半剛性基層裂縫或舊路面裂縫的反射裂縫也是瀝青路面產生橫向裂縫的一個重要原因。由于反射裂縫產生的橫向裂縫是一種自下而上發(fā)展的裂縫,因此反映到路面表面時裂縫已經貫穿了整個路面結構。
(3)瀝青路面與構造物連接處填土壓實不足、固結沉陷等也易在相應的位置產生橫向裂縫。根據裂縫發(fā)生的位置、深度及是否等間距發(fā)生可以大致判斷橫裂發(fā)生的具體原因。
1.5坑槽??硬凼蔷植考蠁适Ф诼访姹砻嫘纬傻目佣矗缮罴安煌穆访娼Y構層次。
1.5.1坑槽分類:按坑槽的深淺及有效面積的大小,將坑槽分為輕、重兩個等級,損壞都按面積進行計量。
(1)輕度坑槽:坑淺,有效坑槽面積在0.1m2以內(約0.3m×0.3m)。
(2)重度坑槽:坑深,有效坑槽面積大于0.1m2(約0.3m×0.3m)。
1.5.2坑槽產生的原因:通常是其它病害如龜裂、松散等未及時處理而逐漸發(fā)展形成的。當車輪駛過龜裂、松散等病害區(qū)域時有時會帶走其中已經碎裂的小塊面層材料,坑槽就會出現??硬鄣纳疃瓤缮羁蓽\,淺的坑洞僅限于路面表層,往往是表面松散發(fā)展的結果。深的坑洞可深至整個面層結構,一般是由龜裂發(fā)展而成。隨著水分的進入,在行車荷載的作用下,坑槽的面積和深度都會不斷擴大。單獨發(fā)生的坑槽可能是由于路面施工質量不好如壓實不足、上面層厚度不夠引起的,也可能是由水損壞引起。這種類型的坑槽多發(fā)生在面層較厚的高等級瀝青公路上??硬凼菄乐赜绊懧访嫘旭傎|量和威脅路面行駛安全性的一種病害。因此一般出現坑槽后需要立即進行修補。
1.6松散。 松散是一種從路面表面向下不斷發(fā)展的集料顆粒流失和瀝青結合料流失而造成的路面損壞。
1.6.1松散的分類:松散按損壞嚴重程度的不同分為輕、重兩種等級,損壞的計量按面積計算。
(1)松散輕:路面細集料散失,出現脫皮、麻面等表面損壞。
(2)松散重:路面粗集料散失,表面出現脫皮、麻面、露骨、剝落、小坑洞等損壞。
1.6.2松散產生的原因:松散是由于瀝青和集料之間失去粘結而產生的。(1)瀝青用量偏少;(2)低溫施工;(3)瀝青和集料粘結性差;(4)瀝青老化變硬;(5)壓實不足;(6)局部集料級配不均勻。
1.7沉陷。沉陷是路面表面產生的大于10mm的局部凹陷變形,是瀝青路面主要結構性破壞形式之一。按沉陷深度大小及對行車舒適性的影響將此類損壞分為輕、重兩個等級。
1.7.1沉陷分類:(1)輕度沉陷:深度在10~25mm之間,正常行車無明顯感覺。(2)重度沉陷:深度大于25mm,正常行車有明顯感覺。
1.7.2沉陷產生的原因:路基不均勻沉降;局部開挖回填壓實不足;臺背回填壓實不足;基層破壞。路面沉陷直接影響道路行車舒適性及安全性,因此出現后必須及時進行修復。
1.8車轍。車轍是在瀝青路面表面形成的沿輪跡方向大于10mm的縱向凹陷。按車轍深度的不同分為輕、重兩個等級,損壞的計量按長度計算,并按0.4m的影響寬度換算為損壞面積。
1.8.1車轍分類:(1)輕度車轍:轍槽淺,深度在10~15mm之間。(2)重度車轍:轍槽深,深度15mm以上。
1.8.2車轍產生的原因:壓實性車轍是指由于路面施工缺陷如混合料溫度過低、壓實遍數過少等造成瀝青面層壓實度不足,而在行車作用下進一步壓密產生的車轍。磨耗性車轍:是指由于重載渠化交通對路面的磨耗作用形成的車轍。
1.9波浪擁包。波浪擁包指的是由于局部瀝青面層材料移動而在路表面形成的有規(guī)律的縱向起伏,波峰和波谷間隔很近。波浪擁包是一種對路面行駛質量影響較大的病害形式。按波峰波谷的大小不同將此類損壞分為輕、重兩個等級,按波浪擁包涉及的面積大小計量損壞。
1.9.1波浪擁包分類:(1)輕度波浪擁包:波峰波谷高差小,高差在10~25mm之間。(2)重度波浪擁包:波峰波谷高差大,高差大于25mm。
1.9.2波浪產生的原因:
(1)波浪擁包產生的首要原因是路面材料設計與施工缺陷;
(2)材料組成設計差如油石比過大、細料過多、施工質量差,使面層材料不足以抵抗車輪水平力的作用;
(3)面層與基層之間存在不穩(wěn)定夾層,面層在行車荷載作用下推移變形就會形成波浪擁包;
(4)路基凍脹也會在路面局部形成擁包。
1.10泛油。路面混合料中的瀝青向上遷移到道路表面,形成一層有光澤的瀝青膜,就被稱為泛油。泛油不分嚴重程度等級。泛油產生的原因:泛油主要是由于瀝青材料設計或施工缺陷造成的。瀝青含量過多,混合料中空隙過少,拌和控制不嚴,瀝青高溫穩(wěn)定性差,是產生泛油的主要原因;施工時粘層油用量不當,或雨水滲入使下層瀝青與石料剝離,在動力作用下,瀝青膜剝落上浮也會形成路面表面泛油。
1.11修補。修補指因龜裂、坑槽、松散、沉陷、車轍、裂縫等損壞處理后在路面表面形成修補部分。修補不分嚴重程度等級。
2. 瀝青路面常見損壞養(yǎng)護處治
2.1龜裂的修補方法:
((1)輕可采用封層類處治,或表面復蘇劑、部分深度修補。中:部分深度修補、全深度修補。重:部分深度修補、全深度修補。對于大面積龜裂:結構性罩面、銑刨重鋪、廠拌再生、重建。
(2)橫向裂縫的處治方法。對于單條裂縫:輕:寬度小于2.5mm的裂縫可不處治;寬度大于2.5mm的可采用清縫灌縫或開槽灌縫。 重:部分深度修補、全深度修補;如果某個路段的裂縫很多,間距很小,則采用銑刨重鋪、重建等措施更加經濟有效。
(3)縱向裂縫的處治方法:輕:寬度小于2.5mm的裂縫可不處治;寬度大于2.5mm的可采用清縫灌縫或開槽灌縫。重:部分深度修補、全深度修補;或通過注漿等方法提高斷面的穩(wěn)定性。
(4)塊裂的處治方法:輕:清縫灌縫或開槽灌縫?;蜃鞣鈱宇愄幹?;面積較小的我們習慣推油封面,面積大的和連續(xù)的塊裂就要考慮封層了;重:銑刨重鋪;
2.2坑槽的處治方法??硬凼菫r青路面的典型病害之一,嚴重影響路面平整度和舒適性。若不及時維修,在交通荷載和水的綜合作用下,路面會加速破壞,造成養(yǎng)護經費的急劇增長,并嚴重危及司乘人員的安全。對坑槽進行處治,其目的是及時恢復路面的表面功能和使用性能,防止病害進一步擴大和發(fā)展并消除安全隱患。根據坑槽破損表現形式大致可分為以下三類:
(1)表面層產生坑槽:主要是由于瀝青路面表面層混合料局部空隙率較大,瀝青與石料間的粘附力不強,路表水進入并滯留在表面層的瀝青混合料中,在車輛荷載尤其是重載車輛的不斷作用下,產生動水壓力使表面層瀝青從石料表面剝落下來,路面出現局部松散破損,松散石料被車輪卷出,路面自上而下逐漸形成的坑槽。這類坑槽通常深度2~5cm,是產生最早、數量最多的一類。
(2)表面層和中面層同時損壞產生的坑槽:當表面層和中面層混合料因集料離析在同一處地方出現局部孔隙率較大時,路表水較容易滲入并滯留在表面層和中面層內,在行車荷載的作用下,使得中面層和表面層內的瀝青剝落,瀝青混合料失去粘結強度,導致路表面產生網裂、形變和向外側推擠,最終形成坑槽,此類坑槽產生數量不多,完全形成后深度一般為8~10cm。
(3)基層破壞形成的坑槽:常見于翻漿現象非常嚴重的路段,主要是由基層開裂破損、松散,最終反射到面層形成坑槽,這類坑槽深度都大于10cm,半剛性路面較為常見。
2.3坑槽的處治方案。
2.3.1坑槽維修分類。(1)作為臨時性的維修,可以清理坑槽并用熱瀝青混合料或者冷補料填補。 (2)作為永久性的維修,應采用部分深度或全深度修補。 (3)如果在某路段內坑槽很多,損壞程度較重,則銑刨重鋪更為經濟有效。、作為臨時性的維修,可以清理坑槽并用熱瀝青混合料或者冷補料填補。、作為永久性的維修,應采用部分深度或全深度修補。、如果在某路段內坑槽很多,損壞程度較重,則銑刨重鋪更為經濟有效。
2.3.2施工工藝。瀝青路面坑槽維修施工工藝流程如圖1所示。
(2)氣溫低于10℃,不宜施工。
(3)坑槽維修應嚴格按照"圓洞方補,斜洞正補"的原則,沿坑槽損壞部分擴大10cm劃線,標出所要維修的坑槽輪廓線,嚴禁小洞大補。由監(jiān)理工程師核查批準后,按劃好的坑槽輪廓線開槽,切邊至坑底穩(wěn)定部分,最少不得少于3cm;維修前中后均要拍照片存檔。
(4)清除槽底、槽壁的松動部分及粉塵、雜物,吹掃干凈后。應仔細檢查槽底是否有裂縫,如有裂縫,應按裂縫維修要求處治并加貼抗裂貼。確認合格后方可噴灑改性乳化瀝青粘層油,用量為0.5Kg/m2,噴灑不到的部位應采取人工涂刷,尤其是四壁應多涂刷1-2遍。
(5)待粘層油完全破乳后填入混合料,改性瀝青混合料填入溫度應控制在150℃左右。瀝青路面綜合養(yǎng)護車加熱保溫料倉中瀝青混合料從常溫加熱到150℃,一般加熱時間需要4-6小時,加熱時間較長,應特別注意瀝青的連續(xù)或斷續(xù)加熱產生老化的問題。加熱方式應采用溫度較低(≤250℃)的導熱油系統并輔以較好的保溫措施,且每次加料應以當班用量為佳,當班未用完的料不允許重復加熱使用。
(6)坑槽面積大于1m2的應采用小型壓路機(不得小于1噸)碾壓,坑深大于7cm必須分層攤鋪,分層壓實,碾壓溫度不得低于140℃,碾壓遍數不得少于4遍,且坑邊應多壓2遍??硬勖娣e小于1 m2,應采用小型振動夯壓實,碾壓遍數不得少于5遍??舆?、四角碾壓不到的部位應采用人工夯錘壓實。攤鋪時應注意松鋪系數,根據經驗控制坑槽面的松鋪厚度,保證壓實后的坑槽面與舊路面相接平整,密實。對于不能使用小型壓路機壓實的小坑,應用小錘夯實。
(7)現場垃圾應及時清理至路外指定地點。
(8)坑槽部位溫度應冷卻至50℃以下方可開放交通。
(9)如采用補路王進行坑槽修補,則先用加熱板加熱坑槽處路面,翻松加熱軟化鋪裝層,噴灑乳化瀝青,加入新的瀝青混合料,然后攪拌攤鋪,壓路機壓實成型。
(10)若因基層強度不足造成的坑槽,則應進行挖補,將出現病害基層或土基換填后用瀝青混凝土修補面層。
2.3.3質量檢驗與驗收。
(1)瀝青混合料的礦料質量及礦料級配應符合《公路瀝青路面施工技術規(guī)范》(JTG F40-200(4)要求。
(2)嚴格控制各種礦料和瀝青用量及各種材料和瀝青混合料的加熱溫度,瀝青材料及混合料的各項指標應符合設計、施工規(guī)范要求。
(3)瀝青混合料應均勻一致,無花白,無粗細料分離和結團成塊現象。
(4)注意控制攤鋪和碾壓溫度,碾壓至要求的密實度。
2.3.4外觀鑒定。 (1)表面應平整密實,不應有泛油、松散、裂縫和明顯離析現象。 (2)與舊路面接縫處應緊密,平順。
2.3.5資料要求施工完工后必須具備有以下資料: (1)所有原材料,混合料的質量檢驗結果或試驗檢驗報告,包括材料的"三證"資料。 (2)瀝青混合料配比,拌和加工控制檢驗和試驗數據資料。 (3)坑槽維修施工記錄表和質量檢驗資料。
2.4擁包、波浪處治。 (1)輕微擁包采用機械刨削或人工挖除,連續(xù)出現嚴重擁包的,如基層穩(wěn)定,則應全部去除擁包并下挖1cm,用熱瀝青混合料重做面層,由于基層的原因造成的擁包要處治好基層后再重新做面層。 (2)波浪處治。 輕微波浪或搓板,可在谷底噴灑瀝青,勻撒礦料找平、壓實。起伏較大時,應順行車方向銑刨削平,病害嚴重的應進一步向下處理。
2.5泛油處治。 泛油現象在我們所養(yǎng)護的瀝青混凝土路面出現的較少,拌合站出料對油石比控制較嚴,瀝青碎石路面出現泛油情況的較多。根據泛油程度采用不同粒徑碎石進行撒鋪及碾壓。處治的時間應選擇在高溫季節(jié)。撒料應順行車方向,做到少撒、薄撒、勻撒、無堆積、無空白、無散粒。
(1)只有輕微泛油的路段,可撒上3-5mm石屑或粗砂,并用壓路機或控制行車碾壓。
(2) 泛油較重的路段,可先撒5-10mm的碎石,用壓路機碾壓。待穩(wěn)定后再撒3-5mm的石屑或粗砂,并用壓路機或控制行車碾壓。
((3)面層含油量高,且已形成軟層的嚴重泛油地段,先撒一層10-15mm的礦料,用壓路機強行壓入路面,待基本穩(wěn)定后,再分次撒上5-10mm的礦料,并碾壓成型。
2.6松散處治。
(1)因嵌縫料散失出現輕微麻面,在瀝青面層不貧油時,可在高溫季節(jié)撒適當的嵌縫料,并用掃帚掃勻,使嵌縫料填充到石料的空隙中。
(2)大面積麻面應噴灑稠度較高的瀝青,并撒適當粒徑的嵌縫料,使麻面部分中部的嵌縫料稍厚,周圍與原路面接口要稍薄,定型要整齊,并碾壓成型。
(3)做稀漿封層處治。對松散路面處理后,再做稀漿封層。 對于因低氣溫施工造成的瀝青面層松散,先收集好松散料,待氣溫上升時,重做噴油封層,撒布石屑或粗砂,并用輕型壓路機壓實。這種施工方式從工序上來說質量無法保證,只適用于低等級公路;對于其他原因引起的松散,比如由基層松軟變形而引起的面層龜裂松散、由酸性骨料和瀝青老化引起的松散或由瀝青含量不足引起的松散,采用的是"挖補"工藝,即將松散部分全部挖除,若基層軟弱,先處理好基層,然后再重做面層。
2.7車轍處治。
(1)因面層和基層間有不穩(wěn)定的夾層而形成的車轍,應該將面層挖出,清除夾層后重做面層。
(2)由于基層強度不足,水穩(wěn)性能不好,使基層局部下沉而造成的車轍,應先處治基層再做面層。
((3)路面受橫向推擠形成的橫向波形車轍,如果已經穩(wěn)定,可將凸出的部分削除,在波谷部分噴灑或涂刷粘層瀝青并填補瀝青混合料并找平壓實。
2.8沉陷處治。
(1)因路基不均勻沉降而引起的局部路面沉陷,若土基和基層已經密實穩(wěn)定,不在繼續(xù)下沉,可只補面層。對于路面只是輕微下沉,無破損或少量裂縫,可在沉陷處噴灑粘層瀝青,再用瀝青混合料填補,并壓實整平。