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【摘 要】针对高速公路沥青路面早期损坏的原因,浅析了积极开展高速公路沥青路面预防性养护的重要性及技术措施。
【关键词】沥青路面;病害分析;防治措施
引言
沥青路面有良好路用性能,如平整度好、噪音低、易于维修养护等优点,正被越来越广泛地应用。随着沥青路面的应用,沥青路面的早期破坏如泛油、裂缝、车辙、拥包、坑洞、唧浆等,造成沥青路面使用性能下降,养护成本及路面寿命周期成本增加,给社会带来不良的负面影响,给道路建设和养护造成了巨大的经济损失。因此如何解决显得非常重要。
一、工程实例
1、西安至宝鸡高速公路是我国“两纵两横”公路主干线G045的重要一段,自建成通车10年来,由于多种因素的影响,此高速公路出现了各种不同程度的病害,已无法满足高速公路的正常使用要求,并存在严重的安全隐患。
2、西宝高速公路既有路面结构为:16cm沥青混凝土面层+20cm水泥稳定砾石基层+20cm石灰砂砾土底基层。其中西兴段和蔡宝段路基基本稳定,状况良好;但路面状况比较差,自通车以来,路面局部维修,部分路段路面重复修补,桥梁、通道的两端及桥面也作过修补。路面裂缝、车辙比较普遍,长段落龟裂、沉陷变形和较长段落的唧泥破坏;蔡宝段唧泥破坏严重,几种病害同时存在。大部分路面出现不同程度的破坏,各种路面病害均有(麻面、磨光、唧泥、沉陷、泛油、车辙、龟裂、裂缝等),行车道破坏比超车道严重。纵缝多出现于轮迹处,横缝多与行车道垂直,呈规律性和无规律性分布。唧泥、重度沉陷龟裂主要出现在行车道上。不规则裂缝、龟裂,在部分段落连续发生,并且伴随沉陷出现,破坏严重。桥梁搭板与路基的结合部也多数有横缝发生,坑槽断续出现,面积较少。
二、对路面病害的分析
1、横向裂缝分布较广,多与行车道垂直或接近垂直,而且分布均匀,勘察分析认为是由于基层开裂反射到路面和沥青混凝土面层低温收缩、疲劳破坏所至,桥涵通道两端的横向裂缝主要由于刚、柔过度位置的车辆动载冲击和路基沉降引起。有的横向裂缝处伴有唧泥现象,横向裂缝也是超车道的主要病害之一,说明基层已有裂缝或松散。
纵向裂缝大多发生在行车道和超车道处,主要由于路基不均匀沉降和因局部段落路基湿软,造成承载力不足而导致裂缝。
2、唧泥是西宝线路面的主要病害,主要是由于基层裂缝产生后导致面层和基层连接处形成拉应力集中,面层底部开裂,即形成反射裂缝,并逐步发展到路表,雨水渗入后在车轮作用下产生唧泥,唧泥属于点的病害,但是对路面的影响很大,所以对这些病害应当根据实际情况进行处理。
3、龟裂是由于行车的重复作用引起的疲劳破坏,尤其是超载车辆的加速破坏作用,使其发展出现松散、成为沉陷或坑槽,严重的引起唧泥。
4、沉陷和坑槽,由于路基或路面结构层强度不足,材料拌和不均匀,压实度不够,在行车作用引起路面凹陷不平或混合料松散,而出现坑洞。
5、路面实测弯沉值较大,数据离散,大部分路面整体强度不够。既有路面设计年限15年,但设计弯沉值偏大,未考虑交通量增长和超载,通车运营十多年来,根据收费站的交通量资料,目前已基本接近或超过原设计15年累计轴次。超过原设计的要求,路面不能满足行车要求,必然造成路面过早破坏。
6、既有路面结构组合不合理,厚度偏薄,两段面层均采用沥青碎石结构,强度明显不足;表面沥青混凝土骨料偏大、未做防水处理;基层水泥稳定砂砾大规模施工时集料级配比较难控制,引起承力层强度不足。
7、从钻孔和路面雷达测试揭示的情况看,路面厚度不足、混合料压实度不足,部分路段路基填方路基含水量偏大、難于压实。这是病害产生的主要原因之一。
8、路面排水不畅也是路面破坏的主要原因之一。降水通过路面裂缝、中央分隔带和边坡渗入路面结构层内部,部分路段甚至渗透到路床,使路床强度降低,引起路基沉陷和路面变形。通过钻孔发现部分填方路段上半部分含水量偏大,说明是路面水下渗造成的;部分填方路段下半部分含水量偏大,说明是地下毛细水上升造成的。
9、车辆超载是路面破坏的原因之一。超载加速路面变形、裂缝扩展,缩短路面的使用寿命。
10、其他方面原因(1)未严格按基本建设程序办事,前期工作滞后,路面设计方案研究、试验不够。(2)未实行招投标,一些无路面施工经验、无路面设备和技术力量的施工队伍承担路面施工;监理有职无权,无法严格监理。不按施工技术规范要求施工。(3)施工技术管理、质量管理不严。
三、路面早期破坏预防措施
1、定期调查,合理预防
路面早损的治理和维修沥青路面早期病害分为形成、发展和破坏三个阶段,后两个阶段应列入专项治理;沥青路面维修以预防为主,局部出现跑砂点、沉降点、唧浆点、行车明显跳动等,以及横向缝和纵向缝、柔、刚结合部等处裂缝出现错台状况的,要列入预防性维修。定期对路面进行评价来确定合理的防治时间。高速公路路面养护具有预防性、时效性、周期性、补强性、复原性和安全性等一系列特点,因而相比较其他公路路面,我们必须采取预防性的措施,而不是等到病害发生时,中断或封闭交通去进行修复。
2、层层把关,责任到位
(1)设计人员在勘察设计中必须精益求精,设计图纸要与实际情况相符合,施工过程中变更设计必须考虑充分。
(2)施工监理单位该严格遵循规范要求,禁止偷工减料,以次充好。
(3)道路管理部门,要做到严格限制超限车辆,控制道路不受到重载作用。
3、对症下药,有的放矢
常见的沥青路面早期破坏形式主要有水损害、车辙、裂缝、路面表面功能衰减等,每种病害要有相应的预防与防治措施。对于严重的破坏路段,要综合考虑采取合理的处置方法。
(1)路面水损害的预防 通过调查发现沥青路面的水损坏大部分在通车后第一次雨季后发生,这种早期损坏属最普遍也是较严重的。本来好好的路,连续几天下雨,一下子就变得坑坑洼洼,甚至全面崩溃。水损坏的防止措施主要有:a)做好路面排水系统;b)选用与沥青粘附性好的矿料,或添加抗剥落剂;c) 控制沥青路面的孔隙率;d)严格控制沥青加工温度;e)避免雨天及低温季节施工;f)及时填封裂缝;g)提高施工质量,避免混合料离析和压实度不足。
(2)车辙防治措施
a)沥青混合料是一种粘弹性材料,在高温条件下,粘性因素起主导作用,而车辙与沥青的粘度直接有关,在设计中可采用较硬的沥青标号,选用高粘度沥青,掺加各种沥青改性剂。
b)在沥青中掺入橡胶或树脂以改善沥青的感温性,或掺加吸油材料改善沥青混合料的流变性。
c)在施工时合理调整集料级配,使用硬质、粗糙、棱角性好的集料,采用集料嵌挤型的级配,如SMA等。
(3)裂缝的防治措施
沥青混凝土路面的早期病害多以裂缝形式出现,加上半刚性基层反射裂缝的普遍存在,使得大量路表水沿裂缝侵入路面结构内部,甚至进入路基。致使出现基层细骨料流失、唧泥、坑槽等。开槽、灌缝工艺可提高路面裂缝处治的质量和耐久性,达到抑制裂缝的继续扩展、有效延长路面使用寿命的目的。对于大于5mm的基层裂缝,则可以在进行裂缝清理后直接灌注,以密封胶灌满为佳。沥青路面裂缝修补的效果与材料的选择、裂缝封闭处理设计和施工工艺等有密切的关系,所以在裂缝修补过程中,应选择优良的灌缝材料,尽量采用开槽帖缝式处理设计,优化施工工艺,提高裂缝修补的成功率,从而延长沥青路面的寿命。
(4)路面表面功能衰减的防治
路面表面功能衰减主要表现为泛油和磨光。泛油主要采取的防治对策有:控制沥青用量、控制混合料的剩余孔隙率、适度均匀喷洒透层粘层沥青等方法。石料磨光是表面功能衰减的主要原因,表面层应使用强度和磨光值较高的石料。
四、结语
综上所述,沥青路面早期破坏与设计、施工、使用、养护和管理联系紧密,因此要消灭沥青路面早期破坏这一质量通病,延长沥青路面的使用周期,提高投资效益,需要设计、施工、养护管理各方主体各负其责,分头把关,按照行业规范标准,结合工程实际,严格履行各自职能,相信沥青路面早期破坏现象一定会得到很好解决。
参考文献:
[1] JTG F40-2004,公路沥青路面施工技术规范[S].
[2] JTJ 073.2-2001,公路沥青路面養护设计规范[S].
【关键词】沥青路面;病害分析;防治措施
引言
沥青路面有良好路用性能,如平整度好、噪音低、易于维修养护等优点,正被越来越广泛地应用。随着沥青路面的应用,沥青路面的早期破坏如泛油、裂缝、车辙、拥包、坑洞、唧浆等,造成沥青路面使用性能下降,养护成本及路面寿命周期成本增加,给社会带来不良的负面影响,给道路建设和养护造成了巨大的经济损失。因此如何解决显得非常重要。
一、工程实例
1、西安至宝鸡高速公路是我国“两纵两横”公路主干线G045的重要一段,自建成通车10年来,由于多种因素的影响,此高速公路出现了各种不同程度的病害,已无法满足高速公路的正常使用要求,并存在严重的安全隐患。
2、西宝高速公路既有路面结构为:16cm沥青混凝土面层+20cm水泥稳定砾石基层+20cm石灰砂砾土底基层。其中西兴段和蔡宝段路基基本稳定,状况良好;但路面状况比较差,自通车以来,路面局部维修,部分路段路面重复修补,桥梁、通道的两端及桥面也作过修补。路面裂缝、车辙比较普遍,长段落龟裂、沉陷变形和较长段落的唧泥破坏;蔡宝段唧泥破坏严重,几种病害同时存在。大部分路面出现不同程度的破坏,各种路面病害均有(麻面、磨光、唧泥、沉陷、泛油、车辙、龟裂、裂缝等),行车道破坏比超车道严重。纵缝多出现于轮迹处,横缝多与行车道垂直,呈规律性和无规律性分布。唧泥、重度沉陷龟裂主要出现在行车道上。不规则裂缝、龟裂,在部分段落连续发生,并且伴随沉陷出现,破坏严重。桥梁搭板与路基的结合部也多数有横缝发生,坑槽断续出现,面积较少。
二、对路面病害的分析
1、横向裂缝分布较广,多与行车道垂直或接近垂直,而且分布均匀,勘察分析认为是由于基层开裂反射到路面和沥青混凝土面层低温收缩、疲劳破坏所至,桥涵通道两端的横向裂缝主要由于刚、柔过度位置的车辆动载冲击和路基沉降引起。有的横向裂缝处伴有唧泥现象,横向裂缝也是超车道的主要病害之一,说明基层已有裂缝或松散。
纵向裂缝大多发生在行车道和超车道处,主要由于路基不均匀沉降和因局部段落路基湿软,造成承载力不足而导致裂缝。
2、唧泥是西宝线路面的主要病害,主要是由于基层裂缝产生后导致面层和基层连接处形成拉应力集中,面层底部开裂,即形成反射裂缝,并逐步发展到路表,雨水渗入后在车轮作用下产生唧泥,唧泥属于点的病害,但是对路面的影响很大,所以对这些病害应当根据实际情况进行处理。
3、龟裂是由于行车的重复作用引起的疲劳破坏,尤其是超载车辆的加速破坏作用,使其发展出现松散、成为沉陷或坑槽,严重的引起唧泥。
4、沉陷和坑槽,由于路基或路面结构层强度不足,材料拌和不均匀,压实度不够,在行车作用引起路面凹陷不平或混合料松散,而出现坑洞。
5、路面实测弯沉值较大,数据离散,大部分路面整体强度不够。既有路面设计年限15年,但设计弯沉值偏大,未考虑交通量增长和超载,通车运营十多年来,根据收费站的交通量资料,目前已基本接近或超过原设计15年累计轴次。超过原设计的要求,路面不能满足行车要求,必然造成路面过早破坏。
6、既有路面结构组合不合理,厚度偏薄,两段面层均采用沥青碎石结构,强度明显不足;表面沥青混凝土骨料偏大、未做防水处理;基层水泥稳定砂砾大规模施工时集料级配比较难控制,引起承力层强度不足。
7、从钻孔和路面雷达测试揭示的情况看,路面厚度不足、混合料压实度不足,部分路段路基填方路基含水量偏大、難于压实。这是病害产生的主要原因之一。
8、路面排水不畅也是路面破坏的主要原因之一。降水通过路面裂缝、中央分隔带和边坡渗入路面结构层内部,部分路段甚至渗透到路床,使路床强度降低,引起路基沉陷和路面变形。通过钻孔发现部分填方路段上半部分含水量偏大,说明是路面水下渗造成的;部分填方路段下半部分含水量偏大,说明是地下毛细水上升造成的。
9、车辆超载是路面破坏的原因之一。超载加速路面变形、裂缝扩展,缩短路面的使用寿命。
10、其他方面原因(1)未严格按基本建设程序办事,前期工作滞后,路面设计方案研究、试验不够。(2)未实行招投标,一些无路面施工经验、无路面设备和技术力量的施工队伍承担路面施工;监理有职无权,无法严格监理。不按施工技术规范要求施工。(3)施工技术管理、质量管理不严。
三、路面早期破坏预防措施
1、定期调查,合理预防
路面早损的治理和维修沥青路面早期病害分为形成、发展和破坏三个阶段,后两个阶段应列入专项治理;沥青路面维修以预防为主,局部出现跑砂点、沉降点、唧浆点、行车明显跳动等,以及横向缝和纵向缝、柔、刚结合部等处裂缝出现错台状况的,要列入预防性维修。定期对路面进行评价来确定合理的防治时间。高速公路路面养护具有预防性、时效性、周期性、补强性、复原性和安全性等一系列特点,因而相比较其他公路路面,我们必须采取预防性的措施,而不是等到病害发生时,中断或封闭交通去进行修复。
2、层层把关,责任到位
(1)设计人员在勘察设计中必须精益求精,设计图纸要与实际情况相符合,施工过程中变更设计必须考虑充分。
(2)施工监理单位该严格遵循规范要求,禁止偷工减料,以次充好。
(3)道路管理部门,要做到严格限制超限车辆,控制道路不受到重载作用。
3、对症下药,有的放矢
常见的沥青路面早期破坏形式主要有水损害、车辙、裂缝、路面表面功能衰减等,每种病害要有相应的预防与防治措施。对于严重的破坏路段,要综合考虑采取合理的处置方法。
(1)路面水损害的预防 通过调查发现沥青路面的水损坏大部分在通车后第一次雨季后发生,这种早期损坏属最普遍也是较严重的。本来好好的路,连续几天下雨,一下子就变得坑坑洼洼,甚至全面崩溃。水损坏的防止措施主要有:a)做好路面排水系统;b)选用与沥青粘附性好的矿料,或添加抗剥落剂;c) 控制沥青路面的孔隙率;d)严格控制沥青加工温度;e)避免雨天及低温季节施工;f)及时填封裂缝;g)提高施工质量,避免混合料离析和压实度不足。
(2)车辙防治措施
a)沥青混合料是一种粘弹性材料,在高温条件下,粘性因素起主导作用,而车辙与沥青的粘度直接有关,在设计中可采用较硬的沥青标号,选用高粘度沥青,掺加各种沥青改性剂。
b)在沥青中掺入橡胶或树脂以改善沥青的感温性,或掺加吸油材料改善沥青混合料的流变性。
c)在施工时合理调整集料级配,使用硬质、粗糙、棱角性好的集料,采用集料嵌挤型的级配,如SMA等。
(3)裂缝的防治措施
沥青混凝土路面的早期病害多以裂缝形式出现,加上半刚性基层反射裂缝的普遍存在,使得大量路表水沿裂缝侵入路面结构内部,甚至进入路基。致使出现基层细骨料流失、唧泥、坑槽等。开槽、灌缝工艺可提高路面裂缝处治的质量和耐久性,达到抑制裂缝的继续扩展、有效延长路面使用寿命的目的。对于大于5mm的基层裂缝,则可以在进行裂缝清理后直接灌注,以密封胶灌满为佳。沥青路面裂缝修补的效果与材料的选择、裂缝封闭处理设计和施工工艺等有密切的关系,所以在裂缝修补过程中,应选择优良的灌缝材料,尽量采用开槽帖缝式处理设计,优化施工工艺,提高裂缝修补的成功率,从而延长沥青路面的寿命。
(4)路面表面功能衰减的防治
路面表面功能衰减主要表现为泛油和磨光。泛油主要采取的防治对策有:控制沥青用量、控制混合料的剩余孔隙率、适度均匀喷洒透层粘层沥青等方法。石料磨光是表面功能衰减的主要原因,表面层应使用强度和磨光值较高的石料。
四、结语
综上所述,沥青路面早期破坏与设计、施工、使用、养护和管理联系紧密,因此要消灭沥青路面早期破坏这一质量通病,延长沥青路面的使用周期,提高投资效益,需要设计、施工、养护管理各方主体各负其责,分头把关,按照行业规范标准,结合工程实际,严格履行各自职能,相信沥青路面早期破坏现象一定会得到很好解决。
参考文献:
[1] JTG F40-2004,公路沥青路面施工技术规范[S].
[2] JTJ 073.2-2001,公路沥青路面養护设计规范[S].