劉曉曄
[摘要]瀝青路面病害的出現,不僅影響道路的行車舒適度和使用壽命,同時也帶來較大的交通安全隱患。鑒于此,對瀝青路面常見病害及養護維修措施進行初步探討。
[關鍵詞]瀝青路面 常見病害 養護維修
中圖分類號:TB1文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0310082-01
一、引言
隨著經濟的不斷發展,公路日益發揮著主通道作用,而瀝青路面因具有行車舒適、維修方便、適應性強等特點而被廣泛采用。但隨著交通流量的不斷增長,很多瀝青路面在投入運營早期便呈現出了一定的損壞,有的公路甚至當年通車即發生了病害,不僅使正常維修期大大提前,還直接影響了車輛的安全運行,增加了養護管理資金的投入。
二、瀝青路面常見病害及產生原因
(一)裂縫。瀝青路面產生裂縫的原因很多,包括非荷載裂縫和荷載裂縫。非荷載裂縫主要是溫度裂縫和基層反射裂縫。荷載裂縫指主要由行車荷載作用而產生的裂縫。在車輛荷載作用下,半剛性基層的底部要產生拉應力,如果拉應力大于半剛性基層材料的抗拉強度,則半剛性基層的底部就很快開裂。由車輛荷載產生的裂縫反映到面層上,往往不是單獨的、稀疏的或較有規則的裂縫,而是稠密的,有時互相聯系的裂縫,甚至是網狀的裂縫。嚴重時,還往往伴隨著表面的形變,例如轍槽或沉陷。
(二)車轍。車轍多產生在車輪經常碾壓的輪跡帶上。車轍是在與時間有關的荷載因素和氣候因素共同作用下,輪跡帶逐漸產生下凹形變并形成兩條縱向轍槽,且較嚴重轍槽兩邊通常有膨起形變。車轍的形成大致可分為三個階段:第一階段是瀝青路面進一步壓密過程,時間持續較短,但變形快速增長。第二階段是瀝青路面壓密穩定時期,該期間變形呈直線形穩定增長,例如,公路開放交通后2-3個夏季,瀝青混凝土面層的空隙率會從竣工時的7%~8%減少到3%左右。第三階段是由于瀝青路面高溫強度不足或抗永久變形能力不強,特別是在高溫季節又有表面水浸入面層內部的情況下,容易產生剪切變形,使變形和應變速率迅速增大,直到破壞,也稱為不穩定階段。但如果瀝青路面有足夠的強度,也無自由水浸入面層內部,則瀝青路面在設計使用年限內不會產生剪切變形而進入第三個階段。
(三)坑槽。路面坑槽破損主要有表面層產生坑槽、表面層和中面層同時產生坑槽及底面層和基層間產生坑槽三種表現形式。由于瀝青路面上面層混合料局部空隙率較大、瀝青與石料問的粘附力不強,路表水(雨水或雪水)進入并滯留在表面層瀝青混合料中,在行車荷載尤其是重載車輛的不斷作用下,產生的動水壓力使表面層的瀝青從石料表面剝落下來,瀝青路面便會出現局部松散破損。散落的石料被車輪甩出,路面自上而下逐漸會在表面層形成坑槽。當瀝青路面表面層和中面層都是空隙率較大的半開級配瀝青混合料,而底面層為空隙率較小的密級配瀝青混合料時,路表的自由水較易滲入并滯留在表面層和中面層內。行車荷載的作用使得中、上面層內的瀝青剝落,瀝青混合料失去粘結強度,導致路表面產生網裂、形變(局部沉陷)和向外側推擠,并最終出現粒料分離。粒料被行車作用帶離,最終在表面層和中面層同時形成坑槽。
三、瀝青路面病害養護維修對策
(一)裂縫的修補技術。夏季是進行裂縫修補最好的季節,修補的效果也最為理想。修補前,先進行細致調查,對病害的類型、面積、數量要進行統計,然后進行分析判斷,以確定修補方式、時間、數量及工程費用。裂縫的修補一般采用灌縫的方法,將路面裂縫用填充材料填注,防止水分滲漏,防止路面進一步損壞。
對于由基層開列引起的反射裂縫及由瀝青混凝土溫縮等引起的橫向裂縫,可將縫口雜物清除,或沿裂縫開槽后用壓縮空氣吹凈,采用砂粒式或細粒式熱拌瀝青混合料填充搗實,并用烙鐵封口。對于由地基沉降引起的橫向裂縫,如出現錯臺、啃邊、裂縫寬度大于5mm以上的,則需沿橫縫兩側各50cm-100cm范圍開槽,挖除上面層,按溫縮裂縫處理方法先將裂縫填實,然后重新攤鋪上面層,也可沿橫縫加鋪玻璃格珊。對瀝青路面荷載型、穩縮型裂縫的修補可以采用橡膠里輕薄層罩面技術。
(二)路面車轍、推移的修補技術。路面上發生車轍后,為避免積水和擴大損壞范圍,應按破壞面積大小及深淺程度采取不同方法及時修補,并采用與原路面相同的材料。
對于連續長度不超過30m轍槽深度小于8mm、行車有小擺動感覺的,可先將車轍內及其周圍的塵土雜物清除、灑水潤濕,然后通過對路面烘烤、耙松、添加適當與原路面相同的新料拌和填補并碾壓密實即可。此種車轍病害的處理很適宜用熱再生技術與設備修復。若車轍、推移的連續長度超過30m、轍槽深度在8mm-30mm內且行車擺動、跳動感明顯的或嚴重顛簸的,應采取銑刨路面上面層或中上面層以至全部面層,用與原路面相同的適當新料重新攤鋪面層的方法。當車轍的面積較大、深度較深,大于3cm時,應按以下方法挖槽修理:先將修補車轍的地方劃出規則開頭的輪廓,做到圓洞方補。所劃輪廓要比損壞的略大,并清除塵土雜物。然后沿著輪廓垂直挖槽,必要時先灑水,挖槽的深度不小于原坑槽最大的深度,做到淺洞深補。把挖出的材料篩選,選出可以利用的材料。挖槽時,對下層材料應盡量避免振動,有松動應一并挖出。如果路面車轍較多,車轍之間的距離又近,為便于修補并使修補部分平整,可以將鄰近的車轍劃為一片,按片挖槽進行修補。路面新鋪部分壓實系數采用1.3,以便碾壓密實后與原路面齊平。如坑槽、車轍深度較大時,應按路面結構層次分層修補。為達到理想效果,建議采用熱再生修補技術。
(三)路面坑槽的修補技術。目前,根據使用的路面綜合修補設備,路面坑槽的修補方法可分為兩種,一種為冷補法。另一種為熱補法。兩種方法各有特點:冷補法可適用于不同深度并可在任意溫度下的坑槽修補,但坑槽修補后存在明顯的接縫,如處理不好易滲透水,使接縫處出現唧漿,造成新的損壞,修補所需時間較長,雨天及寒冷季節修補質量不能保證,修補效果不如熱補法。熱補法可基本適用于全天候修補坑槽,坑槽修補后無弱接縫,與原路面保持平整,修補效果好,修補所需時間短,廢料可以再生利用,利于環保、節省資源,但對于較深的坑槽修補效果不易保證。局部修補是路面養護中最常用的方法,其中最多的坑槽修補。而熱態修補的質量最好。
坑槽修補時應注意三個技術關鍵:修補材料與沿壁要有牢固的粘合力,修補時的濕度、溫度、清潔是關鍵;修補后的路面與坑槽周圍路面應保持平整;選擇相容性好的修補混合料。
四、結語
改革開放三十年來,我國公路建設取得了巨大的成績,今后,我國公路事業的重點也將從建設期轉入養護期,但應該看到,我國在公路瀝青路面的維修養護專業技術方面與國外發達國家相比還存在一定的差距,許多問題還需要進一步認識和探討。我們在引進國外先進技術的同時,還要加強國內養護新技術的研究和開發工作。
參考文獻:
[1]丁玉錄,瀝青路面早期破壞成因,北京:中國公路,2003.22.
[2]張立柱,瀝青混凝土路面冷再生技術應用,北京:公路,2006.10.