城市道路瀝青路面常見病害分析及防治

王　祥　李冰凌

摘要:本文介紹了城市道路瀝青路面的常見病害,對瀝青路面病害產生的原因進行了分析,并提出了相應的預防措施和維修對策。

關鍵詞:瀝青路面;橫裂;坑槽;泛油

1 概述

城市道路一般指連接城鎮、工礦內各地區、各部分,供車輛及行人通行使用,便于居民生活、工作及文化娛樂活動的道路,它是城市經濟生活的動脈。道路工程結構通常包括路基、路床、路面及附屬設施,路面是由堅實、耐磨的筑路材料鋪筑在路床上,供車輛直接在其表面行駛的一層或多層的道路結構,通常由面層(聯結層)、基層(底基層)和墊層組成。路面按材料不同可分為砂石路面、瀝青混合料路面(以下簡稱瀝青路面)和水泥混凝土路面三種類型。瀝青路面由于具有養護時間較短、行車舒適性較高、適應性較強、維護方便等優點而被廣泛應用于道路工程中,是當前道路路面的主要型式。但是瀝青路面常常因種種原因而產生各類病害,使道路遭到破損,如不及時處理將會影響道路的使用性能。

2 瀝青路面常見病害

路面病害指的是路面的各種損壞、變形及其它缺陷的統稱,城市道路瀝青路面最常見的病害主要有裂縫、坑槽、車轍(推移)和泛油等四種形式。

2.1 裂縫

不論路面基層是柔性的還是半剛性的,瀝青路面在使用期間都會出現不同程度的裂縫,它是瀝青路面最常見的損壞現象之一,也是目前國內外道路中普遍存在的問題。按外觀通常表現為縱向裂縫、橫向裂縫和網狀裂縫等幾種。

2.1.1 縱向裂縫

現象。沿道路的縱向開裂,一般與行車方向基本平行,但長寬不等。

產生的主要原因。混合料攤鋪時縱向施工搭接不好,冷接縫結合不緊密;縱向溝槽回填土壓實質量差而發生沉陷;拓寬路段的新老路面交界處不均勻沉降;局部地基天然含水量較高,出現不均勻沉降;或中央分隔帶、綠化帶等滲水使局部路基含水量增加,承載力降低,在動靜荷載的作用下,路基產生滑動。

縱向裂縫的預防。宜全幅一次攤鋪,如分幅攤鋪應確保前后幅緊跟,上、下層的縱縫須錯開一定距離;溝槽回填應分層填筑、壓實,壓實度必須達到設計要求;拓寬路段的基層厚度、材料必須與舊路一致,攤鋪面層前,舊路面側壁應涂刷粘層瀝青,新舊路面接縫宜用熱烙鐵燙密;地基分層填筑和壓實,使路基盡可能均勻,并預先采取措施防止地表面水滲入地基。

縱向裂縫的治理。對于微小裂縫可不作處理,稍大裂縫可用改性乳化瀝青灌縫,嚴重裂縫可用改性瀝青(如SBS改性瀝青)灌縫;對于尚未穩定的縱向裂縫,除按方法⑴治理外,還應根據裂縫產生原因,采取排水、防滲及加固等措施,使裂縫穩定不再繼續發展。

2.1.2 橫向裂縫

現象。沿道路的橫向開裂,與道路中心線基本垂直,長度有貫穿整個路幅的,也有橫穿部分路幅的,貫穿縫沿路面一般分布均勻。

產生的主要原因。 瀝青是一種對溫度變化比較敏感的材料,溫度下降時,瀝青混合料變硬變脆,收縮變形,當收縮拉應力超過瀝青混凝土的抗拉強度時,瀝青路面表面就會被拉裂,并逐步向下發展,形成上寬下窄的橫向裂縫;基層在成型過程中因混合料水分蒸發干燥引起收縮,或者在寒冷季節發生低溫收縮。基層產生裂縫后,隨著溫濕的循環變化及行車荷載的反復作用而導致瀝青面層底面裂縫,裂縫將逐漸反射到瀝青層表面;在軟基與非軟基交界處、軟基處理方法變化處或構造物臺背與路段交接處,因地基或路基與構造物差異沉降導致基層開裂,并反射到瀝青面層。

橫向裂縫的預防。按本地區氣候條件和道路等級選取適用的瀝青類型,宜采用優質瀝青;基層混合料應在接近最佳含水量的狀態下碾壓,經常灑水,防止水分過快損失,并及早鋪筑上層或進行封層,減少基層干縮;加強軟基處理,避免不均勻沉降,對構筑物兩側回填應充分壓實或采取加固處理。

橫向裂縫的治理。因瀝青混凝土溫縮及基層開裂引起的橫向裂縫,如縫寬較小可采用熱瀝青或乳化瀝青灌縫封堵,如縫寬較大可采用中料式或細粒式熱拌瀝青混合料填充搗實,并用烙鐵封口;由差異沉降引起的橫向裂縫,如縫寬較大,則沿橫縫開槽,挖除上面層,按照方法⑴先將裂縫填實,然后沿橫縫加鋪玻璃格柵,重新攤鋪上面層。

2.1.3 網狀裂縫

現象。由一系列多邊形小塊組成網狀開裂,裂縫縱橫交錯,它的初始形態一般是單條或多條平行的縱縫,而后在縱縫間出現橫向和斜向連接縫,形成縫網。

產生的主要原因。瀝青及瀝青混合料質量差,或路面材料配合不當,拌和不均,瀝青與石料粘結差;路面結構中夾有軟弱層或泥灰層,粒料層松動,水穩性差;路面出現橫裂或縱裂后未及時封填,致使水分下滲,使基層表面被泡軟,在汽車荷載反復作用下,粉漿通過面層裂縫及空隙被壓到表面產生唧漿,基層表面被逐步淘空,產生網裂;瀝青老化和汽車嚴重超載,使基層產生疲勞破壞。

網裂的預防。原材料和混合料質量嚴格按規范要求選定、拌制和施工;瀝青面層攤鋪前,認真檢查下臥層,對軟弱層進行處理,同時保證瀝青面層各層的最小施工厚度,并采取有效措施排除結構層內的積水;在路面出現縱裂及橫裂后要及時處理,修補完善;路面結構設計應充分考慮使用期限內的交通荷載要求,上基層選用水穩定性能良好的材料,另外須對車輛的載重進行有效控制及管理。

網裂的治理。輕微網裂可用玻璃纖維布罩面,對大面積的網裂,可加鋪乳化瀝青封層,或在補強基層后重新罩面,修復路面;如夾有不穩定結構層時,應將其鏟除;如因結構層積水引起網裂,須鏟除面層,然后加設排除路面滲透水的設施,再鋪筑新混合料;由于路基不穩定導致網裂時,可采用石灰或水泥處理路基,或注漿加固處理;由于基層軟弱引起網裂時,可采取加厚、調換或綜合穩定的措施進行加強。

2.2 坑槽

現象。路面表層局部松散,形成凹槽,在水浸和車輛作用下進一步擴大發展為坑槽,嚴重影響著行車的安全性和舒適性。

產生的主要原因。面層厚度不夠,瀝青混合料粘結不好,瀝青加熱溫度過高,碾壓不密實;攤鋪時,下層表面泥灰、垃圾末徹底清除,使上下層不能有效粘結;路面罩面前,原有的坑槽、松散等病害未完全修復;當路面出現松散、脫皮、網裂等病害或被機械行駛刮鏟損壞后,末及時養護修復。

坑槽的預防。選用粘附性和抗老化性強的瀝青,合理確定瀝青面層厚度和混合料級配;嚴格控制混合料的出廠、攤鋪、碾壓及終了溫度,確保壓實度和平整度;攤鋪前,下層必須清掃干凈,并均勻噴灑粘層瀝青;確保路面排水暢通,當道表出現松散、脫皮、輕微網裂或路面被機械刮鏟損壞后,應及時進行修補,避免雨水下滲使病害繼續發展。

坑槽的治理。按修補設備不同,坑槽的修補方法可分為冷補法和熱補法兩種。

冷補法:先確定坑槽的修補深度,劃出切槽修補范圍,用液壓風鎬切槽,用高壓風槍將廢料及粉塵清除干凈,接下來用噴燈烘干槽底、槽壁,并在其表面均勻噴灑一薄層粘層油,然后將準備好的熱料填補入坑槽中,從四周向中間碾壓。

熱補法:先根據坑槽修補范圍確定熱輻射加熱板區域,將加熱板調到合適位置加熱,使被修補區域路面軟化,然后將準備好的熱料放到被修補處,攪拌攤平后從四周向中間碾壓。

2.3 車轍和推移

現象。是車輛輪跡帶下形成的縱向連續下沉,在路面上呈現帶狀凹槽,并伴隨出現路面縱向裂縫及輪跡帶兩側路面程度不同的隆起。

產生的主要原因。渠化交通及停剎車頻繁等路段,車輛荷載的反復作用形成轍槽;道路基層的厚度或基層整體強度不足,因荷載作用造成變形過大而形成轍槽和推移;面層強度及熱穩定性差,車輪碾壓的反復作用使變形不斷積累形成車轍和推移。

車轍和推移的預防。選取合適的集料,可在一定程度上緩解車轍的形成;施工中必須按標準碾壓,嚴格控制壓實度;高溫季節,要嚴格控制大型超載車通行。

車轍和推移的治理。輕度車轍可通過對路面烘烤、耙松、添加適當新料后壓實即可; 因基層強度不足等原因引起的車轍,可進行補強或挖除損壞的基層后重新鋪筑;當瀝青面層磨損、橫向推移時,應清除不穩定層,用銑刨機拉毛,重鋪面層。

2.4 泛油

現象。瀝青混合料中的瀝青在天氣炎熱時軟化上泛,遷移到路表。產生的主要原因。混合料中瀝青用量過多或空隙率過小;細料含量過少,混合料比表面積較小;施工不當,粘層油噴灑過多或灑布不均勻,或者攤鋪時混合料產生離析,局部細料過分集中;雨水滲入,使下層瀝青與石料剝離,在水作用下瀝青膜剝落上泛。

泛油的預防。必須合理設計混合料組成比例,避免瀝青用量過多;必須精細施工,嚴格控制施工質量;道路投入使用后必須注意養護和管理,盡量防止雨水大量滲入。

泛油的治理。輕微泛油,可撒布石屑或粗黃砂,撒布量以不粘瀝青為度;嚴重泛油,可采用碎石壓入法處治,或銑刨原路面后重新攤鋪面層。

3 結論

城市道路瀝青路面的損壞現象多種多樣,有時一種形式單獨出現,有時多種同時出現,錯綜復雜,但各種病害多數是由于行車和各種自然因素同路面相互作用造成的結果,它是路面強度和穩定性不足的具體表現。路面病害維修起來既費時費力,又影響道路交通,所以對路面病害應以預防為主,并從設計、施工、管理和養護等環節進行有效控制,同時對路面病害必須不斷深入研究,從而為以上各環節的有效控制提供持續充分的理論依據,并力求消除各種病害隱患。

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作者簡介:王祥(1968-),男,遼寧盤錦人,工程師,主要從事市政工程施工及項目管理工作。