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淺談瀝青混凝土路面病害分析及處治

2014-08-30 02:38:22梁俊濤王穎如
科技視界 2014年23期
關(guān)鍵詞:瀝青路面基層混凝土

梁俊濤 王穎如

(濮陽縣公路管理局,河南 濮陽 457100)

瀝青路面因具有地質(zhì)條件適應(yīng)性強(qiáng)、行車舒適、維護(hù)方便等優(yōu)點而被廣泛用于我國公路建設(shè)。但是,隨著一條條公路的建成并投入運(yùn)營,瀝青路面病害現(xiàn)象也越來越引起業(yè)內(nèi)人士的普遍關(guān)注。

1 瀝青混凝土路面病害成因分析

1.1 裂縫

瀝青混凝土路面裂縫主要有縱向裂縫和橫向裂縫兩種。

(1)縱向裂縫的產(chǎn)生主要是由于地基和填土在橫向不可避免的不均勻性所造成的,特別是在舊路基拓寬地段,由于土質(zhì)臺階處理不規(guī)范、分層填筑厚度及壓實度控制不嚴(yán),尤其在有表面水滲入的情況下,這些地段往往是縱向裂縫的高發(fā)區(qū)。

(2)橫向裂縫的產(chǎn)生往往是由于溫度應(yīng)力的作用而產(chǎn)生的疲勞裂縫。這種溫度裂縫往往起始于溫度變化率最大的表面并很快向下延伸,并隨著時間增長造成瀝青老化,瀝青面層的抗裂縫能力逐年降低,溫度裂縫也隨之增加。面層裂縫一旦發(fā)生沖刷、唧漿就會產(chǎn)生以縫為中心的下陷形變,同時引起裂縫兩側(cè)產(chǎn)生新裂縫甚至碎裂破壞。

1.2 變形(以網(wǎng)裂、沉陷為例)

瀝青混凝土路面常能發(fā)生網(wǎng)裂、沉陷病害,且在網(wǎng)裂、沉陷處常伴有唧漿現(xiàn)象。如網(wǎng)裂、沉陷不及時處理,在雨后極易形成坑槽。瀝青路面網(wǎng)裂、沉陷的形成主要有以下幾方面原因。

網(wǎng)裂:由于水滲入表面層后滯留在表面層的下部和下層的交界面上,因此在長期行車荷載作用下,瀝青膜開始從面層的底部剝落并逐漸向上擴(kuò)展,隨著下部大量碎石上瀝青的剝落,瀝青混凝土也就失去了強(qiáng)度從而產(chǎn)生網(wǎng)裂和形變。

坑洞:在行車荷載作用下,特別在降雨過程中和雨后行車道上的局部網(wǎng)裂會逐漸松散,松散的石料被車輪甩出形成坑洞。由于瀝青混凝土的不均勻性,坑洞總是先在瀝青混凝土空隙率較大處產(chǎn)生,隨著時間推移,將會造成路面大面積破損。

唧漿:當(dāng)水透入瀝青面層并滯留在半剛性基層頂面時,在大量高速行車作用下,自由水產(chǎn)生很大的壓力并沖刷基層混合料表層的細(xì)料形成灰漿,灰漿又被行車壓唧,通過各種形狀不一的裂縫(縱、橫、斜裂縫及網(wǎng)裂)到路表面形成唧漿。在灰漿數(shù)量大的情況下,可能很快形成更為嚴(yán)重的裂縫,在數(shù)量小的情況下,可使路面形成網(wǎng)裂或形變。某處一旦有灰漿唧出,該處很快就會產(chǎn)生網(wǎng)裂和形變,隨后的降水就更容易透入,并形成惡性循環(huán),最終導(dǎo)致路面嚴(yán)重破壞。

1.3 松散

松散是由于瀝青混凝土表面層中的集料顆粒脫落,從表面向下發(fā)展的漸進(jìn)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。可能導(dǎo)致松散的情況還有:

(1)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(biāo)所造成的。

(2)表面離析處往往缺少大部分細(xì)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,或足夠大的摩擦力會破壞離析面上的集料顆粒而產(chǎn)生松散。

(3)瀝青混凝土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。

1.4 其他(以泛油為例)

瀝青從瀝青混凝土層的內(nèi)部和下部向上移動,使表面有過多瀝青的現(xiàn)象稱作泛油。在嚴(yán)重泛油路段,瀝青面層表面發(fā)光發(fā)亮,以摩擦系數(shù)和表面構(gòu)造深度表征的抗滑性能達(dá)不到行車要求時往往會造成交通事故。瀝青用量過大是產(chǎn)生瀝青面層泛油的最主要原因。

(1)瀝青混合料配合比設(shè)計的擊實功不夠。我國在設(shè)計瀝青混合料配合比時通常采用馬歇爾試驗方法。目前由于各種原因室內(nèi)試驗所得到的密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于使用過程中所達(dá)到的最終密度,這使現(xiàn)場施工中產(chǎn)生瀝青用量過大。

(2)施工控制不嚴(yán)和管理不善。

(3)少數(shù)施工單位習(xí)慣于使用瀝青用量過大的混合料。有些人認(rèn)為瀝青用量越大,裹覆礦料的瀝青膜越厚,瀝青混合料的粘結(jié)力就越大,但實際情況恰恰相反。

2 瀝青混凝土路面早期病害預(yù)防措施

2.1 裂縫

(1)在路基施工過程中特別在路基拓寬地段、路橋(涵)銜接處嚴(yán)格控制填土厚度及填料的均勻性,并保證達(dá)到規(guī)范要求的壓實度,可有效防止裂縫的形成。

(2)瀝青往往隨著時間增長而老化,瀝青面層的抗裂縫能力會逐年降低,所以采用優(yōu)質(zhì)瀝青會明顯減少溫度裂縫。試驗證明,在其它條件相同的情況下,采用較稀(針入度大)的瀝青有利于減少溫度裂縫。

(3)瀝青面層常有因基層施工質(zhì)量不高而引起的反射裂縫。因此,在基層施工中,及時的養(yǎng)護(hù)、良好的接頭處理及整體強(qiáng)度是有效防治瀝青面層反射裂縫的有效方法之一。

2.2 坑槽

路面坑槽應(yīng)在不中斷交通的情況下快速修補(bǔ)好,這需要先進(jìn)的路面綜合修補(bǔ)設(shè)備作保證。目前路面坑槽的修補(bǔ)方法根據(jù)使用的路面綜合修補(bǔ)設(shè)備分為兩種,一種為冷補(bǔ)法;一種為熱補(bǔ)法。這兩種修補(bǔ)方法現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于高速公路瀝青路面坑槽修補(bǔ)中,但各有優(yōu)缺點。冷補(bǔ)法可適用于不同深度的坑槽修補(bǔ),但坑槽修補(bǔ)后存在明顯的接縫,如處理不好易滲水,使接縫處出現(xiàn)唧漿,造成新的破壞,修補(bǔ)所需時間較長,雨天及寒冷季節(jié)施工質(zhì)量不能保證;熱補(bǔ)法可基本適于全天候修補(bǔ)坑槽,坑槽修補(bǔ)后無接縫,修補(bǔ)所需時間短,廢料可以重新利用,但對于較深的坑槽修補(bǔ)效果不易保證。

對于已發(fā)生唧漿的地方,修補(bǔ)的方法同路面坑槽修補(bǔ)方法,但應(yīng)將松軟的基層挖掉,將坑槽烘干,并采用與基層材料相同的材料或直接采用瀝青混合料先將坑槽填補(bǔ)至基層頂面標(biāo)高,然后再按路面坑槽修補(bǔ)方法修補(bǔ)。

2.3 路面沉陷及變形

路面沉陷及變形的發(fā)展是一個漸變的過程,路面沉陷及變形積累到一定量時對行車的平整舒適有明顯的影響,此時,無論沉陷及變形是否穩(wěn)定都必須進(jìn)行處治。因此,應(yīng)加強(qiáng)觀測,以確定沉陷及變形處治的合理時間。據(jù)現(xiàn)場觀測,當(dāng)車輛以100km/h 速度行駛通過縱向10m 范圍內(nèi)沉降量大于3cm 的段落時,將有明顯的跳車感覺。因此,以此指標(biāo)為原則確定是否處治,處治的方法主要為銑刨沉降段路面,進(jìn)行重新攤鋪。

(1)測定標(biāo)高 確定銑刨范圍

(2)銑刨原路面

(3)噴灑粘層油

(4)掛線調(diào)標(biāo)高

(5)碾壓成型

對于基層和土基結(jié)構(gòu)破壞而引起的沉陷,必須先將基層和土基處治好,然后才可修復(fù)面層。

2.4 泛油

(1)對于路表輕微泛油,表面石子仍外露的路段,可不作處理。

(2)對于因局部施工質(zhì)量差引起水損壞且出現(xiàn)坑槽等破壞的,宜按坑槽修補(bǔ)方法處治。

(3)對于大段泛油嚴(yán)重,摩擦系數(shù)降低較多,影響行車安全的,可采用碎石壓入法處治或銑刨原路面重新攤鋪面層。

路面破損已成為瀝青路面的主要危害之一,各級交通管理部門都應(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(jìn)場到具體施工,有針對性采取一系列預(yù)防和改善措施。同時,必須建立健全質(zhì)量保證體系,從管理部門、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的早期破損現(xiàn)象的發(fā)生,使城市道路建設(shè)質(zhì)量全面提高,更上新臺階。

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