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加固公司告诉你沥青混凝土路面病害分析及防治

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加固公司告诉你沥青混凝土路面病害分析及防治

发布日期:2019-09-19 作者:兰州华固建筑科技有限公司 点击:

随着高速公路车流量的日益增大及在重车荷载的作用下,路面病害日益严重,道路路面面临严峻的考验,很多路面均表现出一定的早期破坏。有些道路甚至当年通车即发生了病害,正常维修期大大提前,直接影响了车辆的运行,也增大了发生交通事故的风险和养护治理资金的投入。因此公路养护工作也被受重视。沥青混凝土路面常见病害分析成因路面裂缝成因不论路面基层是柔性的还是半刚性的,沥青路面在使用期间都会出现不同程度的裂缝,它是沥青路面最常见的损坏现象之一,也是目前国内外道路中普遍存在的问题。按外观通常表现为纵向裂缝、横向裂缝和网状裂缝等几种。

(1)纵向裂缝是沿道路的纵向开裂,一般与行车方向基本平行,但长宽不等。裂缝成因是填土压实不够,特别是半填半挖路基新老土基压实度不均匀产生的不均匀沉降;受冻涨作用时的冻涨量不够所造成;沥青混合料在施工时接缝处理不当或碾压下基层失稳以及沥青面层老化,就会形成荷载裂缝,这种裂缝紧密,在重复行车作用下形成;表面水渗入地基也会形成纵向裂缝;高填方路基两侧不均匀沉降,容易造成纵向裂缝。

(2)横向裂缝是沿道路的横向开裂,与道路中心线基本垂直,长度有贯穿整个路幅的,也有横穿部分路幅的,贯穿缝沿路面一般分布均匀。裂缝成因是当冬季气温下降,沥青面层产生收缩,由于路面几何形式的关系,收缩的主轴为路面纵向,因此的裂缝一般都是与道路中心线垂直的横缝。土基干缩或冻缩,以及半刚性基层温缩和干缩引起路面的放射裂缝,一般以横缝居多。此外,台背回填土不均匀也是导致产生的一个原因。

(3)网状裂缝是由一系列多边形小块组成网状开裂,裂缝纵横交错,它的初始形态一般是单条或多条平行的纵缝,而后在纵缝间出现横向和斜向连接缝,形成缝网。裂缝当路面结构强度不均匀,或基层强度不够时,局部范围内的路基路面整体强度不足或裂缝一般表现为网裂,并在行车荷载的作用下发展为块状龟裂,因路面强度和路基稳定性引起的网裂和龟裂,通常还伴随有路面的深陷变形。

路面裂缝一旦出现,如果不进行及时进行灌缝处理或采取其他措施修补,雨水很容易通过裂缝渗入路基,使路面产生多种情况的水破坏现象。路面坑槽成因路面表层局部松散,形成凹槽,在水浸和车辆作用下进一步扩大发展为坑槽,严重影响着行车的安全性和舒适性。形成原因是路面下基层局部标高控制不够,导致沥青上面层个别地方厚度不够,在行车作用下,该处首先破损容易形成坑槽;混合料拌和摊铺时,基层或下基层沥青表面清理不干净,含有泥皮、灰土等杂物,使基层与沥青面层或沥青面层上下层不能有效粘结,而形成坑槽。如桥面上形成的坑槽;水损害破坏往往是从沥青面层的中面层开始的。水份进入沥青路面滞留在中面层,当集料与沥青膜剥离后,沥青混合料不再是一个整体集料,在行车荷载的作用下,对基层的局部松落形成灰浆,从路面的缝隙中向上挤了出来,在沥青路面上形成白色的唧浆,如此循环不断,形成水损坏性坑槽;车辆的油迹侵袭或车辆运输重物刮撞形成的坑槽;基层或者底基层损坏产生翻浆形成的坑槽;沥青混合料离析形成的坑槽;对沥青混合料的配合比控制不严,特别是矿粉和沥青用量不准等。车辙(推移)成因车辙(推移)是车辆轮迹带下形成的纵向连续下沉,在路面上呈现带状凹槽,并伴随出现路面纵向裂缝及轮迹带两侧路面程度不同的隆起。其原因是原有沥青混合料的压实度不够,经重荷载车辆碾压形成的车辙;在大量的行车荷载作用下,路面上部(指路面的上、中、下面层)产生较大的压密(固结)变形;路面原有的沥青混合料所用材料有缺陷,造成沥青混凝土的稳定性不好,产生的塑性形变;路面面层的层间粘结不好,重型车辆的启动和刹车的横向动载造成的路面推移;路面温度过高,使路面沥青软化,在行车作用下,形成车辙;碎石的级配、沥青混合料的配合比、沥青标号、沥青的感温性、骨料的种类等不符合规范要求。泛油成因沥青混合料中的沥青在天气炎热时软化上泛,迁移到路表的现象称之为泛油。其成因是由于沥青混合料中的出沥青含量偏高,油石比过大,沥青稠度太低等原因引起的;由于低温季节施工,沥青路面表面层主骨料偏少,嵌缝料散失过多,待气温变暖之后,在行车作用下,矿料下挤,沥青上泛,表面形成油层而引起;水破坏造成的泛油。高温季节水侵入沥青混凝土内部,使沥青与矿料的粘结力不足,沥青从集料表面剥落并向上移动,产生更严重的泛油现象。沉陷成因沉陷一般是由路堤地基处理不当、排水设施不完善、路基与桥头结合处产生裂缝进水或压实不到位、基层局部成形不足,强度不够等,在行车载荷和自然因素等作用下形成的路基的竖向变形而导致路面下沉的现象。

沥青混凝土路面常见病害的防治措施

(1)原材料控制:①沥青应选用具有良好的高低温性能、抗老化性能、含蜡量低、高粘度的优质国产或进口沥青。也可在沥青中掺加各种类型的改性剂,以提高基性能指标。②集料选用的骨料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青粘附性能好的集料。③混合料的级配确定沥青混合料的高温稳定性和疲劳性能、低温抗裂性,路面表面特性和耐久性是两对矛盾,相互制约,照顾了某一方面性能,可能会降低另一方面性能。④混合料配合比设计,实际上是在各种路用性能之间搞平衡或最优化设计,根据当地的气候条件和交通情况做具体分析,尽量互相兼顾。

(2)路基强度:首先压实度是反映路基强度的重要指标,也是提高路基强度和稳定性的最经济、最有效的技术措施,施工中必须严格控制,使其达到设计规定值。填土层的厚度对压实度有直接的影响,每层的松铺厚度不应大于30cm。必须严格控制路基的填筑工艺,确保路基强度。

(3)施工过程的控制:①沥青的选用十分关键,要挑选符合规范各项要求的沥青,特别是沥青针入度,延度指标必须严格把关,在北方施工由于近些年的气候偏暖,因此,沥青标号宜选择在规定范围内低标号沥青。此外,透层油、粘层油沥青应采用与沥青砼用同一种沥青,特别是油石比的选择应考虑粘层油透层油返油时对其影响。在沥青混合料配合比设计上要特别重视。②沥青混合料拌合时间、出厂温度、摊铺温度、碾压成型等温度控制必须严格按规范要求进行,合理安排工期,避开不利天气施工。③摊铺机应选用熟练的摊铺机操作手,并选择两台前后错开同时施工,而少采用伞断面摊铺机,在摊铺过程中,应尽量避免停机,注意路面纵向接缝的成型及碾压工艺。

(4)后期养护:加强养护治理,提高养护治理水平。经验表明,科学有效的养护不但保证了城市道路沥青路面的服务性能,也是防止早期病害的进一步发展、节省养护资金的有效手段。沥青混凝土路面常见病害的处治方法(1)灌缝法:沥青路面裂缝用灌缝法修补的传统施工工艺是直接灌注乳化沥青进行封闭处理。乳化沥青粘性较差,气温低时易变脆,气温高时易发生流动、溢出,使用寿命低,处理及时性差,维修裂缝的修补失效率半年内高达85%,1年后基本全部失效,需要重新灌注。这不仅需要大量的公路日常养护工作量,还大幅度占用了养护费用。基于灌缝法的明显缺陷,目前传统的乳化沥青灌缝工艺已革新为密封胶开槽贴缝处理工艺。而且,施工操作也由以前的人工简单灌注改为机械化开槽、清理、灌注等工序。基于经济的考虑,密封胶在某些情况下也可用高质量的沥青代替。多年的灌缝实践证明,灌缝失效的最主要原因是密封胶与裂缝侧壁未能牢固地粘结,因此选择适合当地施工环境的密封胶非常重要。一般而言密封胶需要具备的性质如下:常温下呈固态块状,经过加热熔化后的胶体需要具有强伸展性和粘结性,在压力作用下被挤到裂缝中时要能够高效的密封沥青混凝土路面的裂缝和接缝,并长期保持密封和防水功能。目前,国内常用的密封胶为DEERY103GL型橡胶沥青,它是单成分热熔裂缝密封剂,由合成橡胶或再生橡胶或二者混合并添加沥青及其他改性材料制成。新工艺机械化灌缝法的一般操作流程为:准备工作———对裂缝开槽———对裂缝进行清理、干燥———填封密封胶———养护修缮,开放交通。施工实践证明,采用热用密封胶开槽贴缝处理沥青路面裂缝具有较高的综合性能。(2)铣刨法:主要是针对路面龟裂、网裂及轻度沉陷等采用的一种防治措施。铣刨前应先画出铣刨范围及确定铣刨机具,进行铣刨时,铣刨机从道路外侧起点顺车行方向前进,直到本分段终点,绕回出发点后,依次向道路内侧递进,直至本施工段范围内铣刨完毕。铣刨产生大部分碎屑由跟随车辆随时装运,之后运至指定地点进行回收再利用。道路表面剩余碎渣使用人工清扫,装运到跟随装载机上。之后喷洒乳化沥青粘层或透层,重新铺筑沥青混凝土。(3)路基处理:主要是针对严重沉陷、坑槽等采取的一种防治措施。路基处理就是在确定处理范围后,利用挖掘机挖除旧路损坏部分到一定深度,挖除深度要根据现场实际情况确定,把路基损坏部分全部挖除,再回填天然砂砾或石灰粉煤灰稳定碎石材料,使路基的强度达到路面要求。还有一种压浆法即在路基填土层中利用设备压入纯净的水泥浆,以此有效的固结路基。水泥浆的选用需结合路基各项数据谨慎选择。压浆法修补沥青混凝土路面主要是从路基修补上进行作用,以防止沉降裂缝的产生。压浆法对机械化要求程度很高,费用也较大。(4)稀浆封层法是对旧路面进行大面积预防性养护采用的一种新工艺。其工艺原理是将乳化沥青稀浆封层技术是利用乳化沥青、骨料、矿粉、水泥、水、添加剂等按一定的设计配搅拌成稀浆混合料物料,集中载于稀浆封层机,并通过封层机本身实现按一定的比例拌和成糊状流动均匀的稀浆混合物并将其均匀摊铺到路面上,形成密实、坚固、耐磨的表面封层。以达到防水、防滑、耐磨和改善路表外观等作用,大大提高路面使用性能,按照矿料级配的不同,稀浆封层可以分为细封层、中封层和粗封层,分别以ES-1、ES-2、ES-3表示;按照开放交通的快慢,稀浆封层可以分为快开放交通型稀浆封层和慢开放交通型稀浆封层;按照是否掺加了聚合物改性剂,稀浆封层可以分为稀浆封层和改性稀浆封层。比较常用的是改性ES-2开放交通型稀浆封层。施工技术要求:稀浆封层应使用改性乳化沥青,且改性乳化沥青宜现场制备;为增强沥青与集料的粘结力,缩短改性乳化沥青破乳时间,可掺加2%~3%的32.5级的普通硅酸盐水泥;稀浆封层的配合比需经反复试验确定;稀浆封层的施工可采用国产或进口稀浆封层机摊铺,稀浆封层混合料应具有良好的施工和易性;稀浆封层铺筑机摊铺时应匀速前进,摊铺速度一般为100~200m/min,表面应平整,对于局部的不平整应进行人工整修;稀浆封层铺筑后,乳液破乳,水分蒸发,方可进行下道工序;施工期间,应密切注意天气变化,施工养护成型期内可能会降雨,不可施工;雨后路面积水未干或未清除以前,不可施工养护,成型期内气温低于10℃,不可施工。改性乳化沥青稀浆封层具有很强的粘附性与胀缩能力,适合潮湿多雨的气候特点,能很好地起到防止水损害、延缓反射裂缝、延长道路使用寿命的作用。(5)水破坏的防治方法:一般说来,水进入路面层是不可避免的。汽车行驶在沙地中,随着汽车向前行进轮胎下的沙子也在动,使一部分沙子被轮胎挤到两侧,少部分沙子被轮胎压在下面。同样的道理,路面上的水大部分被高速行驶的汽车的轮胎溅到路边(从波型梁护拦上的水滴即可知),还有很少一部分水被挤压而进入路面沥青层中。其作用的直接结果是路面裂缝的产生和扩展,路面开裂破损后,雨水下渗,产生冻涨、翻浆等水破坏,如果不及时养护维修,其破损面积会逐年增大。沥青路面产生水破坏的内因可以归纳为排水设施不完善、沥青混合料空隙率过大、路面渗水、路面压实度不足、沥青混合料抗水损害能力不足、厚度偏薄等。防止路面水下渗的方法,一是封(堵),二是排。主要方法是路面采用I型沥青混凝土良好的防水性,尽量避免雨水渗入,是减少水破坏的重要的步骤;提高沥青和矿料的粘结力(用消石灰和水泥做抗剥落剂提高粘结力的效果也很好);提高压实标准,即公路的压实度达到98%的要求;路面结构层中设排水层或防水层;做好中央分隔带的排水;增加路面防水层设计;路面开裂后及时灌封;利用抗剥落剂改善粘附性。结语沥青路面的损坏现象多种多样,有时一种形式单独出现或多种同时出现,错综复杂,但各种病害多数是由于行车和各种自然因素同路面相互作用造成的结果,它是路面强度和稳定性不足的具体表现。所以对路面病害应以预防为主,并从设计、施工、管理和养护等环节进行有效控制,同时对路面病害必须不断深入研究,从而为以上各环节的有效控制提供持续充分的理论依据,并力求消除各种病害隐患。同时随着高速公路的不断发展,新技术、新材料的不断应用,高速公路路面病害将不断涌现出新的问题,因此,需不断地探索、不断地总结经验,避免同类的路面病害重复出现,同时完善路面的病害处治的措施,采用新技术、新材料,不断延长沥青路面的使用周期,提高投资效益。

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