【摘要】本文較系統(tǒng)地對(duì)市政道路瀝青混凝土路面幾種常見病害產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析,提出相應(yīng)的預(yù)防與治理措施以供同行參考。
【關(guān)鍵詞】瀝青路面,病害,治理措施
一、概況
近幾年,隨著我國城市建設(shè)的發(fā)展,瀝青混凝土路面以其比單純的混凝土路面具有諸多優(yōu)勢特點(diǎn),而越來越多地被應(yīng)用到市政道路建設(shè)中,但是瀝青混凝土路面的一些問題卻不容忽視。在各種因素的影響下,不可避免的會(huì)出現(xiàn)很多病害,瀝青混凝土大部分設(shè)計(jì)年限為15年,然而部分地區(qū)局部路段路面使用年限2年都不足。以本地最近投入使用的三環(huán)路為例,投入使用2年后,局部路段已出現(xiàn)不同程度的病害。尤其是“白改黑”和道路交叉口交通密集處病害尤其嚴(yán)重。
二、常見瀝青路面病害類型及產(chǎn)生原因
瀝青路面的病害產(chǎn)生是多種因素綜合作用的結(jié)果,其種類繁多,但主要表現(xiàn)為裂縫、車轍、沉陷、坑槽、唧泥、泛油、波浪、擁包、表面磨光、松散剝落等。現(xiàn)就瀝青混凝土路面最常見的裂縫、路面推移、泛油和油斑、車轍產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析。
1 、裂縫
裂縫是瀝青混凝土路面最常見的病害之一,按其形狀又基本分為橫向裂縫、縱向裂縫、網(wǎng)狀裂縫和反射裂縫四種:
1.1橫向裂縫:裂縫與路中心線基本垂直,縫寬不一,縫長貫穿部分路幅或整個(gè)路幅。裂縫一般比較規(guī)則,每隔一定的距離產(chǎn)生一道裂縫,裂縫間距的大小取決于當(dāng)?shù)氐臍鉁睾蜑r青面層與半剛性基層材料的抗裂性能。
1.2縱向裂縫:裂縫走向基本與行車方向平行,裂縫長度和寬度不一。主要集中在行車道輪跡分布密集處,因?yàn)楦咚俟方煌ㄇ置鳎嗃E位置及輪跡分布范圍較小,大車、慢車、重型車輛全部集中在行車道上,快車、小型車,輕型車行駛于超車道機(jī)會(huì)明顯增多,超車道上荷載較小,交通量相對(duì)較小,縱向裂縫也較小,縱縫縫寬一般在5~10mm,靠近標(biāo)線或位于車道中央,且綿延幾十米,甚至數(shù)百米。常以單條裂縫形式出現(xiàn)。產(chǎn)生的原因有兩種可能性,一種情況是瀝青面層分路幅攤鋪時(shí),兩幅接茬處未處理好,在車輛荷載及大氣因素作用下逐漸開裂;另一種情況是由于路基壓實(shí)度不均勻或由于路基邊緣受水侵蝕產(chǎn)生不均勻沉陷而引起。
1.3網(wǎng)狀裂縫:裂縫縱橫交錯(cuò),縫寬1mm以上,縫距40cm以下,1m2以上。
1.4反射裂縫:基層產(chǎn)生裂縫后,在溫度和行車荷載作用下,裂縫將逐漸反射到瀝青表面,路表面裂縫的位置形狀與基層裂縫基本相似。半剛性基層的開裂通常由溫縮或干縮引起,對(duì)于這一問題的研究一直沒有停止過。
筆者在三環(huán)路病害發(fā)生地點(diǎn)實(shí)際觀察過發(fā)現(xiàn),在“白改黑”路段和橋頭回填路段反射裂縫病害比較普遍,究其原因,“白改黑”路段原設(shè)計(jì)“白色”路面設(shè)計(jì)年限和標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)現(xiàn)在而言低,且路基設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)也是參照以往的交通情況和要求,在瀝青路面施工后,重交通荷載下,“白色”路面產(chǎn)生裂縫,反射到瀝青路面;橋頭回填路段主要是因?yàn)檐浕范尾痪鶆虺两狄鸬牧芽p直接反射到瀝青路面。
另外,行車荷載的作用加速裂縫的發(fā)展,二灰碎石在施工及運(yùn)營中由于種種原因會(huì)產(chǎn)生細(xì)微裂紋。根據(jù)斷裂力學(xué)理論,半剛性基層內(nèi)存儲(chǔ)的能量由行車荷載提供,并通過裂紋失穩(wěn)擴(kuò)展消耗能量,這個(gè)過程不斷反復(fù)進(jìn)行,使獨(dú)立的裂紋擴(kuò)展為數(shù)條貫通宏觀裂紋,直到形成小裂縫,最后成為貫穿裂縫。這是行車道裂縫多于超車道,交通量軸載次數(shù)大的裂縫多于交通量小的原因所在。由于瀝青面層存在孔隙,路面和綠化帶水分滲入,在行車荷載作用下裂縫處出現(xiàn)唧泥現(xiàn)象。二灰碎石因水而剝落,松散致使路面結(jié)構(gòu)承載力不足,出現(xiàn)啃邊現(xiàn)象,并可能發(fā)展成縫邊網(wǎng)裂或坑塘、沉陷等。
2、路面推移
瀝青混凝土面層推移,主要是指混合料在道路的縱向發(fā)生位移,它可能是在施工期間發(fā)生或者是在道路通車一段時(shí)間后產(chǎn)生,尤其在高溫天氣下。
3、泛油和油斑
泛油和油斑是指瀝青混合料中粘結(jié)料集中到局部地方,最直接的判斷方式就是在道路輪跡處出現(xiàn)發(fā)亮的縱向條紋,在施工鋪設(shè)和通車后階段都有可能出現(xiàn)。
路面推移以及泛油和油斑這兩種病害產(chǎn)生的最主要的原因是混合料離析。混合料發(fā)生離析時(shí),粗集料和細(xì)集料分別集中于鋪筑層的某些位置,使瀝青混凝土不均勻、配合比級(jí)配與原設(shè)計(jì)不符,混合料失去原設(shè)計(jì)達(dá)到的粘接力就形成了路面推移,而混合料的不均勻還會(huì)導(dǎo)致集料和瀝青分離,瀝青集中到一處形成泛油和油斑。
混合料離析又與瀝青混合料配合比、混合料拌和、運(yùn)輸、卸料、攤鋪有關(guān)。
4、車轍
車轍一般是在溫度較高的季節(jié),瀝青面層在車輛的反復(fù)碾壓下產(chǎn)生永久變形和塑性流動(dòng)而逐漸形成。它通常是在伴隨瀝青面層壓縮沉陷的同時(shí),出現(xiàn)側(cè)向隆起,二者組合起來構(gòu)成的。路面的永久變形主要發(fā)生在瀝青面層中。因此,為了延緩車轍的形成,主要應(yīng)從提高瀝青面層材料的高溫穩(wěn)定性來著手考慮。此外,車轍的嚴(yán)重程度與瀝青面層的結(jié)構(gòu)組成和配合比有極大關(guān)系,ⅱ型瀝青混凝土路面自身的抗車轍能力比ⅰ型好的多。
我市中心城區(qū)的瀝青路面車轍病害也較普遍,大部分集中在道路交叉口,車輛來往多,高溫天氣路面下受碾壓嚴(yán)重更容易出現(xiàn)車轍,修補(bǔ)更換新的瀝青混凝土后,但未經(jīng)嚴(yán)格保養(yǎng)就投入使用,在新的碾壓下又會(huì)出現(xiàn)車轍,往往出現(xiàn)惡性循環(huán)。
三、病害防治技術(shù)和處理方法
1、裂縫的預(yù)防措施和治理措施:
1.1 提高基礎(chǔ)施工質(zhì)量,根據(jù)各種半剛性材料的性能及生產(chǎn)能力合理確定施工順序,使分幅施工縫在各基礎(chǔ)材料規(guī)范要求內(nèi)合攏成形,合攏前對(duì)接縫進(jìn)行清理,并使之保持最佳含水量,力爭全路幅一次完成,減少了施工縫,以避免和減少了基礎(chǔ)裂縫病害對(duì)面層影響。
1.2產(chǎn)品生產(chǎn)前對(duì)原材料特別是瀝青做試驗(yàn),根據(jù)《瀝青路面施工及驗(yàn)收規(guī)范》(GB50092-96)要求,按本地區(qū)氣候條件和道路等級(jí)選取適用的瀝青類型。以減少或消除瀝青面層溫度收縮裂縫。采用優(yōu)質(zhì)瀝青更有效。
1.3合理組織施工,盡量避免冷接縫。對(duì)于冷接縫的處理,應(yīng)先將接縫處沿邊緣切割整齊、清除碎料,然后預(yù)熱軟化接縫處,涂刷乳化瀝青,再鋪筑新混合料。碾壓時(shí),壓路機(jī)在已壓實(shí)的橫幅上,鋼輪伸入新鋪層15cm左右,每壓一遍向新鋪層移動(dòng)15-20cm,直到壓路機(jī)全部在新鋪層為止。對(duì)于縱向裂縫,如分幅攤鋪時(shí),前后幅應(yīng)緊跟,上、下層的施工縱縫應(yīng)錯(cuò)開15cm以上,攤鋪時(shí)控制好松鋪系數(shù),使壓實(shí)后的接縫結(jié)合緊密、平整。
1.4瀝青路面攤鋪前,對(duì)下臥層需認(rèn)真檢查,及時(shí)清除泥灰,保證下臥層穩(wěn)定。在舊路面上加鋪瀝青路面結(jié)構(gòu)層前,對(duì)原有病害進(jìn)行處理、整平、補(bǔ)強(qiáng),澆筑裂縫、漲縫、伸縮縫采取土工材料等防反射裂縫措施,減輕和延緩反射裂縫的形成。我單位在人民路白加黑路面施工中對(duì)原有裂縫、漲縫、伸縮縫加鋪了防裂貼,效果較好。
1.5在路面出現(xiàn)微小裂縫時(shí)就必須及時(shí)處理整治。對(duì)于細(xì)裂縫(2-5mm)可用改性乳化瀝青灌縫。對(duì)大于5mm的粗裂縫,可用改性瀝青(如SBS改性瀝青)灌縫。灌縫前,必須清除縫內(nèi)、縫邊碎粒、垃圾,并使縫內(nèi)干燥。灌縫后,表面撒上粗砂或3-5mm石屑。對(duì)裂縫很大的情況,必須將裂縫兩邊瀝青混凝土開挖,先處理基層再攤鋪新混合料,水穩(wěn)定性好、收縮性小的半剛性材料是首選基層。如夾有軟弱層或不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)層時(shí),應(yīng)將其鏟除;如因結(jié)構(gòu)層積水引起網(wǎng)裂時(shí),鏟除面層后,需加設(shè)將路面滲透水排除至路外的排水設(shè)施。
2、路面推移以及泛油和油斑的預(yù)防措施和治理措施:
提高混合料在壓實(shí)后的內(nèi)在穩(wěn)定性,適度降低瀝青和細(xì)集料的含量,提高混合料中多角碎石顆粒的含量,施工攤鋪時(shí)盡量避免攪拌不勻的現(xiàn)象,如出現(xiàn)時(shí)可采用人工局部挑出。另外運(yùn)輸途中絕不能出現(xiàn)顛簸嚴(yán)重,運(yùn)輸時(shí)間長情況。
出現(xiàn)路面推移情況時(shí)只能局部鏟除,采用符合要求的新混合料攤鋪,并與周邊的混合料結(jié)合緊密。
3、車轍預(yù)防措施和治理措施:
主要是提高混合料的高溫穩(wěn)定性。近幾年來的改性瀝青混合料的生產(chǎn)施工實(shí)踐證明,采用改性瀝青混合料是防止或延緩路面產(chǎn)生車轍的有效方法。在瀝青中摻入不同的改性劑能改善瀝青的很多性能,粘度提高,感溫性能穩(wěn)定,瀝青軟化點(diǎn)提高,針入度提高,耐老化性能提高,從而也相應(yīng)的提高了瀝青的高溫穩(wěn)定性和抗車轍能力。改性瀝青分為三類:第一類為礦物類填料,如碳、木質(zhì)素、石棉等;第二類為聚合物類,橡膠類SBS、樹脂類EVA、PA等;第三類為添加劑,包括抗養(yǎng)化劑、抗剝落劑等。從改性瀝青混合料生產(chǎn)實(shí)踐中可知,PE對(duì)改善瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性效果明顯,而EVA對(duì)改善瀝青低溫延度方面效果明顯。
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