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摘 要:高速公路沥青混凝土路面施工是一项技术性强,涉及面广的系统工程。现代化的施工机械,成熟的施工工艺有序的工序组织、严密的质量保证体系、高素质的技术操作人员和管理人员是必备的质量保证手段。综合考虑各方面因素,使铺筑出来的沥青混凝土路面具有足够的强度、刚度、稳定性、耐久性、良好的抗渗性、抗滑性等,保证其在设计年限内充分发挥高等级道路的功能。
关键词:高速公路;沥青路面;病害;路面养护
高速公路沥青混凝土路面施工是一项技术性强,涉及面广的系统工程。现代化的施工机械,成熟的施工工艺是必备的质量保证手段,同时还必须具有有序的工序组织、严密的质量保证体系、高素质的技术操作人员和管理人员。从施工的各个环节着手,对其原材料以及沥青混合料的拌和、运输、摊铺、碾压等方面层层把关,严格管理。只有综合考虑各方面因素,才能使铺筑出来的沥青混凝土路面具有足够的强度、刚度、稳定性、耐久性、良好的抗渗性、抗滑性等,保证其在设计年限内充分发挥高等级道路的功能。我国高速公路的沥青混凝土路面最常见的早期病害现象有:裂缝、水破坏、松散、早期车辙、沉陷、坑槽等,如何对这些问题进行分析,避免问题再次发生是施工技术人员应对的问题。
一、高速公路沥青路面主要病害类型及其产生原因
1、沥青路面的裂缝
(1)横向裂缝:这种裂缝与路面中线近于垂直,裂缝起初出现于路面两侧的硬路肩,贯通的裂缝沿路面纵向大致呈均匀分布。
(2)纵向裂缝:高速公路普遍存在纵向裂缝,大多在半填半挖路基或路面加宽处产生,产生的主要原因是路基压实度不足,出现不均匀沉降造成的。
(3)龟裂:相互交错的疲劳裂缝,形成一系列多边形小块组成的网状开裂,龟裂的初始形态是沿轮迹带出现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,即为龟裂〔1〕。
2、沥青路面的车辙
沥青路面表面沿轮迹的纵向凹陷,是沥青路面特有的一种损坏现象,是在与时间有关的荷载因素和气候因素共同作用下,轮迹带逐渐产生下洼形变并形成纵向的凹槽。车辙的深度常以轮迹带外侧凸起部分的峰顶到槽的谷底的距离表示。
3、沥青路面的松散
集料和沥青逐渐脱开并散失。松散可能出现在整个路面表面,也可能在局部区出现,但由于行车作用,一般轮迹处比较严重。
4、沥青路面的沉陷
路面出现沉陷主要是由于路基变形引起,路基压实度不足,路基强度和路面承载力差,在一些高填方和半填半挖路段,碾压机械往往很难达到需要碾压的位置而使填方路堤的下部实际上无法压实,通车一段时间后,就会产生局部沉陷,尤其在桥梁两端的台背后出现桥头跳车现象更为普遍。
5、沥青路面的表面功能衰减
沥青路面的表面层直接承受车辆荷载,它经受车轮对它的撞击、磨耗,所以表面层又称为磨耗层,表面层向行进的车轮提供足够的摩擦力,为车辆行驶提供一个平整舒适的表面。
6、桥面铺装的破坏
高速公路的桥面铺装破坏主要表现为损坏初期局部开始反水泥浆,并伴随出现网状裂缝,随着时间的发展,面积越来越大,最后,沥青混凝土剥落,形成坑槽。
二、沥青路面病害的预防措施
1、沥青路面的裂缝
减轻非荷载型裂缝的措施需要从设计和施工两个方面入手。设计方面,首先要选用抗冲刷性能好、干缩系数和温缩系数小及抗拉强度高的半钢性材料做基层;其次是选用优质沥青做沥青面层,面层沥青最好选用改性沥青;施工方面,严格控制半刚性基层施工碾压时的含水量,混合料的含水量不能超过压实需要的最佳含水量或控制在施工规范容许的范围内;半刚性基层碾压完成后,要及时养生,保护混合料的含水量不受损失;养生结束后,应立即喷洒粘层油,并尽快铺筑沥青面层。
2、沥青路面的车辙
防止车辙病害的主要措施:
(1)由于沥青混合料高温抗剪切强度不足而产生的侧向流动变形程度与沥青混合料高温稳定性直接有关,使用温度稳定性好的沥青是提高沥青混合料稳定性的最重要措施,在规定沥青标号范围内使用较稠和粘度高的沥青可以提高沥青混合料的抗变形能力。
(2)不同级配类型沥青混合料的高温稳定性。沥青混合料高温稳定性首先取决于矿料的骨架,尤其集料的相互钳挤作用,沥青结合料性质和含量则对混合料剪切变形起制约作用。
(3)混合料级配变化对高温稳定性的影响;有关资料表明,通常情况下,沥青混合料的抗车辙能力,级配矿料相互钳挤的骨架作用的贡献占60%,而沥青胶结材料的性质提供40%的抗变形能力。
3、沥青路面的沉陷
路面表面的局部不均匀凹陷,主要原因是因为路基土压实度不够,导致路面在横向和纵向产生不均匀沉陷和严重的纵向开裂,同时由于路基压实度差导致路基强度显著降低和路面承载能力不足而产生路面早期损坏现象。在一些高填土和半填半挖路段,碾压机械很难达到需要压实的位置而使填方路堤下部无法压实,导致沉陷;有些桥梁桥台的后部填土压实不够,导致桥头跳车现象。
4、沥青路面的表面功能衰减
沥青路面的表面层直接承受车辆行走,它经受车轮对它的撞击、磨耗,沥青面层应具有良好的抗滑性能不足,容易使汽车在急刹车、超车、沿曲线转弯时车轮打滑,造成事故。沥青路面的平整度不好,容易造成造成行车的不舒适。
5、防止桥面沥青混凝土铺装层损坏的措施如下:
(1)提高桥面水泥混凝土铺装层的抗渗、抗腐蚀和抗冻融性能。应对水泥混凝土铺装层明确提出抗渗和抗冻融指标,并渗入适量的抗盐腐蚀剂。
(2)水泥铺装层上设防水层,防水层沥青采用SBS改性沥青,为保护防水层沥青不受运输车辆和摊铺机破坏,撒布碎石。使摊铺时底面形成一层完整的沥青膜,起到防水作用。
(3)桥面沥青层宜设计为两层。桥面上的两层沥青混凝土与路面沥青面层的表面层和中面层相同时,其厚度应该相同,两层都用大于5%的密实沥青混凝土。提高桥面沥青面层的压实度,使其达到与路面上相同的空隙率。
三、路面病害维修的基本方法
1、沥青路面裂缝的维修
主要是温度裂缝、半刚性基层反射裂缝和基层强度不足引起的网状裂缝。如果裂缝出现较多,宜采用乳化沥青稀浆封层;由于基层强度不足而引起的网状裂缝,应将沥青表面铣刨或拉毛,再加铺一层沥青混凝土上封层,在经济允许的情况下可考虑添加抗裂缝新材料,其次在预防性养护中做好灌缝,防治病害发展。
2、沥青路面车辙的维修
沥青路面出现车辙,首先要分析车辙产生的原因,是属于哪一种类型的车辙。如果是属于表层磨损过度出现的车辙,用铣刨机清除面层,然后重新铺筑沥青混凝土。如果是原材料或级配问题,应重新做实验确定,尤其是分辨出车辙的部位是上面层、中面层、还是下面层,才能制定科学合理的方案,对于轻微车辙可采用微表处治的方法,特别是在沥青混凝土中添加抗车辙材料。其次在日常养护中应做好高温季节路面洒水降温和交通管制,以防车辙发生。
3、沥青路面沉陷的维修
沥青路面出现沉陷主要的维修方法就是将沉陷的部位用铣刨机铣刨或拉毛,采用分层铺筑的办法,将路面恢复平顺,如果路基沉陷可用灰桩或注浆的方法。
4、桥面铺装损坏的维修
当桥面出现大面积损坏的情况,要分两种情况处理。一种只是沥青面层损坏,面层下的混凝土铺装完好,这种情况,应将沥青面层铣掉,露出水泥混凝土铺装层,然后,喷洒乳化沥青,在铺筑沥青混凝土。另一种是重做桥面铺装。
参考文献:
[1]沈金安.解决高速公路沥青路面损害早期损坏的技术途径.公路,2000,5:71.
[2]沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防.北京:人民交通出版社,2001.
[3]朱蒙良.鲁正兰.沥青混合料路面水损害机理及防护措施.湖南交通科技,2003.
[4]王中魁.减少沥青混合料水损害的处理方法.东北公路,2001,24(1):26.
[5]王瑞宜,邹桂莲,韩传岱.对沥青路面水损害早期破坏的认识.东北公路,2001.
关键词:高速公路;沥青路面;病害;路面养护
高速公路沥青混凝土路面施工是一项技术性强,涉及面广的系统工程。现代化的施工机械,成熟的施工工艺是必备的质量保证手段,同时还必须具有有序的工序组织、严密的质量保证体系、高素质的技术操作人员和管理人员。从施工的各个环节着手,对其原材料以及沥青混合料的拌和、运输、摊铺、碾压等方面层层把关,严格管理。只有综合考虑各方面因素,才能使铺筑出来的沥青混凝土路面具有足够的强度、刚度、稳定性、耐久性、良好的抗渗性、抗滑性等,保证其在设计年限内充分发挥高等级道路的功能。我国高速公路的沥青混凝土路面最常见的早期病害现象有:裂缝、水破坏、松散、早期车辙、沉陷、坑槽等,如何对这些问题进行分析,避免问题再次发生是施工技术人员应对的问题。
一、高速公路沥青路面主要病害类型及其产生原因
1、沥青路面的裂缝
(1)横向裂缝:这种裂缝与路面中线近于垂直,裂缝起初出现于路面两侧的硬路肩,贯通的裂缝沿路面纵向大致呈均匀分布。
(2)纵向裂缝:高速公路普遍存在纵向裂缝,大多在半填半挖路基或路面加宽处产生,产生的主要原因是路基压实度不足,出现不均匀沉降造成的。
(3)龟裂:相互交错的疲劳裂缝,形成一系列多边形小块组成的网状开裂,龟裂的初始形态是沿轮迹带出现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,即为龟裂〔1〕。
2、沥青路面的车辙
沥青路面表面沿轮迹的纵向凹陷,是沥青路面特有的一种损坏现象,是在与时间有关的荷载因素和气候因素共同作用下,轮迹带逐渐产生下洼形变并形成纵向的凹槽。车辙的深度常以轮迹带外侧凸起部分的峰顶到槽的谷底的距离表示。
3、沥青路面的松散
集料和沥青逐渐脱开并散失。松散可能出现在整个路面表面,也可能在局部区出现,但由于行车作用,一般轮迹处比较严重。
4、沥青路面的沉陷
路面出现沉陷主要是由于路基变形引起,路基压实度不足,路基强度和路面承载力差,在一些高填方和半填半挖路段,碾压机械往往很难达到需要碾压的位置而使填方路堤的下部实际上无法压实,通车一段时间后,就会产生局部沉陷,尤其在桥梁两端的台背后出现桥头跳车现象更为普遍。
5、沥青路面的表面功能衰减
沥青路面的表面层直接承受车辆荷载,它经受车轮对它的撞击、磨耗,所以表面层又称为磨耗层,表面层向行进的车轮提供足够的摩擦力,为车辆行驶提供一个平整舒适的表面。
6、桥面铺装的破坏
高速公路的桥面铺装破坏主要表现为损坏初期局部开始反水泥浆,并伴随出现网状裂缝,随着时间的发展,面积越来越大,最后,沥青混凝土剥落,形成坑槽。
二、沥青路面病害的预防措施
1、沥青路面的裂缝
减轻非荷载型裂缝的措施需要从设计和施工两个方面入手。设计方面,首先要选用抗冲刷性能好、干缩系数和温缩系数小及抗拉强度高的半钢性材料做基层;其次是选用优质沥青做沥青面层,面层沥青最好选用改性沥青;施工方面,严格控制半刚性基层施工碾压时的含水量,混合料的含水量不能超过压实需要的最佳含水量或控制在施工规范容许的范围内;半刚性基层碾压完成后,要及时养生,保护混合料的含水量不受损失;养生结束后,应立即喷洒粘层油,并尽快铺筑沥青面层。
2、沥青路面的车辙
防止车辙病害的主要措施:
(1)由于沥青混合料高温抗剪切强度不足而产生的侧向流动变形程度与沥青混合料高温稳定性直接有关,使用温度稳定性好的沥青是提高沥青混合料稳定性的最重要措施,在规定沥青标号范围内使用较稠和粘度高的沥青可以提高沥青混合料的抗变形能力。
(2)不同级配类型沥青混合料的高温稳定性。沥青混合料高温稳定性首先取决于矿料的骨架,尤其集料的相互钳挤作用,沥青结合料性质和含量则对混合料剪切变形起制约作用。
(3)混合料级配变化对高温稳定性的影响;有关资料表明,通常情况下,沥青混合料的抗车辙能力,级配矿料相互钳挤的骨架作用的贡献占60%,而沥青胶结材料的性质提供40%的抗变形能力。
3、沥青路面的沉陷
路面表面的局部不均匀凹陷,主要原因是因为路基土压实度不够,导致路面在横向和纵向产生不均匀沉陷和严重的纵向开裂,同时由于路基压实度差导致路基强度显著降低和路面承载能力不足而产生路面早期损坏现象。在一些高填土和半填半挖路段,碾压机械很难达到需要压实的位置而使填方路堤下部无法压实,导致沉陷;有些桥梁桥台的后部填土压实不够,导致桥头跳车现象。
4、沥青路面的表面功能衰减
沥青路面的表面层直接承受车辆行走,它经受车轮对它的撞击、磨耗,沥青面层应具有良好的抗滑性能不足,容易使汽车在急刹车、超车、沿曲线转弯时车轮打滑,造成事故。沥青路面的平整度不好,容易造成造成行车的不舒适。
5、防止桥面沥青混凝土铺装层损坏的措施如下:
(1)提高桥面水泥混凝土铺装层的抗渗、抗腐蚀和抗冻融性能。应对水泥混凝土铺装层明确提出抗渗和抗冻融指标,并渗入适量的抗盐腐蚀剂。
(2)水泥铺装层上设防水层,防水层沥青采用SBS改性沥青,为保护防水层沥青不受运输车辆和摊铺机破坏,撒布碎石。使摊铺时底面形成一层完整的沥青膜,起到防水作用。
(3)桥面沥青层宜设计为两层。桥面上的两层沥青混凝土与路面沥青面层的表面层和中面层相同时,其厚度应该相同,两层都用大于5%的密实沥青混凝土。提高桥面沥青面层的压实度,使其达到与路面上相同的空隙率。
三、路面病害维修的基本方法
1、沥青路面裂缝的维修
主要是温度裂缝、半刚性基层反射裂缝和基层强度不足引起的网状裂缝。如果裂缝出现较多,宜采用乳化沥青稀浆封层;由于基层强度不足而引起的网状裂缝,应将沥青表面铣刨或拉毛,再加铺一层沥青混凝土上封层,在经济允许的情况下可考虑添加抗裂缝新材料,其次在预防性养护中做好灌缝,防治病害发展。
2、沥青路面车辙的维修
沥青路面出现车辙,首先要分析车辙产生的原因,是属于哪一种类型的车辙。如果是属于表层磨损过度出现的车辙,用铣刨机清除面层,然后重新铺筑沥青混凝土。如果是原材料或级配问题,应重新做实验确定,尤其是分辨出车辙的部位是上面层、中面层、还是下面层,才能制定科学合理的方案,对于轻微车辙可采用微表处治的方法,特别是在沥青混凝土中添加抗车辙材料。其次在日常养护中应做好高温季节路面洒水降温和交通管制,以防车辙发生。
3、沥青路面沉陷的维修
沥青路面出现沉陷主要的维修方法就是将沉陷的部位用铣刨机铣刨或拉毛,采用分层铺筑的办法,将路面恢复平顺,如果路基沉陷可用灰桩或注浆的方法。
4、桥面铺装损坏的维修
当桥面出现大面积损坏的情况,要分两种情况处理。一种只是沥青面层损坏,面层下的混凝土铺装完好,这种情况,应将沥青面层铣掉,露出水泥混凝土铺装层,然后,喷洒乳化沥青,在铺筑沥青混凝土。另一种是重做桥面铺装。
参考文献:
[1]沈金安.解决高速公路沥青路面损害早期损坏的技术途径.公路,2000,5:71.
[2]沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防.北京:人民交通出版社,2001.
[3]朱蒙良.鲁正兰.沥青混合料路面水损害机理及防护措施.湖南交通科技,2003.
[4]王中魁.减少沥青混合料水损害的处理方法.东北公路,2001,24(1):26.
[5]王瑞宜,邹桂莲,韩传岱.对沥青路面水损害早期破坏的认识.东北公路,2001.