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摘要:本文介绍沥青混凝土路面在施工和运营期出现的病害,分析了病害发生的原因,并提出了相应的处治技术。
关键词:沥青路面;病害;处治
由于沥青路面具有性能优越、噪音小、行车舒适、容易翻修等优点,现阶段我国的公路大多采用沥青路面。沥青路面在施工和运营时期会产生不同的病害,如何防治和减少病害的出现是道路建设者最为关心的问题。
1 施工过程中病害及处理方法
沥青路面施工过程是沥青路面质量得以保障的关键环节,在沥青路面施工过程中,由于机械、工艺、环境等因素,沥青路面会有或多或少的产生病害,主要有表面波浪、接缝不良、碾压发裂和推移等。
1.1 接缝不良
沥青路面施工接缝主要有纵缝和横缝两种。纵缝不良的产生主要是摊铺层的重叠不良造成的:重叠过厚,造成隆起现象;重叠过薄,造成低凹现象;重叠过宽多余混合料无法收回形成隆起;重叠过窄产生倾斜、沟槽等。纵缝不良的现象还与碾压有关,压实的混合料温度较低会造成碾压不实。此外,摊铺机的操作状况也会影响到纵缝的接缝质量。纵缝不良的防治方法为用两台摊铺机并机梯队摊铺,使路面热接缝处理,处理好接缝的混合料重叠厚度及宽度,注意余料的收回等。
沥青路面横缝接缝不良的原因有两方面:一是在摊铺开始时接缝处混合料过多,螺旋仓中输送的材料向上推动摊铺机的熨平板,导致熨平板升高,在路面上留下鼓包;二是摊铺机开始工作时,摊铺机的熨平板高度调整不合适,导致沥青混合料厚度不足,降低了摊铺机向前移动时作用在熨平板的力,导致熨平板俯冲、倾斜厚度减薄,形成倾斜现象,或混合料厚度过高,形成鼓包。处理横缝不良的措施是:摊铺时应调整好预留高度,采用相应高度的垫块,将熨平板拉紧并放置在木垫上;使熨平板处于正确的标高位置,施工工程中,摊铺机螺旋送料器应连续传动两侧应保持有足够的混合料,摊铺速度均匀、缓慢、连续;摊铺机驶离横缝之后用搂耙清除接缝范围内过最的混合料,碾压时按要求先横向碾压再纵向碾压。
1.2表面波浪
沥青路面产生表面波浪,降低了路面的平整度和密实度,从而影响沥青路面的使用性能。产生表面波浪有长短之分其原因也各不相同。短波浪产生的原因:摊铺机熨平板前方混合料数量的变化,引起熨平板上下的变化熨平板处于不良机械状态,如熨平板松弛或控制联结装置间隙过大等混合料软弱或混合料温度及组成的变化会导致混合料劲度的变化。特别是混合料软弱和混合料设计不合理时,在碾压过程中,压路机会推动混合料使其移位,形成短波。产生长波浪的其它原因主要有以下几种:一是摊铺机进料器活门安装不正确或是在每次添加混合料时摊铺机的漏斗和刮板输送器空车运行;二是沥青混合料的设计不合理,混合料的离析和材料变异性造成长波浪产生;三是碾压过程中压路机突然转向、倒车或压路机停在热的路面上。
防止沥青路面表面形成波浪的措施:尽可能保持摊铺机熨平板前方的混合料数量和劲度的一致。在摊铺机向前移动过程中保证刮板输送器和螺旋推运器能够连续输送混合料的时间不少于90%,最好是连续运转。严格将混合料的温度、级配控制在允许范围内,防止混合料离析。在施工过程中,操作人员应严格按规程操作,并随时注意观察和检测消除人为因素和机械因素造成的表面波浪。
1.3表面微裂
表面微裂通常是横向的细小裂缝,一般发生在碾压过程中。表面微裂有三方面的原因:一是下承层强度不足,造成面层碾压时发生过大表面弯曲,形成细小裂缝;二是沥青混合料本身缺陷造成的.如混合料中结合料、水分过多,中间粒径的集料过多,细集料过少等;三是压实时的温度控制不佳,碾压温度过高混合料的流动性增强,形成波纹,过低的温度碾压时混合料发硬变脆,易开裂。
解决措施:改善沥青混合料的特性,如沥青含量、含水量、拌和温度适宜,特别注意细集料的用量。对较软弱的混合料混合料必须降到适宜的温度时才能碾压,通常出现发裂后很难获得足够的密度,相应的临时措施是在混合料的组成改变之前利用振动压路机或轮胎压路机进行预压。
1.4推移现象
推移现象通常出现在沥青面层的碾压过程中,同时有微裂缝产生,多发生在压路机倒车处。产生推移的原因与产生微裂缝的原因基本相同。防治混合料推移的措施是:提高混合料在压实时的内在稳定性。为此可以采用降低混合料流质的含量,提高集料颗粒之间的摩阻力,改变集料级配以及提高混合料中多角的碎石颗粒含量的方法.来提高混合料内在的稳定性。
2运营中的病害及处治措施
沥青路面使用中长期受荷载、环境等多种外界因素的影响,运营一段时期后,沥青路面会出现不同情况的病害。沥青路面使用期出現的病害类型较多,可分为两类:开裂类和变形类。
2.1路面开裂
影响沥青路面裂缝的主要因素有:沥青质量和沥青混合料的性质、基层材料的性质、气候条件、交通量的大小和通行车辆的类型以及施工质量的影响等。沥青路面的开裂可分为两大类:一类是由行车荷载的作用产生的结构性破坏裂缝,另一类是由沥青面层温度变化产生的温度裂缝,包括低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝。结构性破坏裂缝是在荷载作用下,路面结构层底部产生的拉应力大于材料的抗拉强度时,产生的这种裂缝在荷载反复作用下逐渐向沥青面层扩展导致面层开裂。温度裂缝以横缝居多也有大块状裂缝和纵缝产生主要发生在寒冷地区和温度变化频繁的地区在寒冷地区.气温大幅度下降时路表面与路面底部形成温差,路表产生较大的温度应力,当温度应力大于路面材料的抗拉强度时。
路面开裂的维修方法较多如灌油修补法、乳化沥青稀浆封层法、沥青混合料罩面法、裂缝处再生法和大面积裂缝油面的再生法等可以根据裂缝不同的情况进行选用。对于单一或小面积的裂缝适宜采用灌油修补法和裂缝处再生法。在灌油前将裂缝壁进行加热处理效果会更好。裂缝处的再生法目前运用也比较普遍,该种方法是将裂缝周围的一定范围内的路面进行加热处理,再用油壶倒入适量的沥青,掺入一定量的砂或石屑就地进行人工拌和,使裂缝周围上下形成汗油量较大的新的混合料。如果开裂面积比较大,采用乳化沥青稀浆封层法、沥青混合料罩面法、大面积裂缝油面的再生法等方法来进行处治是很有用的方法。乳化沥青稀浆封层法是将配制好的乳化沥青与一定集料形成的稀浆用专制的封层机铺在旧油路上,乳化沥青渗入到裂缝中,破乳后水分蒸发,达到修补裂缝的目的。沥青混合料罩面法裂缝情况很严重时使用的方法,常将标准的中粒式、细粒式沥青混凝土做罩面材料,厚度在1.5cm一4.Ocm,施铺前旧路面需要洒粘层沥青。大面积裂缝油面的再生法是用加热车对旧路面实施两次加热,使表面裂缝深处全部软化,喷洒一定数量的再生剂和稀沥青后与掺入的适量的骨料实施就地拌和,然后进行碾压成型。
2.2路面变形
路面变形类的病害很多包括车辙、推移、坑槽、沉陷、拥包、波浪等。产生路面变形的原因很复杂,包括沥青质量和沥青混合料的性质、基层材料的性质,气候条件、交通量的大小和通行车辆的类型以及施工质量的影响。
① 车辙
沥青路面车辙的产生原因为路面强度不足造成轮道下陷,或是路基强度稳定性不够在车辆荷载的反复作用产生垂直及侧向变形而形成的。当车辙较小可采用热再生技术设备进行修补中等程度的车辙推移,可先将车辙处的各层进行铣刨,用与原路面相同的材料重新摊铺面层的方法。另外车辙的修补也可以用乳化沥青稀浆封层法、沥青混合料罩面法来处理。
② 拥包
拥包波浪在横向和纵向都可能产生,先是以波浪形式出现,变形严重时形成拥包。其形成原因是沥青面层稳定性不好,或是与基层间的粘结强度不足,在车辆刹车或加速时路面产生水平剪力造成路面呈现波浪变形,进而形成拥包。轻微的拥包波浪,可采取铲高补低的措施修复,严重地段;高差大于5cm时,必须处理路基和改善排水条件,同时重新铺磨耗层的混合料。
③ 坑槽
坑槽产生的主要原因一是由于沥青的老化、沥青混凝土中沥青含量不足、压实度不够或沥青与粒料的粘结不好遇水产生剥落,经过荷载的共同作用逐渐形成坑槽;另一原因是路面局部出现大面积龟裂,在车辆荷载和雨水等因素的影响下形成坑槽。修补工艺为:在沥青路面病害处放样开槽,清扫坑槽使槽内槽壁无尘土杂物后,按0.5kg/m2粘结油刷好坑底槽壁,粘结沥青用50%的改性乳化沥青,然后将混合料摊铺在槽内压实,虚铺厚度系数按1.35~1.45计,压实后撒一些养护料,即可放行通车。
④ 沉陷
沉陷的产生往往是由于路基密实度不均匀或路基土质不均匀,通车几年后路面出现局部沉陷;另一种沉陷是出现在桥头与路基相接处,这主要是桥梁与引道的基础材料性能不同,不均匀沉降引起。如果沉陷严重,整个路段需要全部翻修,先对路基和基层进行补强,再重新铺沥青面层并碾压成型。
3结语
沥青路面在施工和使用期间会产生不同的病害,加强施工过程控制,以预防病害的发生;沥青路面运营过程中出现的病害,应根据具体情况,采用不同的处理措施,确保沥青路面的路用性能。
关键词:沥青路面;病害;处治
由于沥青路面具有性能优越、噪音小、行车舒适、容易翻修等优点,现阶段我国的公路大多采用沥青路面。沥青路面在施工和运营时期会产生不同的病害,如何防治和减少病害的出现是道路建设者最为关心的问题。
1 施工过程中病害及处理方法
沥青路面施工过程是沥青路面质量得以保障的关键环节,在沥青路面施工过程中,由于机械、工艺、环境等因素,沥青路面会有或多或少的产生病害,主要有表面波浪、接缝不良、碾压发裂和推移等。
1.1 接缝不良
沥青路面施工接缝主要有纵缝和横缝两种。纵缝不良的产生主要是摊铺层的重叠不良造成的:重叠过厚,造成隆起现象;重叠过薄,造成低凹现象;重叠过宽多余混合料无法收回形成隆起;重叠过窄产生倾斜、沟槽等。纵缝不良的现象还与碾压有关,压实的混合料温度较低会造成碾压不实。此外,摊铺机的操作状况也会影响到纵缝的接缝质量。纵缝不良的防治方法为用两台摊铺机并机梯队摊铺,使路面热接缝处理,处理好接缝的混合料重叠厚度及宽度,注意余料的收回等。
沥青路面横缝接缝不良的原因有两方面:一是在摊铺开始时接缝处混合料过多,螺旋仓中输送的材料向上推动摊铺机的熨平板,导致熨平板升高,在路面上留下鼓包;二是摊铺机开始工作时,摊铺机的熨平板高度调整不合适,导致沥青混合料厚度不足,降低了摊铺机向前移动时作用在熨平板的力,导致熨平板俯冲、倾斜厚度减薄,形成倾斜现象,或混合料厚度过高,形成鼓包。处理横缝不良的措施是:摊铺时应调整好预留高度,采用相应高度的垫块,将熨平板拉紧并放置在木垫上;使熨平板处于正确的标高位置,施工工程中,摊铺机螺旋送料器应连续传动两侧应保持有足够的混合料,摊铺速度均匀、缓慢、连续;摊铺机驶离横缝之后用搂耙清除接缝范围内过最的混合料,碾压时按要求先横向碾压再纵向碾压。
1.2表面波浪
沥青路面产生表面波浪,降低了路面的平整度和密实度,从而影响沥青路面的使用性能。产生表面波浪有长短之分其原因也各不相同。短波浪产生的原因:摊铺机熨平板前方混合料数量的变化,引起熨平板上下的变化熨平板处于不良机械状态,如熨平板松弛或控制联结装置间隙过大等混合料软弱或混合料温度及组成的变化会导致混合料劲度的变化。特别是混合料软弱和混合料设计不合理时,在碾压过程中,压路机会推动混合料使其移位,形成短波。产生长波浪的其它原因主要有以下几种:一是摊铺机进料器活门安装不正确或是在每次添加混合料时摊铺机的漏斗和刮板输送器空车运行;二是沥青混合料的设计不合理,混合料的离析和材料变异性造成长波浪产生;三是碾压过程中压路机突然转向、倒车或压路机停在热的路面上。
防止沥青路面表面形成波浪的措施:尽可能保持摊铺机熨平板前方的混合料数量和劲度的一致。在摊铺机向前移动过程中保证刮板输送器和螺旋推运器能够连续输送混合料的时间不少于90%,最好是连续运转。严格将混合料的温度、级配控制在允许范围内,防止混合料离析。在施工过程中,操作人员应严格按规程操作,并随时注意观察和检测消除人为因素和机械因素造成的表面波浪。
1.3表面微裂
表面微裂通常是横向的细小裂缝,一般发生在碾压过程中。表面微裂有三方面的原因:一是下承层强度不足,造成面层碾压时发生过大表面弯曲,形成细小裂缝;二是沥青混合料本身缺陷造成的.如混合料中结合料、水分过多,中间粒径的集料过多,细集料过少等;三是压实时的温度控制不佳,碾压温度过高混合料的流动性增强,形成波纹,过低的温度碾压时混合料发硬变脆,易开裂。
解决措施:改善沥青混合料的特性,如沥青含量、含水量、拌和温度适宜,特别注意细集料的用量。对较软弱的混合料混合料必须降到适宜的温度时才能碾压,通常出现发裂后很难获得足够的密度,相应的临时措施是在混合料的组成改变之前利用振动压路机或轮胎压路机进行预压。
1.4推移现象
推移现象通常出现在沥青面层的碾压过程中,同时有微裂缝产生,多发生在压路机倒车处。产生推移的原因与产生微裂缝的原因基本相同。防治混合料推移的措施是:提高混合料在压实时的内在稳定性。为此可以采用降低混合料流质的含量,提高集料颗粒之间的摩阻力,改变集料级配以及提高混合料中多角的碎石颗粒含量的方法.来提高混合料内在的稳定性。
2运营中的病害及处治措施
沥青路面使用中长期受荷载、环境等多种外界因素的影响,运营一段时期后,沥青路面会出现不同情况的病害。沥青路面使用期出現的病害类型较多,可分为两类:开裂类和变形类。
2.1路面开裂
影响沥青路面裂缝的主要因素有:沥青质量和沥青混合料的性质、基层材料的性质、气候条件、交通量的大小和通行车辆的类型以及施工质量的影响等。沥青路面的开裂可分为两大类:一类是由行车荷载的作用产生的结构性破坏裂缝,另一类是由沥青面层温度变化产生的温度裂缝,包括低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝。结构性破坏裂缝是在荷载作用下,路面结构层底部产生的拉应力大于材料的抗拉强度时,产生的这种裂缝在荷载反复作用下逐渐向沥青面层扩展导致面层开裂。温度裂缝以横缝居多也有大块状裂缝和纵缝产生主要发生在寒冷地区和温度变化频繁的地区在寒冷地区.气温大幅度下降时路表面与路面底部形成温差,路表产生较大的温度应力,当温度应力大于路面材料的抗拉强度时。
路面开裂的维修方法较多如灌油修补法、乳化沥青稀浆封层法、沥青混合料罩面法、裂缝处再生法和大面积裂缝油面的再生法等可以根据裂缝不同的情况进行选用。对于单一或小面积的裂缝适宜采用灌油修补法和裂缝处再生法。在灌油前将裂缝壁进行加热处理效果会更好。裂缝处的再生法目前运用也比较普遍,该种方法是将裂缝周围的一定范围内的路面进行加热处理,再用油壶倒入适量的沥青,掺入一定量的砂或石屑就地进行人工拌和,使裂缝周围上下形成汗油量较大的新的混合料。如果开裂面积比较大,采用乳化沥青稀浆封层法、沥青混合料罩面法、大面积裂缝油面的再生法等方法来进行处治是很有用的方法。乳化沥青稀浆封层法是将配制好的乳化沥青与一定集料形成的稀浆用专制的封层机铺在旧油路上,乳化沥青渗入到裂缝中,破乳后水分蒸发,达到修补裂缝的目的。沥青混合料罩面法裂缝情况很严重时使用的方法,常将标准的中粒式、细粒式沥青混凝土做罩面材料,厚度在1.5cm一4.Ocm,施铺前旧路面需要洒粘层沥青。大面积裂缝油面的再生法是用加热车对旧路面实施两次加热,使表面裂缝深处全部软化,喷洒一定数量的再生剂和稀沥青后与掺入的适量的骨料实施就地拌和,然后进行碾压成型。
2.2路面变形
路面变形类的病害很多包括车辙、推移、坑槽、沉陷、拥包、波浪等。产生路面变形的原因很复杂,包括沥青质量和沥青混合料的性质、基层材料的性质,气候条件、交通量的大小和通行车辆的类型以及施工质量的影响。
① 车辙
沥青路面车辙的产生原因为路面强度不足造成轮道下陷,或是路基强度稳定性不够在车辆荷载的反复作用产生垂直及侧向变形而形成的。当车辙较小可采用热再生技术设备进行修补中等程度的车辙推移,可先将车辙处的各层进行铣刨,用与原路面相同的材料重新摊铺面层的方法。另外车辙的修补也可以用乳化沥青稀浆封层法、沥青混合料罩面法来处理。
② 拥包
拥包波浪在横向和纵向都可能产生,先是以波浪形式出现,变形严重时形成拥包。其形成原因是沥青面层稳定性不好,或是与基层间的粘结强度不足,在车辆刹车或加速时路面产生水平剪力造成路面呈现波浪变形,进而形成拥包。轻微的拥包波浪,可采取铲高补低的措施修复,严重地段;高差大于5cm时,必须处理路基和改善排水条件,同时重新铺磨耗层的混合料。
③ 坑槽
坑槽产生的主要原因一是由于沥青的老化、沥青混凝土中沥青含量不足、压实度不够或沥青与粒料的粘结不好遇水产生剥落,经过荷载的共同作用逐渐形成坑槽;另一原因是路面局部出现大面积龟裂,在车辆荷载和雨水等因素的影响下形成坑槽。修补工艺为:在沥青路面病害处放样开槽,清扫坑槽使槽内槽壁无尘土杂物后,按0.5kg/m2粘结油刷好坑底槽壁,粘结沥青用50%的改性乳化沥青,然后将混合料摊铺在槽内压实,虚铺厚度系数按1.35~1.45计,压实后撒一些养护料,即可放行通车。
④ 沉陷
沉陷的产生往往是由于路基密实度不均匀或路基土质不均匀,通车几年后路面出现局部沉陷;另一种沉陷是出现在桥头与路基相接处,这主要是桥梁与引道的基础材料性能不同,不均匀沉降引起。如果沉陷严重,整个路段需要全部翻修,先对路基和基层进行补强,再重新铺沥青面层并碾压成型。
3结语
沥青路面在施工和使用期间会产生不同的病害,加强施工过程控制,以预防病害的发生;沥青路面运营过程中出现的病害,应根据具体情况,采用不同的处理措施,确保沥青路面的路用性能。