浅析沥青混凝土路面常见病害

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浅析 沥青混凝土路面常见病害

张颖

南京大厂市政公用有限公司 江苏省南京市 210000

摘 要:沥青混凝土路面因其具有良好的平整稳定性能得到了广泛的应用。同时因施工和材料等原因,也不可避免的出现各种形式的病害。本文从沥青混凝土路面的几个常见病害着手进行成因分析,并提出相应的预防处理措施,为沥青混凝土路面的病害防治和日常养护提供一点参考。

关键词:沥青混凝土路;病害;防治;养护

一、 引 言

由于沥青的抗压性和拉伸性较好,而混凝土刚性较大,沥青混凝土路正是结合了沥青和混凝土的两种材料的特性优点,路面平整、稳定,行车舒适度高,而且施工周期短,易于养护维修,因此在道路建设领域得到广泛应用。在大量的应用案例中,随着车行量的日益增长,尤其是重型车辆的急剧增加,众多沥青混凝土路面的质量问题正在加速暴露,快速进入破坏阶段。对破损路面的养护,首先要分析病害成因,然后再有针对性的提出维修方案,这样才能避免维修后又很快损坏的局面。

二、 沥青混凝土路面的常见病害分析

沥青混凝土路面常见的病害主要为裂缝、车辙和坑槽。

(一)裂 缝

  裂缝病害主要有纵向裂缝,横向裂缝和网裂三种形式,以下分类分析。

1、纵向裂缝

  纵向裂缝的一种主要发生在路肩位置,呈月牙形,沿路肩边缘向内逐步扩大,这种裂缝比较危险,容易使路基发生滑移,危险性很大;另一种是发生在行车道部位,多为纵向条带状,两端未延伸到路堤边缘。纵向裂缝形成的主要原因有:

  (1)地基原因。有些路段处于丘陵低洼、河谷处,地基土天然含水量较高,在设计及施工时未做处理,在高填土后,由于地基承载能力的差别出现不均匀沉降,造成路面纵向开裂。

  (2)路基施工原因。如果土基施工时有路堤填料土块过大,路基压实不均匀,暗埋式构造处因构造物长度限制,路基边缘不能超宽碾压,致使路基边缘压实度不够,或者混合料摊铺时纵向施工搭接质量不好,都会造成纵向裂缝。

(3)水的渗透。中央分隔带、路表、边坡等渗水,使局部路基受水浸泡后承载力下降,荷载的作用使路基滑动产生裂缝,另外填料若为弱膨胀土,如施工中未做处理,渗水后含水量变化,也会导致裂缝产生。

建议防治措施如下:

(1)路基应充分碾压密实,高填方段应按施工方案要求严格进行分层填筑、分层碾压,加强施工管理,认真进行沉降和位移观测,待路基沉降稳定再进行下一道工序施工,半挖半填路段要做好分台阶填筑并充分压实。

(2)贫混凝土基层应保证厚度足够,水泥稳定类基层应确保厚度和弯沉符合设计及规范要求。

(3)沥青面层施工摊铺过程尽可能保证连续作业,避免停机产生冷接缝。沥青面层冷接缝应将冷缝边缘切割清干净,相邻面路幅摊铺施工时,应先加热接缝再涂热沥青,使其相邻两幅沥青层衔接更紧密。沥青面层产生纵向裂缝,将裂缝尘土杂物清除干净,用乳化沥青或溶剂沥青进行灌缝或用热沥青灌缝,再填入热沥青混合料并捣实,防止路面水渗入基层造成更严重破坏。

2、横向裂缝

横向裂缝是与路面中线近于垂直的裂缝,起初大多出现于路面两侧的硬路肩,逐渐发展而贯通全路幅。横向裂缝的成因主要有:

  (1)材料收缩引起横向裂缝。一方面在基层成型过程中失水收缩而形成规则的横向裂缝,另一方面基层材料因温度骤降而发生低温收缩开裂。这两种收缩变形使面层底面承受拉力,当拉力超过沥青面层的抗拉强度时就使沥青面层底部拉裂,并随着温湿的循环变化及行车荷载的反复作用而导致沥青面层低面裂缝。

  (2)沥青及混凝土的温缩引起的裂缝。因沥青是一种对温度变化比较敏感的粘弹性材料,温度下降时,沥青混合料逐渐变硬变脆,并发生收缩变形.当收缩拉应力超过沥青混凝土的抗拉强度时,沥青路面表面就会被拉裂,并逐步向下发展,形成上宽下窄的横向裂缝,这种温缩裂缝在北方温差较大地区初冬一般宽度为3~5mm,到严冬可加宽到10mm以上,而到春季则又缩回。

  (3)差异沉降引起的横向裂缝。在软土地基与非软土地基交界处、软土地基处理方法变化处或构造物台背与路段交接处,因地基或路基与构造物差异沉降导致基层开裂,并反射到沥青面层,形成横向裂缝。

建议防治措施如下:

  1. 路基施工应严格按照规范及设计要求进行,软土地基应换填处理,高填方路段应分层填筑、分层碾压,确保密实,防止出现不均匀沉降。

  2. 贫混凝土基层施工接缝处表面可用玻纤布粘贴,基层与沥青面层间应铺设玻纤格栅或土木织布防止沥青路面产生反射性裂缝。

  3. 沥青面层施工应根据当地气候条件、路面类型、交通量情 况选择合适标号的沥青。

(4)沥青路面出现裂缝,细微裂缝在夏季高温能自愈合可不进行处理, 裂缝较宽不能愈合时,可采用乳化沥青、灌缝胶、裂缝修复剂、贴缝带等材料进行裂缝修补处理。

3、网 裂

  网裂是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,它的初始形态是沿轮迹带出现单条或多条平行的纵缝,继续发展成为缝网。网裂主要是由于路面的整体强度不足而引起的。一方面可能是路面结构设计不合理,路基路面压实度不足;另一方面可能是由于路面出现横向或纵向裂缝后未及时封填,致使水分渗入基层,在汽车荷载反复作用下,粉浆通过面层裂缝被压到表面产生唧泥,基层表面被逐步掏空,产生网裂。另外,汽车严重超载和路表沥青老化,使基层产生疲劳破坏也是导致沥青面层形成网裂的重要原因。当沥青混合料拌和不均匀,还易造成沥青与骨料剥离形成松散现象。

建议处理网裂的防治措施:

  1. 保证路基压实度符合规范要求。沥青路面摊铺厚度小于 30mm 时,不宜采用振动压路机碾压;摊铺厚度较大时,选用高频率大振幅的压路机来提高激振力。当沥青混合料面层较薄时,压路机宜选用高振频、低振幅,以防止集料破碎,而面层较厚时,宜设置为低振频、较大的振幅,以达到压实效果。加强基层施工质量管理,采取有效措施防止基层病害导致沥青面层产生反射性裂缝。

  2. 控制沥青混合料级配离析,加强面层施工管理,控制好下承层的平整度,以确保沥青混合料摊铺温度和压实度。

  3. 沥青面层出现网裂应检查路基、基层是否破损严重,如果影响较小,可清除轻微的松散部位采取喷洒乳化沥青处治;网裂面积大、破损严重,应对基层进行补强处治再进行沥青表面处理。

  4. 对沥青面层松散部位应清除,采用热沥青混合料进行修补或热再生技术进行修复。

(二)坑槽

  路面上出现的坑槽,是龟裂、松散等其它损坏进一步发展的结果。坑槽的形成可归结为水损害和油损害两个主要方面。

  1.水损害形成的坑槽是最常见的路面病害。雨水由沥青路面空隙或破损处渗入,车辆不断驶过,产生唧泥和网裂,还带走了一些面层碎块,逐步形成坑洞,并不断扩大,最后形成坑槽。

2.油损害是指车辆修理或机动车用油渗入路面,污染使沥青混合料松散,经行车碾压逐步形成坑槽。

预防坑槽损害,首先要选用粘附性和抗老化性强的沥青,合理设计混合料级配;其次要严格控制混合料的出厂、摊铺、碾压及终了温度,确保压实度达到规范要求,确保沥青面层的厚度和平整度;再次要确保路表排水畅通,以预防为主,对裂缝、小面积松散、沉陷等作用及时科学的维修,避免其迅速发展为坑槽。

(三)车辙

  车辙是在行车荷载重复作用下,路面产生永久性变形积累形成的带状凹槽,使得路面平整度降低,当车辙达到一定深度时,由于辙槽内积水,极易发生汽车飘滑而导致交通事故。车辙形成的主要原因如下。

  1.行车荷载的影响。车辆按规定正常在行车道行驶,随着车辆荷载作用次数增加,行车道车辆轮迹处进一步压实易形成不同程度的车槽。

  2.基层施工质量差。因基层的厚度不足或因基层材料、施工、养护不当导致基层整体强度不足,由于荷载作用超过路面各层的强度,使得路表变形过大而形成辙槽和推移。

3.沥青高温稳定性差。沥青高温稳定性差、抗塑性变形能力低,沥青混凝土路面面层虽有所改善,但在高温条件下,车轮碾压反复作用,荷载应力超过沥青混合料的稳定极限,使流动变形不断积累形成车辙和推移。

建议防治措施:选用高黏度沥青或改性沥青提高混合料黏结性,合理调整矿料级配,采用骨架密实型结构;严格控制沥青用量,选用最佳沥青用量下限提高抗车辙能力。沥青面层施工应加强把控,严格控制沥青混合料的摊铺和碾压温度,加强碾压工序,采用胶轮压路机进行复压能使沥青混合料达到更好的揉搓效果,确保沥青面层碾压平整密实。对于沥青面层车辙影响深度较浅、面积较小处,可对受损面进行填补或采取罩面处理;如果车辙比较严重,影响深度较深,应对路基、基层进行修复,再重新铺筑沥青面层。

三、结束语

沥青混凝土路面病害的成因主要源自原材料自身质量、沥青混合料配比控制质量、施工质量不当、环境影响以及荷载影响。通过优化配比设计,采用新型有益的添加剂,完善施工工艺,强化施工质量管理,加强道路日常巡查力度,控制超载重交通,发现病害并及时修复,可以有效延长沥青混凝土路面使用寿命。

参考文献

  1. 许涛等.沥青混凝土路面施工质量控制措施[J].公路交通科技,2018.10

  2. 张瑞.沥青路面常见病害类型与成因以及预防对策[J].工程建设与设计,2018(09)

  3. 张礼.公路沥青路面的病害分析及养护维修处理[J].四川水泥,2017

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