一 常見瀝青路面病害類型
道路瀝青路面的病害產生是多種因素綜合作用的結果,其種類繁多,但主要表現為裂縫、車轍、沉陷、 坑槽、泛油和油斑、路面推移等。 1.裂縫:①橫向裂縫。橫向裂縫是指垂直于路線方向的有規則的裂縫, ②縱向裂縫。縱向裂縫是指跟路線走向平行或基本平行的裂縫。 ③交叉裂縫。兩條或兩條以上相互交叉的裂縫稱為交叉裂縫。 2.車轍:是車輛在路面上行駛后留下的車輪永久壓痕。 3.沉陷:指的是路基壓實度不夠或構造物地基土質不良,在水、荷載等因素作用下產生的不均勻的豎向 變形 4.坑槽:路面坑槽指的是在行車作用下,路面骨料局部脫落而產生的坑洼。 5.泛油和油斑:一般指因表面活性劑破乳后在織物表面沾附的油污,如消泡劑、柔軟劑等含有有機硅的 陰離子表面活性劑比較容易出現破乳的現象.去除的話需要專門的去硅劑. 6.路面推移:主要是指混合料在道路的縱向發生位移,它可能是在施工期間發生或者是在道路通車一段 時間后產生,尤其在高溫天氣下。 二.病害形成的原因 1.裂縫:(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路幅。裂縫 一般比較規則,每隔一定的距離產生一道裂縫,裂縫間距的大小取決于當地的氣溫和瀝青面層與半剛性 基層材料的抗裂性能。(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,因為高速公路交通渠化分明,輪跡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會明顯增多,超車道上荷載較 小,交通量相對較小,縱向裂縫也較小,縱縫縫寬一般在5~10mm,靠近標線或位于車道中央,且綿延 幾十米,甚至數百米。常以單條裂縫形式出現。產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,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度 不均勻或由于路基邊緣受水侵蝕產生不均勻沉陷而引起。(3)網狀裂縫:裂縫縱橫交錯,縫寬1mm以上 ,縫距1000px以下,1m2以上。(4)反射裂縫:主要是因為軟基路段不均勻沉降引起的裂縫直接反射到 瀝青路面。另外,行車荷載的作用加速裂縫的發展。 2.車轍:車轍一般是在溫度較高的季節,瀝青面層在車輛的反復碾壓下產生永久變形和塑性流動而逐漸 形成。它通常是在伴隨瀝青面層壓縮沉陷的同時,出現側向隆起,二者組合起來構成的。路面的永久變 形主要發生在瀝青面層中。因此,為了延緩車轍的形成,主要應從提高瀝青面層材料的高溫穩定性來著 手考慮。此外,車轍的嚴重程度與瀝青面層的結構組成和配合比有極大關系,ⅱ型瀝青混凝土路面自身 的抗車轍能力比ⅰ型好的多。上海市中心城區的瀝青路面車轍病害也較普遍,大部分集中在公路交叉口 ,車輛來往多,高溫天氣路面下受碾壓嚴重更容易出現車轍,修補更換新的瀝青混凝土后,但未經嚴格 保養就投入使用,在新的碾壓下又會出現車轍,往往出現惡性循環。根據濕熱地區高速公路建設和養護 的實踐分析了瀝青路面常見病害的各種成因,提出了各種病害的處治方法,并對我國今后高速公路建設 、設計、施工及管養等方面提出了一些建議。瀝青路面因具有地質條件適應性強、行車舒適、維護方便 等優點而被廣泛用于高速公路。在高速公路通車后,因行車荷載作用、外界環境影響以及設計、施工中 存在的不足,瀝青路面會逐步出現多種路面病害。 3.沉陷:瀝青黏度小會影響瀝青與礦料的黏附性。同時若瀝青混 合料的油石比太小,或在瀝青加熱和瀝 青混合料拌制過程中溫度太高致使瀝青過溫,都會引起瀝青混合料的瀝青膜相對變薄,抗變形能力降低, 脆性增加,空隙率偏大。這些都會導致瀝青膜暴露太多,瀝青的老化作用加快,同時滲水性加大,進而加快 水對瀝青的剝落作用,最終在車輛荷載作用下引起路面開裂、沉陷。 4.坑槽:瀝青路面坑槽的產生往往都有一個形成的時間過程,開始時是局部裂縫進而龜裂松散,在行車 荷載和雨水等因素下逐步形成坑槽。常見原因主要有以下幾種:(1)路面厚度與壓實度不夠性坑槽 面層鋪筑過程中易出現壓實度不足,造成面層內部孔隙率較大,使得瀝青混合料粘結力、防水性能下降 ;拌和廠離施工現場較遠,運距過長,運輸途中瀝青混合料熱量損失較大,運至現場后溫度不能滿足鋪 筑要求; 路面下基層局部標高控制不嚴,導致瀝青上面層個別地方厚度不夠,在行車作用下,該處首 先破損,形成坑槽。(2)粘結層不牢坑槽 混合料拌和攤鋪時,下層表面含有泥、灰等雜物,使上下 層不能有效粘結,而形成坑槽,如橋面上形成的坑,這類坑槽修補二次損壞頻率較高,一般應在底層先 打入砼上面層再用瀝青料填補修復。(3)水損害性坑槽這種坑槽是瀝青混凝土路面早期破壞中最常見 的坑槽,水損害破壞往往是從瀝青面層的中面層開始的。水分進入瀝青路面,滯留在中面層,當集料與 瀝青膜剝離后,瀝青混合料不再是一個整體,集料在荷載的作用下,對基層產生了力的作用,基層的局 部松落形成灰漿,從路面的縫隙向上擠出來,在瀝青路面上形成白色的唧漿。如此循環不斷,形成了水 損害性坑槽。(4)運營期間車輛造成的坑槽 柴油、機油滴漏在路表面上,瀝青被稀釋后,粘結力降 低,集料散失形成坑槽;鋼圈或車輛運輸的重物,刮撞形成的坑槽;千斤頂頂出的坑槽以及火燒形成的 坑槽。(5)基層、底基層損壞產生翻漿形成的坑槽 5.泛油和油斑:泛油和油斑這兩種病害產生的最主要的原因是混合料離析。混合料發生離析時,粗集料 和細集料分別集中于鋪筑層的某些位置,使瀝青混凝土不均勻、配合比級配與原設計不符,混合料失去 原設計達到的粘接力就形成了路面推移,而混合料的不均勻還會導致集料和瀝青分離,瀝青集中到一處 形成泛油和油斑。 6.路面推移:瀝青混凝土面層推移,主要是混合料在道路的縱向發生位移,它可能是在施工期間發生或 者是在道路通車一段時間后產生,尤其在高溫天氣時行車荷載的作用。 三、各種病害的處理方法 1.裂縫:根據《瀝青路面施工及驗收規范》(gb50092)要求,按本地區氣候條件和道路等級選取適用 的瀝青類型。以減少或消除瀝青面層溫度收縮裂縫。采用優質瀝青更有效。 (1)合理組織施工,盡量避免冷接縫。對于冷接縫的處理,應先將接縫處沿邊緣切割整齊、清除碎料 ,然后預熱軟化接縫處,涂刷乳化瀝青,再鋪筑新混合料。碾壓時,壓路機在已壓實的橫幅上,鋼輪伸 入新鋪層375px左右,每壓一遍向新鋪層移動15-500px,直到壓路機全部在新鋪層為止。對于縱向裂縫 ,如分幅攤鋪時,前后幅應緊跟,上、下層的施工縱縫應錯開375px以上,攤鋪時控制好松鋪系數,使 壓實后的接縫結合緊密、平整。 (2)瀝青路面攤鋪前,對下臥層需認真檢查,及時清除泥灰,處理好軟弱層,保證下臥層穩定。在舊 路面上加鋪瀝青路面結構層前,須銑削原路面后再加鋪,以延緩反射裂縫的形成。 (3)在路面出現微小裂縫時就必須及時處理整治。對于細裂縫(2-5mm)可用改性乳化瀝青灌縫。對大 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、縫邊碎粒、垃圾,并 使縫內干燥。灌縫后,表面撒上粗砂或3-5mm石屑。對裂縫很大的情況,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 穩定結構層時,應將其鏟除;如因結構層積水引起網裂時,鏟除面層后,需加設將路面滲透水排除至路 外的排水設施。 2.車轍:主要是提高混合料的高溫穩定性。近幾年來的改性瀝青混合料的生產施工實踐證明,采用改性 瀝青混合料是防止或延緩路面產生車轍的有效方法。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,感溫性能穩定,瀝青軟化點提高,針入度提高,耐老化性能提高,從而也相應的提高了瀝 青的高溫穩定性和抗車轍能力。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,包括抗養化劑、抗剝落劑等。從改 性瀝青混合料生產實踐中可知,pe對改善瀝青混合料的高溫穩定性效果明顯,而eva對改善瀝青低溫延 度方面效果明顯。 3.沉陷:為了避免沉陷的發生,可采取以下措施:①選用符合“交通道路石油瀝青技術要求”的瀝青,或 采用實踐證明行之有效的改性瀝青。②采用適當的瀝青層厚度,或在瀝青面層與半剛性基層之間設12~ 375px的碎石過度層。③在半剛性基層頂面或瀝青層之間設置各種土工合成材料,或者提高瀝青混合料的 抗拉強度和抗變形能力。④加強路基路面的養護及重視工作。 4.坑槽:瀝青路面早期破損的防護通過以上分析,可看出瀝青混凝土路面早期破損與瀝青混合料、路面 施工、交通氣候條件的全部或部分有聯系,而交通氣候條件是客觀存在的,所以瀝青路面早期破損防治 應以路面施工和瀝青混合料兩個方面考慮。 (1)嚴格控制瀝青混合料質量 ①選取具有具有良好的高低溫性能、抗老化性能、含蠟量低、高粘度的優質國產或進口瀝青。選用骨料 應選用表面粗糙、石質堅硬、耐磨性強、嵌擠作用好、與瀝青粘附性能好的集料。 ②選擇合理的混合料級配。混合料級配是瀝青混合料的高溫穩定性和疲勞性能、低溫抗裂性,路面表面 特性和耐久性的保障。為提高瀝青路面使用性能可以考慮以下兩個途徑:第一是改善礦料級配,采用瀝 青瑪蹄脂碎石混合料(SMA)。第二是改善瀝青結合料,采用改性瀝青。 ③嚴格控制瀝青混合料的拌和質量,拌合過程中發現“糊料”或“離析”等異常情況應立即進行處理; 加大馬歇爾試驗頻率,嚴格控制瀝青混合料的油石比、穩定度、流值等指標,必要時對混合料進行特殊 配合比設計。 (2)按設計完成施工 施工質量控制不嚴,早期破損必然出現。所以瀝青路面施工必須按全面質量管理的要求,建立健全有 效的質量保證體系,實行目標管理、工序管理,明確責任,對施工全過程,每道工序的質量要進行嚴格 的檢查、控制、評定,以保證其達到質量標準,具體要抓好以下幾方面: ①保證基層頂面粗糙度。 改善基層材料級配,增加粗骨料,提高大中粒徑集料含量;控制最佳含水量,改進碾壓方法,避免過振 過濕,不能使基層頂面形成灰漿硬殼,不能用細料進行壓實后找平。對細粒土類的半剛性基層,必要時 可以采用頂面栽釘等辦法加強基層頂面粗糙度。 ②合理灑布透層油、粘層油。在進行各層鋪筑前,必 須保持頂面清潔。根據近年來的施工經驗,對于水泥穩定類半剛性基層,透層油應以慢裂型乳化瀝青為 宜。用瀝青灑布車噴灑時,應保持穩定的車速和噴灑量,不能流淌和形成油膜,更不能有空白,并立即 撒布石屑或粗砂,用鋼筒式壓路機穩壓一遍,將多余的浮料掃走。對舊瀝青路面罩面,必須灑布粘層油 粘層油應有較好的粘附性,腳踏有明顯的粘附感,整個面層取芯后不易分離。對于干線公路可以設置I 型稀漿封層作為粘結層,實現層間結合與防水的雙重作用且不需要封閉交通。③提高面層攤鋪質量。在 攤鋪混合料時,運距不能過遠,攤鋪溫度應控制在130℃-150℃為宜,攤鋪厚度均勻,壓實設備數量應 配套,速度控制在2m/min左右,碾壓遍數不能太少,以免混合料孔隙過大;一般不能進行補料,尤其是 下面層;基層雨后潮濕未干,不得攤鋪,更不得冒雨攤鋪;縱向、橫向接縫應緊密、平順,各幅之間重 疊的混合料應用人工鏟走。 5.泛油和油斑:提高混合料在壓實后的內在穩定性,適度降低瀝青和細集料的含量,提高混合料中多角 碎石顆粒的含量,施工攤鋪時盡量避免攪拌不勻的現象,如出現時可采用人工局部挑出。 6.路面推移:出現路面推移情況時只能局部鏟除,采用符合要求的新混合料攤鋪,并與周邊的混合料結 合緊密。