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浅谈沥青混凝土路面病害产生原因及处理措施

时间:2021-10-18 13:30 来源: 作者: 点击:

    浅谈沥青混凝土路面病害产生原因及处理措施武其学 邱风群

摘 要:通过对沥青混凝土路面常见病害的分析,揭示沥青混凝土路面病害产生的原因,并以京福高速公路泰安段路面维修为例,提出沥青混凝土路面病害的处理措施。

关键词:沥青混凝土路面 水损害 纵向裂缝 处理措施

1 概述:在高速公路的建设中,由于沥青混凝土路面具有良好的行车 舒适性,优异的使用功能,建设速度快及维修方便等优点,所以,我国的绝大部分高等级公路都采用沥青混凝土路面。但现有高速公路的有效服务时间普遍未能达到其设计使用年限。常常由于沥青混凝土面层的水稳定性不足和半刚性基层的裂缝破坏,使 高速公路在通车3~5年便出现明显的坑槽、松散、沉陷、翻浆等现象。为此有必要对沥青混凝土路面病害进行分析和研究,制订一些切实可行的处理措施以便延长其使用年限,更大可能地减少因维修而增加的费用。笔者依照公路工程现行有关规范并结合京 福高速公路泰安段病害调研资料和处理方案,阐述其产生的原因及处理措施,以供公路界同行们在处理沥青混凝土路面病害时参考。

2 沥青混凝土路面病害原因分析

2.1 客货流量大,超载严重

高速公路作为高等级公路,由于它的快速,通畅,安全,舒 适,越来越被人们认可,因此大量客货车纷纷涌向高速路,致使车流量远远超出设计。由于经济利益的驱使,车辆的超载日益严重,这是造成路面早期破坏比较严重的原因之一。

2.2 路面水损害

2.2.1 中央分隔带防渗设计不完善

中央分隔带渗水,一方面是中央分隔带未采取防渗处理措 施,有的虽有防渗土工布,但由于后来因施工等方面的原因致使其密封不严,水乘其渗入,进而侵入路面内部,造成水损害。另一方面是中央分隔带的绿化树木吸水,其发达的毛细树根渗入路面结构层,进而使水渗入路面内部,造成水损害。

2.2.2 沥青膜脱落渗水

沥青混凝土路面的水损害,一方面是沥青混凝土路面在水或 冻融循环的条件下,由于汽车车轮动态荷载的作用,进入路面空隙中的水不断产生动水压力或真空负压抽吸的反复循环作用,水分逐渐渗入沥青与集料的界面上,使沥青粘附性降低并逐渐丧失粘结力,沥青膜从集料表面脱落(剥离),沥青混合料出现掉粒、 松散,继而形成沥青混凝土路面的坑槽、松散等损坏现象;另一方面是沥青混合料自身抗水损坏能力的好坏,它主要取决于矿料的性质,沥青与矿料之间相互作用的性质,沥青混合料的空隙率及沥青膜的厚度等。

2.3 路面纵向裂缝

2.3.1 路基推移产生裂缝

填方路段,因材料未经过特殊处理或处理不完善,压实厚度过厚,压实度不够等原因,致使路基在重车荷载长期作用下,使之产生变形,形成裂缝,并反射到路面结构,形成路面纵向裂缝。

2.3.2 基层纵向裂缝

在基层沥青混凝土路面结构中,基层受到来自底基层(或垫 层),自重和相邻板的约束。由于基层是水硬性材料,在失水干燥的过程中会产生收缩变形,进而产生收缩应力;在温度变化过程中,会在其中产生温度应力。在干缩应力和温度应力的共同作用下,基层即产生裂缝。由于温度和湿度的变化,基层中的裂缝会 随之扩展或缩小。而由于交通荷载的作用,会使裂缝竖向错动。在温度与交通荷载的综合作用下,裂缝会逐渐向上层延伸,最终贯通整个沥青混凝土面层。

3 沥青混凝土路面处理措施

3.1 轻微纵向、横向裂缝或局部施工接缝的处治方案

3.1.1 病害特征:

路表面上出现的纵向、横向裂缝或路面专项挖补后留下的施 工接缝,但裂缝处无局部沉陷、龟裂、翻浆等病害现象。

3.1.2 处置措施:

路面病害的处治:①对于需罩面部分的无支缝轻度顺直裂缝 (缝宽≤5),用专用路面补缝机采用改性沥青聚合物进行“T”

型封闭处理。②对于有支缝的重度裂缝(缝宽&t;5),应采用路 面局部挖补的方式进行。沿裂缝处轮廓线分台阶切除15c深的旧路面层,宽度不低于压路机的轮宽,对基层裂缝用3以上厚度的“高分子抗裂贴膜”进行贴缝,贴缝前涂专用底层油,并在晴天进行施工,贴缝宽度视裂缝外轮廓线宽度而定,封层施工完成后分别铺筑6c厚粗粒式沥青混凝土(AC-25)下面层和5c厚(AC-20)中粒式沥青混凝土中面层及4c厚细粒式沥青混凝土(AK-13)上面层。挖补坑槽的上面层的侧面喷涂XJB粘结液 (改性沥青聚合物密封材料),以防止雨水的渗入,中、下面层的侧壁喷涂乳化沥青粘层。“高分子抗裂贴膜”应耐高温,并具有 较好的柔韧性,以防止裂缝向上反射。③对于铣刨掉面层的上基层较轻裂缝,用2~3厚的“高分子抗裂贴膜”进行贴缝,贴缝宽度视裂缝外轮廓线宽度而定,裂缝处理完后,再进行封层的施工。④对于铣刨掉上基层路段的上基层部分,需做排水处理的路 段,横向排水管完成后,采用沥青碎石填充,不做排水处理的路段,采用C25 砼填充,基层与砼的接缝用“高分子抗裂贴膜”进行贴缝。

3.2 轻度沉陷、龟裂、车辙、坑槽麻面的处治方案

3.2.1 病害特征:

路表面下沉变形深度≤25c或路表面轻度龟裂、裂块块度20c以上。路表整体强度满足要求,基层完好无破坏或损坏轻微,基层和土基已密实稳定,病害不会进一步扩展。

3.2.2 处置措施:

分台阶挖除病害范围内的沥青路面结构层或按一个车道挖除 沥青路面层,检查路面基层的状况。若基层完好在洒布封层后,铺筑6c粗粒式沥青混凝土(AC-25)下面层和5cAC-20中粒式沥青混凝土中面层及4c细粒式沥青混凝土(Ak-13)上面层恢复至路表面。挖补坑槽的上面层侧面喷涂XJB粘结液(改性沥青聚合物密封材料),中、下面层的侧壁喷涂乳化沥青粘层。若基层破损则采用重度病害的处理方案。

3.3 重度沉陷、龟裂、车辙、翻浆的处治方案

3.3.1 病害特征:

路表面变形明显,下沉深度&t;25或路表面裂块破碎,裂 块块度小于20c或沿轮迹带方向变形较深,或病害处有泥浆挤出,路面污染严重等。

3.3.2 处置措施:

车道挖除路面面层,挖除断面为台阶式,检查基层状况。若 基层破损严重应挖除上基层,横向排水管完成后,洒布封层,铺筑大粒径沥青混凝土(A-30)进行处理,然后再分别铺筑6cAc-25粗粒式沥青混凝土下面层、5cAC-20中粒式沥青混凝土和4cAk-13细粒式沥青混凝土上面层至原路面标高。沥青混合料铺筑前,基层侧壁涂热沥青,中、下面层侧壁涂刷乳化沥青,上面层侧壁喷涂3~5厚改性沥青聚合物密封材料。

4 结束语

高等级公路沥青混凝土路面病害有许多种,本文仅讨论了造 成路面损害的主要两种形式:水损害和纵向裂缝。为提高高速公路使用率,更好发挥其快速,高效的性能,必须从根本上解决造成病害的原因。只有这样,才能使高速公路更好的服务于社会,为社会创造更大的经济效益。

摘自《工程建设机械》

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