沥青混凝土路面常见病害及其处治措施

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沥青混凝土路面常见病害及其处治措施2007年第4期第7卷（总第25期）淮南职业技术学院JOURNALOFHUINANVOCA［ONAL&TECHNICALC0LLEGENO.4,2007VOL.7,SerialNo.25沥青混凝土路面常见病害及其处治措施孥金（淮南市公路管理局，安徽淮南232001）［摘要］沥青混凝土路面的常见病害有裂缝，坑槽，车辙，泛油等，对于裂缝应根据缝宽的不同采用热沥青或乳化沥青灌缝撒料法封堵;对于坑槽应按照”园洞方补，斜洞正补”的原则修补;对于车辙和推移可通过对路面烘烤，耙松，添加新料后压实;对于严重泛油病害可采用碎石压入法处治或铳刨原路面重新摊铺面层;对于轻微沉陷可在沉陷处喷洒粘层沥青后用沥青混合料填补，而路基沉陷严重已形成坑槽的可按照坑槽的维修方法处治.［关键词】沥青混凝土路面;病害;处治;措施［中图分类号］U418.6［文献标识码］B［文章编号］1671—4733（2007）04—0099—04沥青混凝土路而因为具有行车平稳，噪音小，适应性强，养护吋间短，维修方便等优点，而被广泛采用•但受沥青混凝土材质以及设计和施工水平的影响，沥青路面常常出现裂缝，车辙，泛油，坑槽等病 害.这些病害既严重影响行车安全,也加大汽车磨损，缩短沥青路而的使用寿命.因此做好沥青路而的养护，提高沥青路面使用性能，延长其使用寿命，是公路养护部门面临的一项重要课题.沥青混凝土路面常见病害裂缝•路而裂缝是路而早期破损最常见的病害Z—，它的危害在于从裂缝屮不断进人水份使基层甚至路基软化，导致路面承载能力下降，加速路面破坏•具体表现为横向裂缝，纵向裂缝和网裂三种.横向裂缝可分为荷载性裂缝和菲荷载性裂缝两大类•荷载性裂缝是由于路而设计不当，施工质量低劣,车辆严重超载，致使沥青面层或半刚性基层内产生的拉应力超过其疲劳强度而产生的裂缝•非荷载性裂缝是横向裂缝的主要形式，它有两种情况:沥青面层温度收缩性裂缝和基层反射性裂缝.纵向裂缝一种是由于路基压实度不均匀，路面不均匀沉陷而引起的裂缝;另一种是沥青面层分幅摊铺时，两幅接茬未处理好，在行车载荷作用下，易形成纵缝•纵向裂缝，多发于半填半挖路基处•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，而后，在纵缝间出现横向和斜向连接缝，形成缝网.松散•松散是由于沥青粘结力差，沥青用量偏少，或所用的矿料过湿，铺撒不匀，或所用的嵌缝料不合规格而未能被沥青粘牢造成病害，其面层会产生大面积松散，唧泥现象，从而导致沥青面层脱落.坑槽•坑槽是路面层的网裂，龟裂不及时养护而逐渐形成的•另外基层局部强度不足，在行车作用下也易产生坑槽•它是由龟裂和松散等其它损坏进一步发展恶化的结果.沉陷•-•般是由基层局部成形不足，强度不够，在行车载荷和自然因素等作用下形成的•对于大面积沉陷往往是由于路基（高填方地段）不均匀沉降或局部滑移而引起的•主要原因是路基压实度不足引起，特别是在一些高填方和压实困难的半填半挖路段以及构造物两端出现.剥落•如果沥青混合料中使用了中性或酸性石料，将会造成集料与沥青之间的粘附性不足，在行车荷载的作用下，集料从路而剥落，使路而形成麻而，进而可能发展成为坑槽,松散等病害;施工时混合料离析也是产生剥落的原因之一. 泛油•沥青混合料中的沥青在天气炎热时向上迁移到路面表面，而在冷天时又不存在逆过程，因而［收稿日期］2007—12—02［作者简介］李广金（1971一），男，安徽寿县人，工程师，从事公路养护工作，电话:13605542848.100淮南职业技术学院第7卷沥青积聚在路面表面，形成一层有光泽的沥青膜的现彖为泛油•沥青混合料屮沥青含量过多,空隙率较小,高温稳定性差，是产生泛油的主要原因.车辙•车辙是在行车载荷重复作用下,路面产生累积永久性的带状凹槽•主要是由于沥青混合料级配设计不合理，稳定性差或由于基层及面层施工时压实度不足，使轮迹带处的面层和基层材料在行车荷载反复作用下岀现固结变形和侧向剪切位移引起.:二病害出现的原因分析1路面设计有问题沥青面层结构选用以及混合料类型的选择是关键问题•根据沥青路面设计规范，沥青面层除应满足车辆的使用要求外，还应满足雨水不渗等要求，宜选用粒径较小，空隙也小的级配混合料，尽量采用小粒径沥青確，以提高沥青路面面层的防渗性.但有些路面的设计，采用中粗粒碇或开级配或半开级配沥青碎石的沥青路面，且在沥青面层下没有设下封层，用于防止雨水渗入，致使路基破坏.2施工方而的问题1）基层施工不规范'基层是承担面层传递的车辆荷载的主要承重层，基层的强度及稳定直接关系面层的强度和稳定性•基层施工的主要问题:基层,底基层，路面表面清除不干净•在铺筑上一结构层前,若路面结构层及路基表面的浮土，浮灰，浮砂清除不干净,在雨水作用下，浮层细料变软被行车挤压造成的高压水流冲刷成浆,进而波及到沥青面层表面;基层松铺系数（或基层标高）控制不严而导致的二次补加层，因二次补加层与下层基层无法紧密连接,自身厚度又较小,因而极易松散，进而引起沥青层的网裂,松散，坑槽等破坏;部分基层压实度不足的问 题，在最人干密度确定的情况下，基层的压实度与混合料中粗,9细集料的比例特别是粗粒料的含量密切相关，当粗粒含量很大时，即使压实度超过100%,并不表示该基层已经密实•因此，要适当增人碾压吨位,增加碾压遍数，确保基层到规定压实密度.2）不按配合比设计规范要求配料沥青混合料配合比设计也是关键问题,沥青混合料配合比设计按规范要求应经过四个阶段，即目标配合比设计阶段,牛产配合比设计阶段，牛产配合比验证阶段和试拌试铺阶段，各阶段要达到的目的都有明确的要求•在施工时,有的单位压缩两至三个阶段，有的干脆凭经验进行施工，因此，存在较大偏差，从而导致沥青混合料内在质量存在先天不足.另一方面由于目前公路建设工期较短且中标价偏低，导致碎石料不规范，材料的均质性，稳定性得不到保证，这也是导致路而出现常见病害的原因之一.3）未有效控制沥青混凝土拌合温度石油沥青拌合出场温度要求在120oc〜165oc,而实际上有些施工单位由于设备和人员素质等原因，在拌合温度控制方面时高时低很不稳定•温度过高可能导致沥青变质，没有黏性使沥青混凝土松散;温度过低,沥青混和料拌合不匀，影响级配，这些也是导致沥青路面有吋局部松散或其他病害的原因•在沥青混合料拌制完成后，从拌合厂向摊铺现场运输的过程中，空气与混合料之间的温差一般大于120oc.加上因速度形成的相对风速较高，会导致混合料温度在到达现场前有较大的下降.降温幅度由表及里逐渐减少，最严重的降温区发生在料堆表面和马槽的接触面•降温严重程度取决于运输时间，速度，气温，保温措施等因素.4）沥青混凝土的摊铺由于摊铺设备断面加宽,使沥青混合料从屮间通过胶轮输送到两侧的距离增大,致使产生离析，这种离析改变了沥青混凝土牛产配合比;其次,由于烫平板从机心向两侧悬臂较长，随着摊铺次数的增加，产生变形，对路面横坡的控制也有较大影响.另外，在混合料从运输车向摊铺机喂料斗卸料到刮料板输料的过稈中,接触面表层料，特别是两侧车厢接触面的表层料，在毎车料中最后被刮料板送到螺旋布料器,即每一车料降温幅度最大的表层”冷”料是集中被铺出的,表面料降温幅度较大，在正常的碾压过程中压实度难以达到要求，是路面发生松散，坑槽和渗水破坏的原因. 3气候的影响1）低温裂缝沥青材料在较高温度条件下具有良好的应力松弛性能，温度升降产生的变形不至于产生过大的温度应力，但当气温大幅度下降时，沥青材料逐渐发硬并开始收缩.此时半刚性基层的底部将产生拉应力，当拉应力沥青混合料的应力松弛赶不上温度应力增长，混合料劲度急剧增大•由于沥青面层在路面中是受到约束的，面层中产生的收缩拉应力或拉应变一旦超过沥青混合料的抗拉强度，沥青面层就会开裂，产生裂缝.由于沥青路面宽度有限,收缩路面结构的相互约束小，所以低温裂缝主要是横向的.2）温度疲劳裂缝这种裂缝主要发生在日温差大的地区•由于温度反复升降导致沥青面层温度应力疲劳，使沥青混第4期李广金:沥青混凝土路面常见病害及其处治措施IOI合料的极限拉伸应变（或劲度模量）变小，同时沥青的老化使沥青劲度增高，应力松弛性能降低，最终达到极限抗拉强度使路面产牛裂缝•沥青路面具有高温软化特性，尽管设计及施工中尽可能降低油石比，最大限度地利用骨料级配増大高温稳定性，但在车辆长期作用下仍要产生车辙.4水是引起沥青路面病害产牛的直接外因筑路先治水，水是公路工程和公路养护工作中首先必须解决好的主要问题，也是沥青路而早期病害引发的一个直接外因.每到春,冬季节，由于地表水的渗入，地下水位的上升，直接改变路基的湿度，使路面的强度降低，路基的承载力下降，从而导致路面病害的产生，一场大雨和儿场连绵阴雨过后，路面便开始小而积的裂缝，继而出现大而积的松散，翻浆,坑槽等现象.5超限超载车辆是沥青路面早期病害产生的另一外因公路运输车辆的超限超载是公路沥青路面早期病害产生的又一个主要外因.据资料统计:车辆超限重量的增大和其对路面的损害是呈几何倍数增长的，超限10%的货车对道路损坏会增加40%,—台超载2倍的车辆行驶一次，对公路的损害相当于不超载车辆行驶16次，一台36t的超载车辆对道路毁坏程度相当于9600辆1.8t重汽车对道路的破坏，超限超载车辆对路面结构产生破坏造成路面网裂，变形，松散，沉陷和坑槽. 6路面养护不及时，方法不得当沥青路面面层初期养护及时，得当，会延长沥青路面的使用年限，否则会缩短其使用年限.由于种种原因出现重建轻养的现象，有些地方，特别是现在的通乡通村沥青路面，有的公路修好-•年以后，从来没有人去养过，更谈不上初期养护•路面积水，水沟不通，从而导致路基承载力下降，路而岀现坑槽，翻浆等病害.有些即使在初期养护做了一些工作，但由于养护人员的养护方法不当，在沥青路面上采用人工喷油（或洒布机洒油），人工撒铺粗矿料，结果破坏了原路面的平整度,由于油石比控制不均，造成路面泛油,松散等病害.三常见病害的处治措施I裂缝的处治措施1）纵向裂缝的处治措施纵向裂缝是发生在紧急停车带或路肩部位，其形状是沿路肩边缘向内逐步扩大，呈月牙形,该裂缝容易使路基发生滑移，危险性很大，是发生在行车道部位，多为纵向条带状，裂缝两端未延伸到路堤边缘•预防纵向裂缝产牛的根木措施是处理好地基.若路基采取分层填筑，分层压实，使路基均匀，同时采取措施防止地表面水渗入地基，就可以大幅度减少纵向裂缝的数量，延缓纵向裂缝出现的时间.而纵向裂缝的处治方法应视具体情况情况而定•对于缝宽小于3mm的裂缝可不作处理，大于3mm小于.5mm的纵向裂缝，可将缝隙刷扫干净，并用压缩空气吹净尘土后，采用热沥青或乳化沥青灌缝撒料法封堵.如纵缝进一步发展，出现啃边,错台且裂缝宽度大于5rflrfl,则需铳刨上面层和中面层（铳刨宽度为裂缝两侧各lm）,并对裂缝按上述方法先行填实,沿纵缝铺设玻璃格栅，摊铺中面层，然后在中面层上沿纵向每隔5m设宽为1.2m的玻璃格栅，最后再摊铺上面层.对于尚未稳定的纵向裂缝，除按上述方法处治外，还应根据裂缝成因，采取排水，边坡加固等措施，以使裂缝稳定不继续发展.2）横向裂缝的处治措施横向裂缝是与路面屮线近于垂直的裂缝，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•贯通裂缝沿路面大致呈均匀分布•因为温度变化引起的沥青面层收缩是造成横向裂缝的重要原因，所以自由沥青含量越多，裂缝越多•因此选用符合交通道路石油沥青技术要求的沥青，控制沥青用量，精选矿料,合理组成级配，是减少裂缝的有效办法•对于横向裂缝的处治方法是:对于基层开裂引起的反射裂缝及沥青混凝土温缩等引起的 横向裂缝，如缝宽较小可不予处理，如宽度在3rflrfl以上，可将缝隙刷扫干净，并用压缩空气吹净尘土后，采用热沥青或乳化沥青灌缝撒料法封堵.如缝宽在5mm以上，可将缝口杂物清除，或沿裂缝开槽后用压缩空气吹净，采用砂料式或细粒式热拌沥青混合料填充捣实，并用烙铁封口;也可采用乳化沥青混合料填封.而对于由土基沉降引起的横向裂缝，如出现错台，啃边，裂缝宽度大于5mm以上的，则需沿横缝两侧各50-100cm范围开槽，挖除上面层，按照上述方法先将裂缝填实，然后沿横缝加铺玻璃格删，重新摊铺上面层.2坑槽的处治措施路面上岀现的坑槽,是龟裂，松散等其它损坏进步发展的结果.坑槽应在不中断交通的情况下快速修补•目前路面坑槽的修补方法分为两种，即冷补法和热补法.冷补法的操作程序是:首先测定坑横的深度，按照”园洞方补，斜洞正补”的原则划出切槽修补的范圉，用液压风镐切槽，用高压风枪将槽底，槽壁废料淮南职业技术学院第7卷及粉尘清除干净•然后用喷灯烘干槽底，槽壁，并在其表面均匀喷洒一薄层粘层油•最后将准备好的热料填补至坑槽中，如厚度大于6em将分层填筑，从四周向屮间碾压.热补法的操作程序是:首先根据坑槽修补范围确定热辐射加热板区域，将加热板调到合适位置，加热3-5min,使被修补区域路面软化.然后将准备好的热料放到被修补处，搅拌摊平，并从四周向中间碾压.3车辙和推移的防治措施车辙是在行车荷载重复作用下,路面产牛永久性变形积累形成的带状凹槽.车辙和推移降低了路面平整度，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.预防车辙和推移病害，首先，要选取合适的筑路材料•选用低针人度，高软化点，低含蜡量的高粘度沥青和表面粗糙，嵌挤作用好，与沥青粘结性能强的集料，可在一定程度上缓解车辙的形成.其次，在施工屮要加强控制压实度，是避免压实度不足引起车辙的有效途 径•再次，在高温季节，应严格控制大型超载车通行.对车辙和推移的处治方法如下：对于连续长度不超过30m,辙槽深度小于8mm,行车有小摆动感觉的，可通过对路面烘烤，耙松,添加适当新料后压实即可；当沥青面层磨损，横向推移时，应清除不稳定层,用铳创机拉毛，重铺而层；当基层或土基不稳定时，应先进行补强处理后，再修复面层；对于因基层施工质量差引起的车辙，推移，在重新摊铺面层前应先行处理好软弱基层.4泛油的防治措施预防泛油必须合理设计混合料组成比例，避免沥青用量过多;精细施工,严格控制施工质量;投入使用后注意养护，防止雨水大量渗入•具体处治方法是:对于路表轻微泛油，表面石子仍外露的路段可不作处理;对于局部施工质量差引起水损坏且出现坑槽破坏的，宜按坑槽修补方法处治;对于大段泛油严重，磨擦系数降低较多，影响行车安全的可采用碎石压入法处治或铳刨原路面重新摊铺面层.5路面沉陷的防治措施因路基不均匀沉降而引起的局部路面沉陷，若土基和基层已经密实稳定,不再继续下沉，可只修补面层•并根据路面的破坏状况分别采取下列处治措施:对路面略有下沉，无破损或仅有少量轻微裂缝，可在沉陷处喷洒或涂刷粘层沥青，再用沥青混合料将沉陷部分填补，并压实平整.因路基沉陷导致路面破损严重，矿料已松动，脱落形成坑槽的,应按照坑槽的维修方法予以处治.沥青混凝土路面一旦出现病害,维修不但费时费力，而且影响公路的正常使用.所以治理沥青混凝土路面的各种病害应以预防为主.为有效预防病害发生，必须深入研究各种病害的形成机理,预防措施和处治方法•早期预防性专业养护必须从本地区的实际情况出发,秉着科学规划，经济安全,便于操作的原则,形成沥青路而预防性养护管理规范，指导实际养护工作.公路部门必须建立健全质量保证体系，从管理部门，设计部门到施工部门，层层重视，层层控制，层层落实•只有这样,才能从根木上减少沥青路面的早期破损现象的发生，使沥青混凝土路面的质量全而提高,更上新台阶.参考文献： 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