王燕重

(唐山远大实业集团有限公司)

1 高速公路路面病害成因

1.1 裂缝形成的主要原因

(1)地基沉降。

有些路段处于丘陵低洼或河谷处,地基含水量较高,但在设计及施工时没有做适当处理,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。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,形成裂缝。

(2)施工不当。

路面结构设计不合理导致施工厚度不足。无机结合料稳定层没有拌和到底,在底部留有素土夹层,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,都会造成裂缝。

(3)渗透破坏。

中心分隔带、路表、边坡等渗水,使局部路基受水浸泡后承载力值降低,在动静荷载的作用下,路基滑动产生裂缝,如果填料为弱膨胀土,在施工中未做适当处理,渗水后含水量变化,可能会导致裂缝产生。

(4)温度变化。

温度变化引起的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。

1.2 坑槽形成的主要原因

(1)水渗透。由于水渗透形成坑槽是高速公路路面病害的最常见的现象之一。雨水由沥青路面大空隙或破损处渗入,停留在基层表面上,在行车荷载反复作用下冲刷半刚性基层的细料并逐渐形成灰浆,使沥青面层与基层脱离,灰浆被行车荷载挤压,通过面层裂缝或面层混合料中的空隙唧到表面。在产生唧浆的位置,沥青面层产生网裂,接着一些碎裂的小块面层或基层材料被车轮带走,而逐步形成坑洞,并不断的扩大,最后形成坑槽。

(2)油污渗透。车辆修理或机动车用油渗入路面,污染使沥青混合料松散,经行车碾压后也可能逐步形成坑槽。

1.3 车辙形成的主要原因

(1)行车荷载。车辆按规定正常在行车道行驶,使得高速公路的交通渠化现象非常突出,高速公路交通量大,受超重车影响大,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并逐渐形成不同程度的车槽。

(2)施工质量不过关。因基层的厚度不足或因基层材料、施工、养生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)高温作用。由于沥青混合料是一种弹塑性材料,如沥青、矿料的选材不当或混合料组成不当会导致沥青混合料的高温稳定性相对较差、抗塑性变形能力降低,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。

1.4 泛油形成的主要原因

(1)混合料配比不当。混合料中沥青用量过多或空隙率过小,在车辆荷载反复作用下,多余沥青由下部泛到路表形成泛油。细料含量过少,混合料比表面积较小,则沥青用量相对较多,也易出现泛油。

(2)粘层油用量过多。喷洒过多粘层油和洒布不均匀也会出现局部泛油现象。

(3)施工质量较差。摊铺时混合料产生离析,局部细料过分集中,也易泛油。

(4)水渗透。雨水渗入使下层沥青与石料剥离,在水作用下沥青膜剥落,上泛引起表层泛油。

2 高速公路路面病害防治要点

2.1 裂缝的防治措施

预防裂缝产生的主要措施是处理好地基,若路基分层填筑和压实度较好,使路基尽可能均匀,在预先采取措施防止地表面水渗入地基的情况下,可以大幅度减少裂缝的数量,同时显著延缓裂缝出现的时间。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,首先将缝隙刷扫干净,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。如纵缝进一步扩大,出现啃边、错台且裂缝宽大于 5mm时,则需铣刨上面层和中面层,并对裂缝先行填实,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;如横向缝宽在 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。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范围内开槽,挖除上面层,先将裂缝填实,然后沿横缝加铺玻璃格删,重新摊铺上面层;对于龟裂情况不严重的可用玻璃纤维布罩面,对于大面积的龟裂,常加铺乳化沥青封层或在补强基层后,再重新罩面,并修复路面。裂缝小于 6mm可不留开槽直接灌缝,需用吹风机吹净裂缝;裂缝大于6mm用扩缝机扩缝,扩缝机割缝后,用空压机吹净尘屑后灌缝。灌缝后撒干水泥粉混合砂养生。

2.2 坑槽的防治措施

(1)冷补法。

首先测定坑横的深度,划出切槽修补的范围,用液压风镐切槽,用高压风枪将槽底、槽壁废料及粉尘清除干净。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。最后将预备好的热料填补至坑槽中,如厚度大于 6cm将分层填筑,从四面向中间碾压。

(2)热补法。

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 5min左右,使被修补区域路面软化。然后将预备好的热料放到被修补处,搅拌摊平,并从四面向中间碾压。用热补法进行坑槽修补,方便简单。目前施工常用的加热设备有日本JSD养护王和综合养护设备。

2.3 车辙的防治措施

首先,应选取适宜的筑路材料。选用低含蜡量的高粘度沥青,以及表面粗糙、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,在施工中要加强压实度的控制。再次,在高温季节,应严格控制大型车辆超载。车辙修复时,易采用小型铣刨机铣上面层 4cm,宽度为整个车道,洗净清理完毕后,重新铺筑上面层和磨耗层,以达到路面平整度效果。目前也可采用美国、德国等国家研究的热再生,直接运用铣刨、拌和、摊铺、碾压,配套设备修复路面车辙。

[1] 于玲,刘钢,周晓丹等.高速公路沥青路面典型病害及分析[J].沈阳建筑工程学院学报(自然科学版),2004,(1).