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高速公路沥青路面常见病害的治理

2011-12-30罗小龙

中国新技术新产品 2011年7期
关键词:面层沥青路面压实

罗小龙

(中铁二十一局集团第三工程有限公司,云南 昆明 650200)

1 前言

随着我国经济的发展,公路交通量显著增大,交通渠化以及重载和超载现象日益突出,同时人们对沥青路面的舒适性、安全性和耐久性有了更高的期望,这对沥青路面提出了越来越严格的要求。部分沥青路面的建设水平并不如人意,甚至发生了通车头几年就不得不大规模维修车辙、开裂、泛油、坑槽等早期损坏的现象。

2 沥青路面病害成因

2.1 路面设计

2.1.1 结构设计不合理

沥青面层结构选用不当、混合料类型不合理。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,尽量采用细粒径沥青砼,以提高沥青路面面层的防渗性。对于选用中粗粒径沥青砼或开级配或半开级配沥青碎石的沥青路面,必须在沥青面层下设置封层,防止雨水渗入。

2.1.2 油路补强段的路面厚度考虑不足

在加快实现乡镇通油、水泥路路面工程,但为充分利用老路并节约土地及投资,利用旧路的线位及结构层。按照公路补强设计的一般要求和科学态度,宜先对所利用的路段状况进行客观评估,根据旧路的状况(特别是强度弯沉指标)确定利用旧路的方案及补强厚度。但设计单位没有认真细致的调查,大致给出一个补强厚度及路段桩号就草草了事,结果导致许多补强路段补强后弯沉值大于设计值,造成新路强度不足,早期破坏严重。

2.1.3 岩石路段石质类型确定有误

在路基设计中,由于没有足够的地质钻探资料,仅靠地表情况判断石质类型,容易出错。

2.1.4 路面厚度设计问题

路面厚度设计的依据是设计年限内的累计当量轴次,设计单位为了计算方便,一般将设计公路的交通量划分为一定车型的标准交通量与另一定型的非标准车交通量,然后将确定车型的非标准车的轴次,换算成标准车轴载的当量轴次,最后用设计年限内的当量轴次,计算路面设计弯沉及结构厚度。

2.2 路面施工

路面施工过程是其质量形成的关键环节。直接影响面层质量的施工环节主要是面层本身的施工、基础施工及相关联接层施工。

2.2.1 路面施工

对原材料检验不严,对沥青混合料的配合比控制不够,特别是矿粉和沥青用量不准,使沥青路面早期出现推拥、油包、松散、露骨、坑槽等。施工机械设备陈旧、不配套,使混合料的配合比计量、拌和均匀性、压实度、平整度等受到很大影响。沥青混合料加热温度过高,沥青和矿料拌和时,沥青便被矿料的高温灼焦、沥青老化,使路面强度不足,产生松散、坑槽等病害。碾压温度过高,造成温度过高的原因有两种情况:一是沥青混合料出厂温度超过规范规定的上限值;二是沥青混合料出厂温度虽然在规定的范围内,但接近高限,如果运距较短,摊铺碾压叉很及时,就会使碾压温度超过规范高限。如果碾压温度过高,混合料就压不实,就会出现推移,发生微裂。

2.2.2 基层施工

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。因此,建议此补加层用含油沥青混合料代替。

部分基层压实度不足的问题。在最大干密度确定的情况下,基层的压实度与混合料中粗、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,要适当增大碾压吨位、增加碾压遍数,确保层到规定压实密度。

3 沥青路面病害的防治

3.1 裂缝的处治

3.1.1 路面层裂缝处治

宽度小于3mm的裂缝:用路用修补胶在裂缝处涂一层,防止水的渗透。

宽度3mm-5mm的裂缝:用压缩空气吹净尘土及辅助人工清理缝中杂物后,用流动性良好的热沥青或改良乳化沥青,通过灌缝机依次缓慢向缝中灌注,直到饱满为止,并撒料封口,冷补胶涂缝防水。另外,也可用开槽机沿裂缝开槽并做必要的技术处理后,人工将砂粒式或细粒式热拌沥青混合料填充裂缝,捣实并用路用烙铁封口,冷补胶涂缝防水。

宽度大于5mm以上的裂缝:沿裂缝两侧各宽5cm开槽,挖除上面层约10cm宽,厚2cm~6cm的面层,经除尘、清理槽中杂物及缝中灌满稀释沥青后,在槽内喷撒改性沥青或改良乳化沥青粘层油,再用与原面层相同结构的沥青混合料填充、捣紧、夯实,冷补胶涂缝防水。

3.1.2 基层开裂引起反射裂缝的处治

除了按上述的修补方法进行处治外,考虑基层开裂为结构性破坏,处治裂缝宽度大的面层时,应增加土工布或土工格栅作为应力吸收层,以抑制反射裂缝再次发展。

3.2 坑槽的处治

3.2.1 局部面层坑槽处治

按照“圆洞方补,斜洞正补”的原则,修补病害范围形状要呈方形,并且四周线要与路面中心线平行或垂直;开挖病害面积要大于实际病害面积四周10cm~15cm以外;用锯缝机沿确定开挖病害范围的四周锯缝,凿除病害层,并进行清除槽底废料及杂物、浮灰等技术处理后,在槽底及四周涂刷粘层沥青;选择与原路面结构相同或接近的沥青混合料填筑,要求混合料温度不得低于120℃,整体铺筑,用较细的集料填边,逐渐向中间推进,边填料边夯实,确保压实度(高速公路、一级公路95%以上,其他公路90%以上)。

3.2.2 路面基层局部坑槽处治

按上述的要求处理好放样后,用锯缝机沿确定开挖病害范围的四周锯缝,凿除病害路面,彻底挖除基层的病害层,清除槽底废料,然后选择与原路面基层结构相同或接近的混合料填筑,分层夯实,保证压实度(高速公路、一级公路99%以上,其他公路95%以上)。若是由于水稳性不好引起的,则要采取引水及防水技术措施处理,防止水害。

在基层顶面喷撒透层油,上覆无纺土工布,接着按以上的方法进行处治。

3.3 车辙的处治

因沥青混合料质量或渠化交通而产生车辙的处治:深度小于10mm、路面与基层连接良好的,选择高温季节,热烘被修补区域路面软化后,耙松、适当添加新的混合料后,进行压实;对于车辙深度大于10mm、影响行车安全的,用铣刨机刨除4cm厚的面层,经清理废料及杂物后,喷撒粘层油后铺设土工合成材料,重新摊铺与原路面结构相同或接近的路面层,碾压密实。

因基层局部强度不足造成不均匀沉陷而引起的车辙,采取技术措施处理好基层后,参照以上的方法进行处治。

3.4 泛油的处治

对于路表泛油面积较小的,选择高温时,用加热后的铁铲或其他专用工具将泛出路表多余的油铲除,随后用碎石(石屑)压入法进行处治。

对于路表泛油面积较大、影响行车安全的,参照以上的方法进行处治。

结束语

综上所述,高速公路沥青路面的病害,不仅与设计、施工等路面形成前的环节有关,而且与路面形成后的使用、养护和管理联系紧密。因此,要解决高速公路沥青路面早期病害,延长其沥青路面的使用周期,提高投资效益,需要设计、施工、养护管理各方面按结构合理,施工方法得当,按照行业规范标准,结合工程实际,严格履行各自职能,相信这些病害的损坏程度一定会得到很大缓解。

[1]公路沥青路面施工技术规范JTG F40-2004[S].北京:人民交通出版社,2004.

[2]公路工程质量检验评定标准JTG F80/1-2004[S].北京:人民交通出版社,2004.

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