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公路沥青路面病害及养护施工技术研究

2021-01-17张韩超河北光太路桥工程集团有限公司

环球市场 2021年30期
关键词:车辙面层压实

张韩超 河北光太路桥工程集团有限公司

沥青路面是一种常见的路面结构形式,伴随时间的不断延长,在行车荷载和自然因素作用下,沥青路面容易产生病害问题,采用合理的措施方法能够有效延长公路的使用寿命。

一、沥青路面病害概述

沥青路面最常见的病害有裂缝、坑槽、车辙、松散等,严重影响道路安全。由于地下水入渗、道路失稳以及道路荷载引起的不均匀变形,道路会部分坍塌,导致局部道路分离。沥青混合料轧制过程在荷载的影响下,会产生一定的流动和应力松弛,导致塑性变形,沥青混合料的应力超过其弹性极限时,会形成坑槽结构。裂缝是沥青混凝土表面最常见的病害之一,可分为横向裂缝、垂直裂缝、网格裂缝和反射裂缝四种类型,横向裂缝通常是规则的,大多垂直于道路中心线,宽度可变。

二、公路沥青路面病害分析

(一)裂缝

裂缝会导致渗水问题,对面层和基层产生危害,影响路面承载能力。在公路沥青路面中,裂缝形式包括纵向裂缝、横向裂缝、块状裂缝等,这里主要对纵向裂缝和横向裂缝进行分析。纵向裂缝产生原因:(1)路基填筑材料质量不达标,在路基土吸水膨胀的影响下,产生开裂;(2)纵向加宽不达标、碾压施工质量不合格,导致加宽位置与原路基沉降差异较大,产生纵向裂缝;(3)部分超载车辆行车碾压。横向裂缝产生原因包括:(1)选择沥青材料时没有考虑技术要求和气候条件,导致沥青面层收缩及温度疲劳应力超过抗拉应力;(2)施工接缝处理不当,接缝位置不合理;(3)在半刚性基层施工中,没有做好水泥用量和施工质量控制,出现收缩裂缝;(4)在对桥梁、涵洞等结构部分进行回填时,没有严格依照技术要求进行施工作业。

(二)松散

沥青路面一旦发生松散病害问题,便会影响路面的使用年限以及安全性,导致沥青路面稳定性不足,严重者还会出现沉降、塌陷等,对行驶车辆的安全性产生威胁。除此之外,沥青路面施工中,若是路基填筑中风化的碎石颗粒较多,便会在积水影响下,出现不同程度的脱落现象,加之行驶车辆磨损,此部分路面的沥青材料逐渐减少,增加松散问题的严重性。

(三)坑槽

坑槽是指沥青路面长期使用后,地基或表面骨料脱落,造成坑槽较多的现象。由于沥青路面排放概率低,发生坑槽病害的原因主要是基层之间混合的普通沥青混合料渗漏,沥青与骨料的连接能力会大幅度降低,导致骨料颗粒的缓慢释放,最终形成坑槽。另一种类型的坑槽是压实不足引起的,通常是沥青混合料在沥青铺装过程中凝聚力不足造成的,在大车流动条件下,沥青混合料逐渐减少,出现坑槽。此外,由于施工时严格控制标高,导致铺装厚度不一致,在较大的压力下,部分沥青混合料被挤压形成相应的坑槽。

(四)车辙

车辙是高速路面上行车道中沿车轮轮迹产生的纵向带状凹槽型变形,经调查后发现车辙深度主要集中在行车道处,车辙深度主要集中在10mm~12mm 之间,纵向长度最长可达1.2km。车辙病害会导致路面整体平整度下降,严重者会导致路面发生横向撕裂进而产生纵向裂缝,致使病害进一步发展,影响高速行车的舒适性,甚至会影响行车安全。

三、沥青路面常见病害的防治措施

(一)施工准备

施工前,须详细检查进场材料的质量证明文件,比如使用说明书、检验报告、出厂证明等。待保证聚合物注浆材料各项性能均可满足施工规定后,才能用于施工。针对地聚合物注浆施工要求,为了确保工程质量,当路面存在唧浆、沉陷、开裂宽度大于5mm的病害时,需选取点位布设注浆孔。在注浆加固时,应先检测路面弯沉和动态变形模量,分级处理修补路面的各个路段。根据病害情况合理划分,可分为良好路况段与病害路段,并对两类沥青顶面的指标进行测定,比如弯沉代表值、弯沉平均值等。若在病害路段,弯沉值小于良好路况实测值,需根据路面具体情况灵活调整注浆孔位。待处置之后,同样需要检测路面弯沉指标,直至满足设计要求。

(二)裂缝病害的防治养护

依照相关标准和规范,在沥青路面施工中,应充分考虑施工区域自然环境因素以及公路等级要求,做好沥青、碎石材料选择,以此避免裂缝问题出现。在施工过程中,监理单位要严格按照规范和设计要求做好沥青及碎石材料性能检测工作,确保其能够很好地满足施工技术要求。在沥青路面的摊铺过程中,应确保施工连续性,避免出现冷接缝情况,如果无法避免,则应在已经完成碾压部分进行切割,将表面浮料清理干净,使用新料对接缝进行预热和软化,可以在接缝位置利用相应黏层沥青(0.3~0.61g/m2)进行涂刷,并在施工位置摊铺新材料,将接缝压实。在路面碾压施工中,压路机应深入新铺设路面15cm,单次压实环节应朝着新铺设路面移动15~20cm,直到新路面完全压实。

(三)沥青路面积水问题防治

沥青路面在应用中常常会受到积水的影响,若是长期处于积水状态,便会导致沥青路面出现各种各样的病害现象,影响沥青路面正常使用。沥青路面积水主要出现在路面空隙、层间以及路基深层。通过以往养护工作分析可以得知,3~4cm厚度的沥青路面空隙若是处于积水状态,需要5~6d的时间才能重新恢复干燥。因此,若是处于夏季,地面温度急剧升高,在车辆反复摩擦影响下,沥青材料逐渐上浮,沥青路面面层便会受到不同程度的影响,进而影响沥青路面的平稳性。

(四)松散类病害的防治措施

松散病害会导致沥青路面材料脱落,硬化面积较大时,应根据损伤面积确定硬化方案。如果沥青路面松动,应将损坏部分的沥青混合料清洗干净,喷涂模拟沥青黏结剂油,卷起新的沥青混合料。针对松散病害造成的大面积破坏,应喷洒黏性沥青模拟油,使用压路机压实新的沥青混合料。

(五)车辙处治

沥青路面若出现车辙病害,表现为直线形且病害面积较大,影响范围较广,就要给予及时处治,否则会给沥青路面结构带来严重破坏,降低道路车辆行驶安全。若路面车辙深度小于8mm,长度小于30m,对路面行车舒适度不产生较大影响,通常无须进行特殊处理,但要加大日常巡查力度,避免病害范围扩大。若路面车辙深度超过8mm,长度大于30m,则会降低道路车辆行驶舒适度,容易引发道路安全交通事故,要立即进行处理,将沥青路面材料彻底清除,并重新铺筑新材料,经过一系列处理之后,方可通车。

(六)坑槽病害的防治养护

对于路面坑槽,一般是采用局部修补方式进行处理,先把破损部位用切割机切方正,清理杂物废料,边部涂刷黏层油,确保修补材料与沿壁黏结牢固,选择相容性较好的修补材料进行修补,必须确保原路面与坑槽周边路面保持平整。如果坑槽深入基层,则需要先处治原基层,然后重新填筑基层材料并做好压实作业。若基层挖除深度超过30cm,就需要做好分层填筑压实,然后在处理好的基层上进行面层施工。

(七)雾封层

雾封层主要是在沥青路面表面喷上一层特殊的高渗透沥青形成密封层,起到对路面的防水保护作用,延长路面的使用寿命。施工前,施工人员必须对坑洞、裂缝进行处理,避免影响雾封层质量。在此基础上,保持沥青路面的清洁和干燥,更好地发挥雾封层的作用。为了确定灌溉量,施工人员必须保证在规定的时间内进行雾封施工,施工后路面完全干燥防水。雾封层施工完毕后,相关人员应检查雾封层的外观,出现异常情况应及时处理。

(八)推移病害的防治养护

施工环节应做好施工质量控制,确保路面压实度和稳定性都能够达到相关要求,依照实际需求降低沥青与细集料用量,保证混合料搅拌均匀。在进行洒布施工过程中,需要在施工前对基层进行全面清理,避免杂质对施工质量产生影响,必须保证洒布均匀性,确保面层能够和基层紧密结合。交通管理部门应对车辆超载问题进行严格控制,避免出现路面推移,引发车辙、波浪等病害。如果深度超过2cm,需要将面层进行挖除,然后,重新摊铺面层进行解决。如果因基层施工质量不达标而引发路面推移问题,必须先彻底处治基层病害,然后铺筑路面面层。

四、公路沥青路面养护措施

(一)修补性养护

在质量检测过程中,发现沥青路面出现不同程度的病害问题,应当及时确定病害问题类型,采取针对性的措施进行修补,保障沥青路面的平稳性,为延长路面使用年限以及安全性奠定坚实的基础。修补性养护方式,针对沥青路面,采用微表处理技术,确保沥青路面质量。路面养护常采用的修补性材料有矿物填料以及适当的添加剂等,但是这种养护技术在具体工作中,需要凭借专门的机械设备,实现解决路面病害问题的目的。沥青路面病害问题较为严重,施工人员可以对出现问题的地方,进行多次摊铺处理,保障沥青路面的平稳性。这种养护技术主要适用于沥青路面裂缝、松散等病害问题的处理,在保障沥青路面平整性的基础上还能延长路面使用年限,提升路面的防水性,为路面安全行驶奠定坚实的基础。

(二)合理施工

解决高边坡病害问题,需要采取合理的施工措施,需要各部门的协调。根据具体的施工地质条件、开挖过程中可能发生的边坡应力变化及水文地质条件,选择相应的施工工艺,提出施工注意事项。为了消除施工不当造成的疾病,应形成一套设计文件,包括施工顺序、施工方法等。与原地质资料或者病害不一致的,应当及时报告,并及时变更措施和设计。相关监管部门和负责单位严格控制施工过程,落实边界保护、生态维护监测和开挖原则。

(三)沥青再生技术

由于种种因素的影响,我国各地区沥青路面在具体应用过程中,均出现了不同程度的病害问题,影响沥青路面的平稳性以及车辆行驶的安全性。因此,加强对路面养护技术的分析与创新已然成为目前较为重要的事情。在以往的经验中,很多施工人员常常会采用挖旧填新的方式进行修补,但是,用此种方式形成的新面层在日后的应用中,会在人力以及环境因素影响下,出现老化以及裂缝现象,影响沥青路面的使用年限。合理运用沥青再生技术能够缓解沥青老化现象,延长路面的使用寿命。

(四)加大监督力度

(1)半刚性材料的含水率应严格控制,压实时的含水率应控制在施工规范的允许范围内,不应超过此范围。(2)应及时乳化沥青的透水层或密封层,通常是半刚性基础处理后,最迟在控制加固方案结束前。(3)铺筑沥青面层要迅速,沥青的选择也非常重要,对沥青的耐久性和伸长率应严格要求,沥青的选用应符合规范的要求。(4)施工期间禁止非施工车辆在本段行驶,防止机械漏油,交通管理必须保持施工道路的清洁。(5)加强对现场施工管理的监督,工作人员必须严格遵守有关法律、法规和标准,坚持按照设计要求施工,提高沥青路面的施工质量,减少沥青路面的病害。(6)施工期间指派专人进行差异性分析及相关工作,地面出现积雪时,必须及时清除,以减少雨水渗入造成的不良现象。

五、结束语

沥青路面具有行车舒适、路面平整、维修方便等特点,因此在我国高等级公路中得到了广泛应用。然而,随着使用时间的持续增加,在车辆荷载和气温变化等影响下,很多路面出现了病害问题,为此,必须结合具体情况,合理选取养护施工方法,改善路面使用性能。

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