瀝青混凝土路面常見病害成因及處治措施

劉再成 富志鵬 韋 剛

因瀝青混凝土路面具有良好的行車舒適性,優(yōu)異的使用功能,建設速度快及維修方便等優(yōu)點,在我國絕大部分高速公路中被采用;但瀝青路面也存在耐水性差、高溫穩(wěn)定性差、低溫易開裂、易老化性等缺點,在高速公路運營幾年后常常出現(xiàn)明顯的裂縫、車轍、坑槽、松散、沉陷、翻漿等現(xiàn)象。為此有必要對瀝青混凝土路面病害進行分析和研究,制訂一些切實可行的處理措施以便延長其使用壽命。

1 瀝青路面常見病害的種類及其原因

1.1 路面裂縫

從外觀上可分為縱裂、橫裂和龜裂,從產(chǎn)生機理上可劃分為瀝青面層的溫度裂縫、疲勞裂縫和基層反射裂縫三大類。根據(jù)調(diào)查結(jié)果,瀝青路面裂縫主要是瀝青面層的溫度裂縫。溫度裂縫起始于表面,逐漸向下延伸到穿透面層和基層。在同一地區(qū),影響面層裂縫數(shù)量的最重要因素是瀝青的性能。

1.2 路面車轍

車轍是瀝青路面在高溫季節(jié)由車輛載荷反復碾壓形成的。車轍的嚴重程度與瀝青面層的結(jié)構(gòu)組成和配合比有極大關(guān)系,Ⅱ型瀝青混凝土路面自身的抗車轍能力比Ⅰ型好得多。瀝青面層在行車載荷作用下產(chǎn)生的蠕變是形成車轍的主要原因。在半剛性基層瀝青路面的變形很小或基本沒有壓縮變形。車轍形成的部分原因是由于雨水滲透侵蝕了基層表面粉料,使其軟化進而形成車轍。

1.3 路面局部網(wǎng)裂沉陷

行車道輪跡下路面局部網(wǎng)裂嚴重,沉陷較深,對行車安全威脅極大。其形成的主要原因為:1)路面出現(xiàn)裂縫未及時封堵,雨水下滲后在行車輪胎的強力“泵吸”作用下,半剛性基層的灰漿被吸出,導致基層破碎松散,瀝青層破壞而下陷。2)基層局部成型不好,強度不足,在行車荷載反復作用下路面發(fā)生網(wǎng)裂,雨水下滲后灰漿被吸出或擠出而下陷。這種形式的病害主要發(fā)生在行車道,嚴重之處在于基層完全破壞。

1.4 路面松散、坑槽

面層松散、坑槽是在公路半剛性基層瀝青路面相對出現(xiàn)較多的病害。產(chǎn)生的主要原因有:1)瀝青混合料在施工時拌和不均勻,瀝青含量相對減少,不能將礦質(zhì)集料有效粘結(jié),在高速行駛車輛輪胎的“泵吸”作用下,較細集料被吸出,導致局部松散坑槽;2)由于施工時混合料拌合溫度太高,使瀝青過早老化發(fā)脆,粘結(jié)力下降;3)施工溫度太低,混合料溫度下降快,壓實不充分,導致密實度不足;4)施工時路面下面層標高控制不好,導致瀝青上面層太薄,沒有形成結(jié)構(gòu)厚度。

2 瀝青混凝土路面病害的處治

2.1 對于裂縫的預防及處治措施

需對原材料特別是瀝青做試驗,根據(jù)規(guī)范要求、氣候條件和道路等級選取適用的瀝青類型,以減少或消除瀝青面層溫度收縮裂縫,采用優(yōu)質(zhì)瀝青更有效。

合理組織施工,盡量避免冷接縫。對于冷接縫的處理,應先將接縫處沿邊緣切割整齊、清除碎料,然后預熱軟化接縫處,涂刷乳化瀝青,再鋪筑新混合料。碾壓時,壓路機在已壓實的橫幅上,鋼輪伸入新鋪層15 cm左右,每壓一遍向新鋪層移動15 cm～20 cm,直到壓路機全部在新鋪層為止。對于縱向裂縫,如分幅攤鋪時,前后幅應緊跟,上、下層的施工縱縫應錯開15 cm以上,攤鋪時控制好松鋪系數(shù),使壓實后的接縫結(jié)合緊密、平整。

瀝青路面攤鋪前,對下臥層需認真檢查,及時清除泥灰,處理好軟弱層,保證下臥層穩(wěn)定。在舊路面上加鋪瀝青路面結(jié)構(gòu)層前,須銑刨原路面后再加鋪,以延緩反射裂縫的形成。

在路面出現(xiàn)微小裂縫時就必須及時處理整治。對于細裂縫(2 mm～5 mm)可用改性乳化瀝青灌縫。對大于5 mm的粗裂縫,可用改性瀝青(如SBS改性瀝青)灌縫。灌縫前,必須清除縫內(nèi)、縫邊碎粒、垃圾,并使縫內(nèi)干燥。灌縫后,表面撒上粗砂或3 mm～5 mm石屑。對裂縫很大的情況,必須將裂縫兩邊瀝青混凝土開挖,先處理基層再攤鋪新混合料,水穩(wěn)定性好、收縮性小的半剛性材料是首選基層。如夾有軟弱層或不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)層時,應將其鏟除;如因結(jié)構(gòu)層積水引起網(wǎng)裂時,鏟除面層后,需加設將路面滲透水排除至路外的排水設施。

2.2 對于坑槽的處治措施

高速公路的路面坑槽應在不中斷交通的情況下快速修補好,這需要先進的路面綜合修補設備做保證。目前路面坑槽的修補方法根據(jù)使用的路面綜合修補設備分為兩種:一種為冷補法,一種為熱補法。這兩種修補方法現(xiàn)已廣泛應用于高速公路瀝青路面坑槽修補中,但各有優(yōu)缺點。冷補法可適用于不同深度的坑槽修補,但坑槽修補后存在明顯的接縫,如處理不好易滲水,使接縫處出現(xiàn)唧漿,造成新的破壞,修補所需時間較長,雨天及寒冷季節(jié)施工質(zhì)量不能保證;熱補法可基本適于全天候修補坑槽,坑槽修補后無接縫,修補所需時間短,廢料可以重新利用,但對于較深的坑槽修補效果不易保證。

2.3 對于車轍的預防及處治措施

主要是提高混合料的高溫穩(wěn)定性。近幾年來的改性瀝青混合料的生產(chǎn)施工實踐證明,采用改性瀝青混合料是防止或延緩路面產(chǎn)生車轍的有效方法。在瀝青中摻入不同的改性劑能改善瀝青的很多性能,粘度提高,感溫性能穩(wěn)定,瀝青軟化點提高,針入度提高,耐老化性能提高,從而也相應的提高了瀝青的高溫穩(wěn)定性和抗車轍能力。

3 結(jié)語

高速公路在使用過程中難免會出現(xiàn)各種病害,影響到公路的正常運行,給交通安全帶來隱患。對可能出現(xiàn)的一些病害我們可從原材料及施工期間進行預防,對已經(jīng)出現(xiàn)的一些病害,為了防止病害進一步擴大,防微杜漸,應及時針對病害具體情況對路面進行養(yǎng)護和維修,使路面的使用性能得到恢復和提高,延長瀝青路面的使用壽命。

[1] 張登良.瀝青路面工程手冊[M].北京:人民交通出版社,2003.

[2] 沈金安.瀝青及瀝青混合料路用性能[M].北京:人民交通出版社,2003.

[3] 沙慶林.高速公路瀝青路面早期破壞現(xiàn)象及預防[M].北京:人民交通出版社,2001.

[4] JTG F40-2004,公路瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范[S].

[5] JTJ 073.2-2001,公路瀝青路面養(yǎng)護技術(shù)規(guī)范[S].

[6] 張燕軍.瀝青混凝土路面的施工與養(yǎng)護[M].北京:中國社會科學出版社,2004.

[7] 邱 韻.淺談瀝青混凝土路面病害成因和處理方法[J].山西建筑,2008,34(2):296-297.