關(guān)于瀝青路面病害成因分析及養(yǎng)護(hù)
2015-06-09
1、前言
隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，公路建設(shè)事業(yè)取得了顯著的進(jìn)步，公路建設(shè)里程的提高，應(yīng)用了大量的瀝青混凝土。瀝青混凝土的病害發(fā)生嚴(yán)重影響到了公路的質(zhì)量和使用壽命，需要我們采取相應(yīng)措施進(jìn)行解決。
2、路面病害的種類
玉遠(yuǎn)公路是玉溪至元江的一段公路，全長(zhǎng)112公里，是云南省內(nèi)的重要公路，病害產(chǎn)生的破壞狀況和原因也各不相同。
2.1、變形類
變形類的典范是車轍。車轍是在行車荷載壓力的重復(fù)作用下，路面產(chǎn)生永久性行車輪跡，并積累形成的縱向帶狀凹槽，深度1.5cm以上。車轍不但影響路面美觀和平整度，而且，當(dāng)車轍達(dá)到一定深度導(dǎo)致轍槽內(nèi)積水，在濕滑狀態(tài)下則極易發(fā)生汽車側(cè)滑的交通事故。產(chǎn)生車轍的原因主要有兩個(gè)，一是由于設(shè)計(jì)不合理，二是車輛嚴(yán)重超載導(dǎo)致。影響瀝青路面車轍深度的主要因素是瀝青路面結(jié)構(gòu)和瀝青混凝土本身的內(nèi)在因素，以及氣候和交通量及交通組成等的外界因素。
2.2、裂縫類
裂縫按形狀分為：縱向裂縫，橫向裂縫和龜裂。裂縫一般是路面通車后3年到5年后發(fā)生的，嚴(yán)重的局部性裂縫將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性的破壞?？v向裂縫一般是由于地表水進(jìn)入路基，而使基層軟化，路面的承載能力相應(yīng)降低，路面開(kāi)裂的現(xiàn)象。因?yàn)榈鼗吞钔猎诿芏群唾|(zhì)地的不均勻性，且在水侵入的作用下，瀝青路面不可避免的產(chǎn)生縱向裂縫。橫向裂縫主要是由于：瀝青在鋪筑過(guò)程中沒(méi)有達(dá)到適合本地區(qū)氣候條件和使用要求的標(biāo)準(zhǔn)，在低溫條件下，其抗變形能力就會(huì)很差，致使瀝青面層在低溫下產(chǎn)生收縮開(kāi)裂；當(dāng)瀝青路面面層厚度不足，在行車載荷壓力的作用下也會(huì)產(chǎn)生橫向裂縫。龜裂是指由于路面壓實(shí)度不夠，路基下沉而造成路面產(chǎn)生的小網(wǎng)格式的網(wǎng)狀裂縫。
2.3、松散類
瀝青路面的松散是指路面結(jié)合料失去粘結(jié)力，集料松動(dòng)，且面積在0.1m2以上。路面松散是直接影響行車安全的路面病害，松散可能出現(xiàn)在局部區(qū)域，也可能出現(xiàn)在整個(gè)路面；一般在輪跡帶松散現(xiàn)象比較嚴(yán)重。
3、路面病害的產(chǎn)生原因
通過(guò)對(duì)在建道路與運(yùn)營(yíng)道路的長(zhǎng)期檢測(cè)，我們發(fā)現(xiàn)瀝青路面病害產(chǎn)生的主要有設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)、環(huán)境等4大類原因:
3.1、設(shè)計(jì)方面
首先是現(xiàn)行設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)存在一定的局限性。規(guī)定了道路設(shè)計(jì)的最低限度應(yīng)采用指標(biāo)，對(duì)高于設(shè)計(jì)速度所對(duì)應(yīng)的指標(biāo)沒(méi)有加以限制，導(dǎo)致線形設(shè)計(jì)要素與實(shí)際行車速度不相符、線形均衡性連續(xù)性差、線形要素之間組合設(shè)計(jì)不合理、設(shè)計(jì)車速與實(shí)際運(yùn)行車速存在差異等問(wèn)題。
如公路下山段，各項(xiàng)指標(biāo)均符合設(shè)計(jì)、標(biāo)準(zhǔn)要求，雖有相應(yīng)提示、警示標(biāo)志，但駕駛員從山南高速進(jìn)入出山陡坡急彎段后，突然制動(dòng)，發(fā)生事故的幾率大幅增加。其次，由于勘測(cè)不到位或者未考慮到周邊地形地貌。沒(méi)有更詳細(xì)的勘測(cè)資料，施工時(shí)開(kāi)挖坡腳，導(dǎo)致山體滑坡，如銅黃一級(jí)公路王家河段、蒿莊梁隧道下行線進(jìn)洞口等處，施工過(guò)程中破壞古滑坡體坡腳，山體滑坡，治理的代價(jià)較高。
再次，盲目推廣不成熟的設(shè)計(jì)理念。如某高速公路，上面層采用AC－16II型瀝青混凝土，中面層采用AC－16I型瀝青混凝土，旨在提高路面抗滑性能，成為該省第一條限速120km/h的高速公路，可惜在通車一個(gè)月后路面出現(xiàn)早期水損壞。除此之外，沒(méi)有過(guò)多的考慮公路的其他功能，導(dǎo)致通車后問(wèn)題不斷的事例也屢見(jiàn)不鮮。
3.2、施工方面
?。?）原材料
原材料選用:要想得到合格的工程，必須選用合格的原材料。對(duì)于瀝青要注意粘稠度、延度、感溫性、含蠟量、老化程度等指標(biāo);對(duì)于集料要注意集料
的強(qiáng)度、棱角性等指標(biāo)。
?。?）施工工藝
公路工程質(zhì)量的控制是構(gòu)成公路的結(jié)構(gòu)物、構(gòu)筑物，在行車荷載及非正常環(huán)境因素影響下，具有預(yù)期的反應(yīng)(功能);質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是原材料質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)(配合比設(shè)計(jì))、施工工藝。施工工藝的先進(jìn)合理是直接影響工程質(zhì)量、進(jìn)度的關(guān)鍵因素，施工工藝的合理可靠也直接影響到工程施工安全。
首先要全面正確地分析工程特征、技術(shù)關(guān)鍵及環(huán)境條件等資料，明確質(zhì)量目標(biāo)、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)、控制的重點(diǎn)和難點(diǎn)。其次要制定合理有效的有針對(duì)性的施工技術(shù)方案和組織方案，前者包括施工工藝、施工方法，后者包括施工區(qū)段劃分、施工流向及勞動(dòng)組織等。下來(lái)要合理選用施工機(jī)械設(shè)備和施工臨時(shí)設(shè)施，合理布置施工總平面圖和各階段施工平面圖。最后還編制工程所采用的新材料、新技術(shù)、新工藝的專項(xiàng)技術(shù)方案和質(zhì)量管理方案。任一個(gè)環(huán)節(jié)出了問(wèn)題，都會(huì)導(dǎo)致工程質(zhì)量隱患，隨后各類病害也就會(huì)逐漸顯露。如瀝青混合料運(yùn)輸時(shí)的集料離析與溫度離析，導(dǎo)致路面壓實(shí)不均，離析處容易發(fā)生早期水損害。
3.3、后期養(yǎng)護(hù)
道路的養(yǎng)護(hù)，一是要預(yù)防道路及其沿線設(shè)施產(chǎn)生病害，一是要及時(shí)修復(fù)出現(xiàn)的病害與設(shè)施損壞。即主動(dòng)養(yǎng)護(hù)與被動(dòng)養(yǎng)護(hù)?，F(xiàn)階段普遍采用微表處與超薄磨耗層等預(yù)防性養(yǎng)護(hù)技術(shù)，對(duì)使用一定年限的承載力良好的道路，在處置完點(diǎn)病害后加以鋪筑，能夠有效的延長(zhǎng)道路大中修年限。當(dāng)然我們也有因?yàn)轲B(yǎng)護(hù)不及時(shí)造成損失的先例:某山區(qū)高速公路，橋下排水溝漫排水，影響到當(dāng)?shù)卮迕襁M(jìn)出的小路，村民一鍬土改變了流水方向，長(zhǎng)時(shí)間浸泡橋臺(tái)，橋面出現(xiàn)裂縫，養(yǎng)護(hù)人員發(fā)現(xiàn)時(shí)，已經(jīng)造成了不小的經(jīng)濟(jì)損失。
3.4、環(huán)境方面
道路是處在自然環(huán)境下供車輛安全行駛的，環(huán)境溫度對(duì)道路使用性能也有著直接的影響，如道路所處地區(qū)的最高溫度、最低溫度、降溫速率、低溫持續(xù)時(shí)間、循環(huán)次數(shù)等因素會(huì)造成路面病害的產(chǎn)生。另外交通荷載影響也對(duì)道路使用性能有著直接的影響，如大的交通量、車輛急速制動(dòng)、重載車輛等。還有我們不愿意遇到的突發(fā)事件，也對(duì)道路使用性能有著直接的影響，如地質(zhì)災(zāi)害、極端天氣、突發(fā)交通事故等。
3.5水破壞
所謂水破壞即地表水透入或地下水侵入路面結(jié)構(gòu)層后造成路面早期破壞的現(xiàn)象，它是普洱總段瀝青路面早期病害中最常見(jiàn)也是破壞力最大的一種病害，最直觀最常見(jiàn)的為山區(qū)越嶺線下坡車道由于剎車淋水的影響，瀝青路面修復(fù)率明顯多于上坡車道。水破壞的主要破壞形式有：網(wǎng)裂、坑槽、唧漿、轍槽等。水破壞的產(chǎn)生往往是由于施工中瀝青混凝土配合比控制不嚴(yán)、瀝青混合料拌合不均、碾壓效果不良等導(dǎo)致的瀝青路面空隙率過(guò)大所造成的。山區(qū)越嶺線縱坡大為了獲得較大的路面表面粗糙度而采用半開(kāi)式瀝青路面表面層時(shí)，產(chǎn)生的水破壞尤為嚴(yán)重。
由于水滲入表面層后滯留在表面層的下部和下層的交界面上，因此在長(zhǎng)期行車荷載作用下，瀝青膜開(kāi)始從面層的底部剝落并逐漸向上擴(kuò)展，隨著下部大量碎石上的瀝青剝落，瀝青混凝土也就失去了強(qiáng)度從而產(chǎn)生網(wǎng)裂和形變。
當(dāng)水透入瀝青面層并滯留在半剛性基層頂面時(shí)，在大量高速行駛車輛的荷載作用下，自由水產(chǎn)生很大的壓力并沖刷基層混合料表層的細(xì)料形成灰漿，灰漿又被行車壓唧，通過(guò)各種形狀不一的裂縫（縱、橫、斜裂縫及網(wǎng)裂）到路表面形成唧漿。在灰漿數(shù)量大的情況下，可能很快形成更為嚴(yán)重的裂縫，在數(shù)量小的情況下，可使路面形成網(wǎng)裂或形變。某處一旦有灰漿唧出，該處很快就會(huì)產(chǎn)生網(wǎng)裂和形變，隨后的降水就更容易透入，并形成惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致路面嚴(yán)重破壞。
4、瀝青混凝土路面病害的處治
4.1同步碎石封層
4.1.1概述
同步碎石封層是用同步碎石封層車將碎石和粘接劑（熱瀝青、改性瀝青、乳化瀝青）同步撒鋪在路面上，通過(guò)碾壓（膠輪壓路機(jī)、光輪壓路機(jī)）形成瀝青碎石磨耗層。此項(xiàng)技術(shù)主要作為瀝青路面表處層使用，可延長(zhǎng)瀝青路面的使用周期。由于同步碎石封層將碎石撒鋪與瀝青灑布同時(shí)完成，使瀝青均勻裹覆碎石顆粒，鋪撒均勻，使碎石與瀝青形成較好的粘接。因此，瀝青碎石同步封層具有以下特點(diǎn)：能增加路面抗裂性，治愈路面龜網(wǎng)裂，減少路面反射裂縫，提高路面防滲水性能，還具有高度的耐磨性、抗滑性，而且同步碎石封層施工工藝簡(jiǎn)單，施工進(jìn)度快，可及時(shí)迅速開(kāi)放交通，耗能低，節(jié)約成本，具有良好的應(yīng)用前景。
4.1.2施工準(zhǔn)備工作
(1) 原路面的修補(bǔ)處治
由于碎石同步封層車是碎石和瀝青同步無(wú)余鋪撒，沒(méi)有對(duì)原路面進(jìn)行找平的功能，雙層類型的表處層厚度僅為1.6～2.0㎝，所以碎石同步封層只能處理瀝青路面早期破壞。施工前應(yīng)對(duì)原路面進(jìn)行認(rèn)真處理，采用層鋪法對(duì)車轍、坑槽、平整度和橫坡、超高不適路段進(jìn)行調(diào)型處理，軟基路段先采用手?jǐn)[塊石或水泥穩(wěn)定碎石處理基層，再用層鋪法修補(bǔ)平整，鏟平擁包，對(duì)較寬型裂縫先進(jìn)行填充，然后用熱瀝青灌補(bǔ)，為實(shí)施同步碎石封層打下良好的基礎(chǔ)。
(2) 施工要素的確定及施工材料、機(jī)械設(shè)備的準(zhǔn)備
為保證同步碎石封層的施工質(zhì)量及效果，瀝青選用了90號(hào)瀝青，瀝青出廠溫度控制在160～180℃，達(dá)到施工現(xiàn)場(chǎng)鋪筑時(shí)噴灑熱瀝青的溫度控制在160～170℃；碎石選用聯(lián)破石灰石，且第一層碎石粒徑規(guī)格為1～20㎜，第二層碎石粒徑規(guī)格為5～10㎜；為了能更好地配合同步碎石封層車施工作業(yè)，選擇50裝載機(jī)一臺(tái)，10T光輪壓路機(jī)一臺(tái)，20T膠輪壓路機(jī)一臺(tái)，吹風(fēng)機(jī)兩臺(tái)作為輔助施工機(jī)械。
4.1.3施工工藝
（1）先進(jìn)行試驗(yàn)路段施工，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)效果對(duì)各種作業(yè)參數(shù)進(jìn)行調(diào)整，并最終確定數(shù)據(jù)后再進(jìn)行施工作業(yè)。
?。?）一層施工工藝：同步碎石車行駛至施工起點(diǎn)后，補(bǔ)料車、10T光輪壓路機(jī)、20T膠輪壓路機(jī)緊跟其后，人工配合。起動(dòng)同步碎石封層車同步噴灑熱瀝青和10～14㎜的石料，鋪筑時(shí)技術(shù)人員緊跟其后，用對(duì)講機(jī)向操作手反饋鋪筑效果，控制車輛行駛速度，對(duì)蓋料不均勻及遺漏部分立即進(jìn)行人工補(bǔ)蓋。完成后，立即用10T光輪壓路機(jī)碾壓2遍，然后20T膠輪壓路機(jī)跟進(jìn)碾壓4～6遍，成型后即可開(kāi)放交通，放行后車輛時(shí)速控制在40㎞/h以下，并請(qǐng)駕駛員關(guān)閉剎車淋水。
?。?）兩層施工工藝：在鋪筑壓實(shí)成型的第一層上同步噴灑熱瀝青和2～4㎜的石料，碾壓時(shí)應(yīng)注意，先用20T膠輪壓路機(jī)碾壓4～6遍，再用10T光輪壓路機(jī)碾壓2遍，碾壓成型后開(kāi)放交通。
4.2 病害治理
4.2.1、裂縫的處治
鑒于裂縫是道路路面比較常出現(xiàn)的病害，在對(duì)其進(jìn)行維護(hù)時(shí)，需要給予更多的關(guān)注與重視。對(duì)于細(xì)裂縫(2～5mm)可用乳化瀝青或新型灌注材料（密封膠）進(jìn)行灌縫處理；對(duì)于大于5mm的粗裂縫，可用改性瀝青(如SBS改性瀝青)進(jìn)行灌縫處理；灌縫前，必須清除縫內(nèi)、縫邊碎料、垃圾等，并保證縫內(nèi)干燥，灌縫后，表面應(yīng)灑布粗砂或(3～5)mm的石屑；如大面積出現(xiàn)粗裂縫的路段，可采用銑刨重鋪的方案，銑刨時(shí)要諑層進(jìn)行，銑刨到無(wú)裂縫為止，若基底有裂縫，則需對(duì)基底裂縫進(jìn)行處理。對(duì)于因基層強(qiáng)度不足、地基沉降而引起的裂縫，需對(duì)基層進(jìn)行換填徹底處理到位后攤鋪面層。
4.2.2、泛油的處治
對(duì)于泛油來(lái)說(shuō)，處理與維護(hù)相對(duì)簡(jiǎn)單，比如對(duì)于路標(biāo)泛油而仍有石子外露的路段，可以不作特殊處理對(duì)于那些泛油路段較多，一定程度上影響行車安全的，需要對(duì)路面進(jìn)行銑刨后重新鋪設(shè)。而對(duì)于因施工質(zhì)量原因而引起的道路泛油，則應(yīng)采取有效方法加以處治，除此之外，應(yīng)在配合比設(shè)計(jì)階段必須嚴(yán)格按照試驗(yàn)規(guī)程進(jìn)行最佳油石比的選定；在施工過(guò)程中嚴(yán)格按照工程師批準(zhǔn)的生產(chǎn)配合比進(jìn)行施工。
4.2.3、車轍和推移的維護(hù)
車轍和推移問(wèn)題對(duì)道路交通的安全行駛影響較大。在對(duì)其進(jìn)行維護(hù)的過(guò)程中，需要特別注意以下幾點(diǎn)：如當(dāng)車轍和推移的長(zhǎng)度在30m以下的，行車時(shí)會(huì)有小幅度的擺動(dòng)的，我們可以通過(guò)路面烘烤、新料的添加壓實(shí)等手段進(jìn)行解決，對(duì)于長(zhǎng)度超過(guò)30m，行車時(shí)有較明顯擺動(dòng)的，可以采取刨開(kāi)路面中上面層的方法，然后再對(duì)路面進(jìn)行重新鋪設(shè)。除此之外，對(duì)于因基層施工質(zhì)量而導(dǎo)致車轍、推移現(xiàn)象的，在對(duì)路面進(jìn)行重新鋪設(shè)之前，還需首先處理好軟弱基層。
4.2.4、坑槽、唧泥、松散等病害處理
對(duì)于連續(xù)的坑槽、唧泥、松散等病害，采用銑刨重鋪的治理方案。在上、中、下三層全部銑刨后，須對(duì)基層進(jìn)行局部處理，清除槽底、槽壁的松動(dòng)部分及粉塵、雜物，并涂刷粘層油。銑刨結(jié)束后采用原路面設(shè)計(jì)的混合料逐層填鋪并壓實(shí)，填鋪時(shí)注意層與層之間鋪撒粘層油。對(duì)于局部出現(xiàn)的少量病害可通過(guò)日常養(yǎng)護(hù)小修進(jìn)行規(guī)范處理。
【結(jié)束語(yǔ)】
通過(guò)對(duì)瀝青路面病害成因分析，使我們能夠采取有效措施進(jìn)行治理和控制。在施工過(guò)程中，我們要從設(shè)計(jì)、施工等多方面加強(qiáng)質(zhì)量控制，保證瀝青路面的質(zhì)量，為行車安全提供堅(jiān)實(shí)的保障。
