高速公路沥青路面早期损坏原因分析与对策
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高速公路沥青路面早期损坏原因分析与对策
随着经济的快速发展,在过去的几十年里中国的公路行业在世界
公路发展史上也创造了奇迹。中国高速公路通车里程由1997年的
4700多公里发展到现今近9万公里,其中,甘肃发展的尤为迅速,
截止2021年底,我省高速公路通车里程达到2408公里,2021年新
增200公里,至今发展为3000多公里。至此,在已经大量投入运营
的高速公路中,如何提高其运营质量和路面安全是我们比较关心的问
题。沥青混凝土路面因为具有适应性强、行车舒适等优点被广泛应用
于高速公路,但是在后期运营作用下,受到车辆荷载及其施工时存在
的不足,沥青混凝土路面会逐步出现各种病害,如裂缝、坑槽、车辙、
泛油等。
1 沥青混凝土路面病害类型和成因
1.1 裂缝
裂缝分为横向裂缝和纵向裂缝,是沥青混凝土路面损坏的主要形
式之一,其形成原因有以下几点:第一,地基处于低洼河谷段,长期
受到地下水的侵蚀,在设计施工时未作特别处理或者回填材料时压实
度没有按照标准压实,高填土后就会出现不均匀沉降,造成纵向裂缝;
第二,在路基路面施工的时候收到气温影响,较干燥时局部填料粉碎
不足,容易压实不均,造成裂缝;第三,由于排水设施没有完善好,
使得路面表层、边坡等渗水,在车辆荷载作用力下,裂缝路段进一步
恶化发展;第四,施工时回填材料我们多用二八灰土作为底基层、二
灰碎石为基层,这种半刚性路基路面比较容易产生裂缝。
1.2 坑槽
沥青混凝土路面坑槽往往都是从轻微病害发展到严重病害,在初
期的时候,不够引起重视,慢慢发展为后期严重病害。产生原因有以
下几点:第一,路面空隙过大,沥青混合料生产的变异性较大,在摊
铺过程中混合料的局部离析和压实如果达不到标准,使得空隙过大,
当有雨水时,极易受到侵蚀,造成路面损坏;第二,施工时混合料的
温度控制不好,当气温过高或者过低都无法正常施工;第三,气候影
响,当春暖花开,大地回春时,这个多雨的时节是对沥青混凝土路面
水稳定性的一个重大考验;第四,超量超载现象,研究表明,当货车
超载1倍时,沥青混凝土路面受压1次相当于标准载重汽车压256
次,超载30%时,受压力度增加3倍多,超载100%时,受压力度增加
20倍,使得路面使用寿命明显缩短。
1.3 车辙
车辙,是在行车作用力下,路面产生永久性的带状辙印,在高温
时节极易出现车辙、拥包现象。其影响因素如下:第一,施工时我们
尽可能选择低蜡含量的高粘度沥青,可以有效的防治车辙;第二,路
面的厚度符合施工要求即可,不一定越厚越好,当超过某一厚度时,
车辙会愈发严重;第三,基层的厚度不足或者基层材料施工、养生不
当致使整体强度降低,容易形成车辙;第四,因为路面是黑色的,容
易吸热,当气温较高时,路面在行车荷载反复作用下更容易形成车辙。
1.4 泛油
泛油影响摩擦系数,使得路面抗滑性降低,威胁行车安全,形成
泛油的原因有以下几点:第一,混合料中沥青用量过多,在车辆反复
作用力下,多余沥青泛到路表;第二,配料时细料含量过少,混合料
比表面积小,致使沥青用量较大,产生泛油;第三,施工时没有按照
最佳用油量(4.8%)施工,当超过或者不足标准用油量时,摊铺时混
合料发生离析,会出现泛油现象。
2 沥青混凝土路面病害处治措施
2.1 裂缝处治
2.1.1 灌缝胶裂缝修补,是一种高分子聚合材料,常温下固体状
态,在加热后呈液体,是一种改良橡胶材料,具有良好的粘合性。我
们可以对裂缝处进行开槽,使用高压空气机对缝隙吹扫,清理干净后
进行缝隙预热,然后将材料灌入裂缝中,并用细沙在其表面填充,常
温下放置15分钟后即可开放使用。
2.1.2 稀浆封层材料灌缝,是按照一定标准对稀浆封层材料进行
配比,然后封闭交通后,用钢刷进行缝隙清理,再用高压空气机吹去
存在的杂物,根据要求配置,人工将水、沥青、和水泥等材料进行搅
拌,快速搅拌好之后填入缝隙中,并用锤子进行压实、平整,20分钟
后即可通行。
2.1.3 雾封层法,是一种新的路面养护技术,具有专业性强的特
点,适用于沥青面层轻、中度细料损失的路面。采用专业的喷射设备
进行施工,一般洒布量的范围在0.5kg/㎡~0.7kg/㎡,过多时会导致
路面泛油,摩擦力小,过少时又没有作用。一些洒布车喷不到位的地
方需要用抹灰滚筒来辅助完成,施工时注意涂刷均匀,尽量连续施工
以减少横向裂缝。
2.2 坑槽处治
2.2.1 浇筑式混合料修补,是对破损处进行不同程度的开挖,要
求修补边界最低要达到破损边缘10cm以上,然后用切割机把边界切
割成规则的修补区,然后对其基层进行强度测定,符合要求时,将土
工格栅铺放在底层,同时进行界面处理剂喷涂,然后把所有需用的材
料进行拌合,拌合后向处理好的坑槽中及时倒入,并振捣、摊铺、抹
平。施工结束后也不忘养护。
2.2.2 半柔性材料修补,主要是将水泥乳化沥青半柔性材料填入
挖好的坑槽中,这种材料是新型复合材料,适用于各种等级的沥青混
凝土路面。此种方法较热拌沥青混合料而言施工简单,节约能源,减
少环境污染也减少成本。施工时注意用鼓风机吹出槽内灰尘,保证干
净,然后利用喷射的压力,在坑槽中采用喷管把沥青混合料进行喷射,
紧密连接混合材料,使其更加坚固,喷射完成后也不需要反复碾压,
把薄石屑撒到修补的表面上即可,待路面整理干净即可通行。
2.3 车辙处治
2.3.1 微表面修复,是用适当的级配石屑、填料、沥青混合料等,
加入水和外参剂,进行搅拌而得到的,然后把混合料均匀的摊铺在路
面即可形成,这种方法可以充分保护旧路面,同时也具有干扰小、施
工方便等优点。
2.3.2 超薄磨耗层修复车辙,是用专用机械完成的热拌沥青混合
料摊铺的一种新养护技术,可以迅速改善松散、老化等病好,提高公
路使用性能。施工时注意清扫路面的杂物和积水,检查施工器械的正
常运行,如果路面车辙超过15mm时,需要先进行车辙修补,在进行
超薄磨耗层的施工。
2.3.3 就地热再生修复,可以对处理地以及附近地方同时加热,
不仅更好的修复路面问题还对周围路面进行了热粘结工作,使路面更
加坚固。
3 结束语
综上所述,通过对路面病害原因的分析及其处治措施的探讨,我
们在不断的发展,不断地探求新的技术与工艺,致力于服务公路行业,
建设更加安全、经济的公路工程。