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摘要:路面中的早期病害给道路交通带来各种隐患,这是一个不容忽视的问题。对于路面病害必须做到及早发现及早处理,本文对几种常见路面病害的成因进行分析,并提出了对应的处理措施。
关键词:裂缝;车辙;泛油;拥包
前言
沥青路面在行车荷载的反复作用下和自然因素的不断影响下会逐渐出现损坏,其使用性能逐渐恶化。由于荷载、环境、材料组成、结构层组合、施工和养护等条件的变异,损害形态是多种多样的。从表象上看,有各式各样的裂缝,如横向或纵向裂缝、块状裂缝和网状裂缝(龟裂)等;也有各种类型的变形,如沉陷、车辙、搓板、推移和拥起等;表层有时可能还有各种露骨、松散、剥落、坑槽和泛油等现象的出现。早期路面病害的存在对行车安全造成不良影响,因此,对于路面早期病害应当及早发现,及早处理。
一、路面裂缝
(一)路面裂缝的的类型及原因
1、横向裂缝。主要表现为温缩裂缝及半刚性基层沥青路面的反射性裂缝两种形式:①温缩裂缝。沥青路面的低温开裂有两种情况。一种是由于气温突然下降造成面层温度收缩,在有约束力的沥青层内产生的温度应力超过沥青混凝土抗拉强度时造成的开裂。另一种是由于气温的反复升降导致沥青混凝土的温度应力疲劳,以及混凝土的极限拉伸应变减少,应力松弛性能降低,最后导致在并不大的温度应力下即可开裂。②半刚性基层沥青路面的反射性裂缝。半刚性基层较高的强度会产生很大的干缩性,加上昼夜温差变化产生裂缝,从而导致面层产生反射裂缝。
2、纵向裂缝及网裂。主要表现为自上而下的表面裂缝和自下而上的疲劳裂缝两种形式:①自上而下的表面裂缝。是由于施工时的层间污染导致沥青表面层或中面层与下面的沥青层脱开所造成的;②自上而上的疲劳裂缝(网裂、龟裂)。当沥青层的层底拉应变大于极限拉伸应变时,路面将发生损坏。这是典型的结构性破坏。
3、沉降或沉陷裂缝。由于路基不均匀沉降在路面上引起的开裂。
4、构筑物接头裂缝。主要是台背填土压实不足造成。
(二)路面裂缝的处理
路面裂缝有多重处理方法,这里主要介绍灌缝法。在灌缝之前必须先进行缝隙清理,裂缝清理干净后,根据缝宽采取不同的处理方案:
1、宽度小于1mm的裂缝:
用20ml注射器沿裂缝方向均匀注入乳化沥青,不少于三遍。第一遍乳化沥青必须均匀饱满,使其有足够的下渗量。第二遍间隔10-15分钟,重点对下渗较快的部位进行找补,直到不再下渗为止。第三遍间隔10-15分钟对整条缝进行再次灌缝。注意在注射乳化沥青时不要将其滴至裂缝外,若滴至裂缝外立即用海绵将其清理干净,避免污染路面。灌缝完毕,待乳化沥青破乳后沿缝洒一层经筛细的石灰岩石粉,厚度不小于1cm,人工采用橡胶锤将其捣实,再用毛刷将周边清理干净。如有捣实不严人工进行找补。灌缝完毕,开放交通。跟踪观察:对处理完毕已通车的裂缝,设专人进行不间断观察其效果,如发现填缝料被车轮碾出,要及时重新灌缝。
2、宽度1mm-3mm裂缝
用40ml注射器沿裂缝从低处向高处均匀注入乳化瀝青,不少于三遍。第一遍乳化沥青必须均匀饱满,使其有足够的下渗量。第一遍不再下渗时,进行第二遍找补。待第二遍破乳后,进行第三遍注射间隔20-25分钟。注意在注射乳化沥青时不要将其滴至裂缝外,若滴至裂缝外立即用海绵将其清理干净,避免污染路面。灌缝完毕,待乳化沥青破乳后沿缝洒一层石灰岩石粉,厚度不小于1cm,人工采用橡胶锤将其捣实,再用毛刷将周边清理干净。如有捣实不严人工进行找补。灌缝完毕,开放交通。跟踪观察:对处理完毕已通车的裂缝,设专人进行不间断观察其效果,如发现填缝料被车轮碾出,要及时重新灌缝。
二、车辙
车辙是在行车荷载重复作用下,路面产生累计永久性的带状凹槽。其病害属变形类型,除了影响行车舒适外,车辙还对交通安全有直接影响。车辙形成的因素很多,主要有沥青混合料配比、沥青等级、级配和交通荷载、环境温度、施工中的压实等因素。
治理方法:
1、如仅在轮迹处出现下陷,而轮迹两侧未出现隆起时,则可先确定修补范围,一般可目测或将直尺架在凹陷上,与长直尺底面相接的路面处可确定为修补范围的轮廓线,沿轮廓线将5 cm~10 cm 宽的面层完全凿去或用机械铣削,槽壁与槽底垂直,并将凹陷内的原面层凿毛,清扫干净后,涂刷0.3 kg/m2~0.6 kg/m2 黏层沥青,用与原面层结构相同的材料修补,并充分压实,与路面接平。
2、如在轮迹的两侧同时出现条状隆起,应先将隆起部位凿去或铣削,直至其深度大于原面层材料最大粒径的2 倍,槽壁与槽底垂直,将波谷处的原面层凿毛,清扫干净后涂刷0.3 kg/m2~0.6 kg/m2 黏层沥青,再铺筑与面层相同级配的沥青混合料,并充分压实与路面接平。
3、如因基层强度不足,水稳性不好等原因引起车辙时,则应对基层进行补强或将损坏的基层挖除,重新铺筑。新修补的基层应有足够的强度和良好的水稳性,坚实平整;如原为半刚性基层,可采用早期强度较高的水泥稳定碎石修筑。但基层厚度不得小于15 cm。修补时应注意与周边原基层的良好衔接。
三、泛油
新建沥青混凝土路面在通车后的第一个高温季节,特别在连续多天高温后,在大量行车特别是在重载车辆作用下进一步压实,易导致沥青混凝土内部过多的自由沥青向上移动,产生泛油现象,油石比偏大地段表现的尤为明显。高温季节雨水侵入沥青混凝土内部后,如沥青与矿料的粘结力不足,沥青很快会从集料表面剥落并向上移动,产生更严重的泛油现象。泛油产生的原因主要有:
1、混合料组成设计不当
2、混合料拌和控制不严:在沥青混合料拌和时矿粉等细料含量较难准确控制,如细料含量过少,混合料比表面积较小,则沥青用量相对较多,也易泛油。 3、粘层油用量不当:在施工沥青面层前往往需在基层顶面喷洒粘层油或做沥青封层(特别是在基层完工与沥青面层施工间隔较长的情况下),由于施工工艺掌握不好,粘层油用量不当或喷洒不均匀而导致面层局部泛油。
4、施工质量较差:因摊铺时混合料产生离析,局部细料过分集中,也易泛油。
5、水损坏:雨水渗入使下层沥青与石料剥离,在动水作用下,沥青膜剥落、上浮引起表层泛油。
处理措施:
1、在轻微泛油的路段,可撒上3~5mm粒径的石屑或粗砂,并用压路机或控制行车碾压:在泛油较重的路段,可先撒上5~10mm粒径的碎石,用压路机碾压。待稳定后,在撒3~5mm粒径的石屑或粗砂,并用压路机或控制行车碾压。
2、面层混合料中沥青含量过高,且已形成软层的严重泛油路段,可视情况采用下述方法之一。(1)先撒一层10~15mm粒径(或更大的)碎石,用压路机将其强行压入路面,待基本稳定后,再分次撒上5~10mm粒径的碎石,并碾压成型。(2)将沥青含量过高的软层铣刨清除后,重做面层。
四、拥包
沥青路面产生推移拥包的因素是多方面的,如交通量的大小、車辆超载情况、温度、路线线型、路面设计、路面材料、路面施工工艺及施工机械水平等。在沥青路面运行早期,沥青混合料中的颗粒构成尚不稳定,处于微移动阶段,沥青路面结构层的抗弯拉强度及抗冲击强度均没有达到最佳值。而早期重型车的通行使结构层的拉应力远远大于沥青面层的抗弯拉强度,经车轮重复碾压.形成车辙,出现推移拥包,直接导致沥青路面的稳定性破坏。
拥包产生的具体原因是:
1、沥青面层中沥青含量过多、粘度和软化点偏低,矿料级配不良,细料偏多,致使面层材料自身的高温抗剪强度不足,在行车作用下产生拥包。
2、基层局部含水量过大,水分滞留于基层,或基层浮土过多,或透层沥青洒布不合要求等原因,影响面层和基层之间的结合,在行车水平力的作用下,使路面产生推移而形成局部不规则隆起的变形。
3、由于基层局部强度不足或水稳性不好,使基层松软在行车作用下,形成局部拥包。
根据拥包产生的不同情况,可采用下列维修方法:
1、对于轻微而且稳定的拥包,用铣刨机在气温较低时削平即可。
2、对于由面层原因产生的严重拥包,可在气温较高面层发软后铲除,然后洒一层粘层沥青,重新铺筑沥青混合料,找平压实;如油层较厚,可在气温较低时,用铣刨机铣平,洒一层粘层沥青,随及撒一层0.3~0.6cm的石屑,扫匀,用轮胎压路机碾压即可。
3、因基层强度不足或基层松软,形成的较大面积拥包,应将基层挖除,重新铺筑基层,然后再作面层。
结束语
混凝土道路的裂缝可能会经常出现,如果能引起人们的重视,在混凝土道路出现细小或非破坏性裂缝时,就采用恰当的方法进行处理,不但能大大减少修补费用,而且可以延长混凝土道路的使用寿命。
参考文献:
[1] 沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防[M].北京:人民交通出版社,2011.
[2]沥青铺装层病害防治与典型实例[M].北京:人民交通出版社,2010.
[3]于本信.怎样修好沥青混凝土路面[M].北京:人民交通出版社,2005.
[4]吴赣昌,凌天清.半刚性基层温缩裂缝的扩展机理分析[J].中国公路学报,2008(01).
关键词:裂缝;车辙;泛油;拥包
前言
沥青路面在行车荷载的反复作用下和自然因素的不断影响下会逐渐出现损坏,其使用性能逐渐恶化。由于荷载、环境、材料组成、结构层组合、施工和养护等条件的变异,损害形态是多种多样的。从表象上看,有各式各样的裂缝,如横向或纵向裂缝、块状裂缝和网状裂缝(龟裂)等;也有各种类型的变形,如沉陷、车辙、搓板、推移和拥起等;表层有时可能还有各种露骨、松散、剥落、坑槽和泛油等现象的出现。早期路面病害的存在对行车安全造成不良影响,因此,对于路面早期病害应当及早发现,及早处理。
一、路面裂缝
(一)路面裂缝的的类型及原因
1、横向裂缝。主要表现为温缩裂缝及半刚性基层沥青路面的反射性裂缝两种形式:①温缩裂缝。沥青路面的低温开裂有两种情况。一种是由于气温突然下降造成面层温度收缩,在有约束力的沥青层内产生的温度应力超过沥青混凝土抗拉强度时造成的开裂。另一种是由于气温的反复升降导致沥青混凝土的温度应力疲劳,以及混凝土的极限拉伸应变减少,应力松弛性能降低,最后导致在并不大的温度应力下即可开裂。②半刚性基层沥青路面的反射性裂缝。半刚性基层较高的强度会产生很大的干缩性,加上昼夜温差变化产生裂缝,从而导致面层产生反射裂缝。
2、纵向裂缝及网裂。主要表现为自上而下的表面裂缝和自下而上的疲劳裂缝两种形式:①自上而下的表面裂缝。是由于施工时的层间污染导致沥青表面层或中面层与下面的沥青层脱开所造成的;②自上而上的疲劳裂缝(网裂、龟裂)。当沥青层的层底拉应变大于极限拉伸应变时,路面将发生损坏。这是典型的结构性破坏。
3、沉降或沉陷裂缝。由于路基不均匀沉降在路面上引起的开裂。
4、构筑物接头裂缝。主要是台背填土压实不足造成。
(二)路面裂缝的处理
路面裂缝有多重处理方法,这里主要介绍灌缝法。在灌缝之前必须先进行缝隙清理,裂缝清理干净后,根据缝宽采取不同的处理方案:
1、宽度小于1mm的裂缝:
用20ml注射器沿裂缝方向均匀注入乳化沥青,不少于三遍。第一遍乳化沥青必须均匀饱满,使其有足够的下渗量。第二遍间隔10-15分钟,重点对下渗较快的部位进行找补,直到不再下渗为止。第三遍间隔10-15分钟对整条缝进行再次灌缝。注意在注射乳化沥青时不要将其滴至裂缝外,若滴至裂缝外立即用海绵将其清理干净,避免污染路面。灌缝完毕,待乳化沥青破乳后沿缝洒一层经筛细的石灰岩石粉,厚度不小于1cm,人工采用橡胶锤将其捣实,再用毛刷将周边清理干净。如有捣实不严人工进行找补。灌缝完毕,开放交通。跟踪观察:对处理完毕已通车的裂缝,设专人进行不间断观察其效果,如发现填缝料被车轮碾出,要及时重新灌缝。
2、宽度1mm-3mm裂缝
用40ml注射器沿裂缝从低处向高处均匀注入乳化瀝青,不少于三遍。第一遍乳化沥青必须均匀饱满,使其有足够的下渗量。第一遍不再下渗时,进行第二遍找补。待第二遍破乳后,进行第三遍注射间隔20-25分钟。注意在注射乳化沥青时不要将其滴至裂缝外,若滴至裂缝外立即用海绵将其清理干净,避免污染路面。灌缝完毕,待乳化沥青破乳后沿缝洒一层石灰岩石粉,厚度不小于1cm,人工采用橡胶锤将其捣实,再用毛刷将周边清理干净。如有捣实不严人工进行找补。灌缝完毕,开放交通。跟踪观察:对处理完毕已通车的裂缝,设专人进行不间断观察其效果,如发现填缝料被车轮碾出,要及时重新灌缝。
二、车辙
车辙是在行车荷载重复作用下,路面产生累计永久性的带状凹槽。其病害属变形类型,除了影响行车舒适外,车辙还对交通安全有直接影响。车辙形成的因素很多,主要有沥青混合料配比、沥青等级、级配和交通荷载、环境温度、施工中的压实等因素。
治理方法:
1、如仅在轮迹处出现下陷,而轮迹两侧未出现隆起时,则可先确定修补范围,一般可目测或将直尺架在凹陷上,与长直尺底面相接的路面处可确定为修补范围的轮廓线,沿轮廓线将5 cm~10 cm 宽的面层完全凿去或用机械铣削,槽壁与槽底垂直,并将凹陷内的原面层凿毛,清扫干净后,涂刷0.3 kg/m2~0.6 kg/m2 黏层沥青,用与原面层结构相同的材料修补,并充分压实,与路面接平。
2、如在轮迹的两侧同时出现条状隆起,应先将隆起部位凿去或铣削,直至其深度大于原面层材料最大粒径的2 倍,槽壁与槽底垂直,将波谷处的原面层凿毛,清扫干净后涂刷0.3 kg/m2~0.6 kg/m2 黏层沥青,再铺筑与面层相同级配的沥青混合料,并充分压实与路面接平。
3、如因基层强度不足,水稳性不好等原因引起车辙时,则应对基层进行补强或将损坏的基层挖除,重新铺筑。新修补的基层应有足够的强度和良好的水稳性,坚实平整;如原为半刚性基层,可采用早期强度较高的水泥稳定碎石修筑。但基层厚度不得小于15 cm。修补时应注意与周边原基层的良好衔接。
三、泛油
新建沥青混凝土路面在通车后的第一个高温季节,特别在连续多天高温后,在大量行车特别是在重载车辆作用下进一步压实,易导致沥青混凝土内部过多的自由沥青向上移动,产生泛油现象,油石比偏大地段表现的尤为明显。高温季节雨水侵入沥青混凝土内部后,如沥青与矿料的粘结力不足,沥青很快会从集料表面剥落并向上移动,产生更严重的泛油现象。泛油产生的原因主要有:
1、混合料组成设计不当
2、混合料拌和控制不严:在沥青混合料拌和时矿粉等细料含量较难准确控制,如细料含量过少,混合料比表面积较小,则沥青用量相对较多,也易泛油。 3、粘层油用量不当:在施工沥青面层前往往需在基层顶面喷洒粘层油或做沥青封层(特别是在基层完工与沥青面层施工间隔较长的情况下),由于施工工艺掌握不好,粘层油用量不当或喷洒不均匀而导致面层局部泛油。
4、施工质量较差:因摊铺时混合料产生离析,局部细料过分集中,也易泛油。
5、水损坏:雨水渗入使下层沥青与石料剥离,在动水作用下,沥青膜剥落、上浮引起表层泛油。
处理措施:
1、在轻微泛油的路段,可撒上3~5mm粒径的石屑或粗砂,并用压路机或控制行车碾压:在泛油较重的路段,可先撒上5~10mm粒径的碎石,用压路机碾压。待稳定后,在撒3~5mm粒径的石屑或粗砂,并用压路机或控制行车碾压。
2、面层混合料中沥青含量过高,且已形成软层的严重泛油路段,可视情况采用下述方法之一。(1)先撒一层10~15mm粒径(或更大的)碎石,用压路机将其强行压入路面,待基本稳定后,再分次撒上5~10mm粒径的碎石,并碾压成型。(2)将沥青含量过高的软层铣刨清除后,重做面层。
四、拥包
沥青路面产生推移拥包的因素是多方面的,如交通量的大小、車辆超载情况、温度、路线线型、路面设计、路面材料、路面施工工艺及施工机械水平等。在沥青路面运行早期,沥青混合料中的颗粒构成尚不稳定,处于微移动阶段,沥青路面结构层的抗弯拉强度及抗冲击强度均没有达到最佳值。而早期重型车的通行使结构层的拉应力远远大于沥青面层的抗弯拉强度,经车轮重复碾压.形成车辙,出现推移拥包,直接导致沥青路面的稳定性破坏。
拥包产生的具体原因是:
1、沥青面层中沥青含量过多、粘度和软化点偏低,矿料级配不良,细料偏多,致使面层材料自身的高温抗剪强度不足,在行车作用下产生拥包。
2、基层局部含水量过大,水分滞留于基层,或基层浮土过多,或透层沥青洒布不合要求等原因,影响面层和基层之间的结合,在行车水平力的作用下,使路面产生推移而形成局部不规则隆起的变形。
3、由于基层局部强度不足或水稳性不好,使基层松软在行车作用下,形成局部拥包。
根据拥包产生的不同情况,可采用下列维修方法:
1、对于轻微而且稳定的拥包,用铣刨机在气温较低时削平即可。
2、对于由面层原因产生的严重拥包,可在气温较高面层发软后铲除,然后洒一层粘层沥青,重新铺筑沥青混合料,找平压实;如油层较厚,可在气温较低时,用铣刨机铣平,洒一层粘层沥青,随及撒一层0.3~0.6cm的石屑,扫匀,用轮胎压路机碾压即可。
3、因基层强度不足或基层松软,形成的较大面积拥包,应将基层挖除,重新铺筑基层,然后再作面层。
结束语
混凝土道路的裂缝可能会经常出现,如果能引起人们的重视,在混凝土道路出现细小或非破坏性裂缝时,就采用恰当的方法进行处理,不但能大大减少修补费用,而且可以延长混凝土道路的使用寿命。
参考文献:
[1] 沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防[M].北京:人民交通出版社,2011.
[2]沥青铺装层病害防治与典型实例[M].北京:人民交通出版社,2010.
[3]于本信.怎样修好沥青混凝土路面[M].北京:人民交通出版社,2005.
[4]吴赣昌,凌天清.半刚性基层温缩裂缝的扩展机理分析[J].中国公路学报,2008(01).