瀝青混凝土路面病害及養(yǎng)護(hù)
2012-01-05 來(lái)源:建設(shè)工程網(wǎng)
高速公路建成通車后,其養(yǎng)護(hù)與維修就成為保證其服務(wù)質(zhì)量和使用壽命的重要手段。由于高速公路交通流量大、行駛速度高,其養(yǎng)護(hù)工作在保證施工質(zhì)量的前提下,應(yīng)及時(shí)、快速、安全且不能中斷交通。同時(shí),應(yīng)最大限度實(shí)行機(jī)械化養(yǎng)護(hù),加強(qiáng)路上工人的安全保護(hù),盡量避免頻繁調(diào)動(dòng)機(jī)械設(shè)備。太舊高速公路自通車以來(lái),發(fā)生過(guò)不同程度各種各樣的病害,我們?cè)趯?duì)這些病害進(jìn)行處治的同時(shí),不斷摸索總結(jié),形成了一套較為完整的做法和經(jīng)驗(yàn)。

    1、高速公路路面病害分類及形成原因

    高速公路通車后,在行車載荷和自然因素作用下,路面可能發(fā)生裂縫、車轍、坑槽、推移、擁包、沉陷、橋頭涵頂跳車、橋面瀝青脫落等常見(jiàn)病害。

    1.1 裂縫

    路面裂縫可分為龜裂(網(wǎng)裂)、縱裂縫、橫裂縫。

    (1)龜裂又稱網(wǎng)裂,通常由于路面整體強(qiáng)度不足、基層濕軟、穩(wěn)定性不良等原因引起。瀝青路面老化變脆,也會(huì)發(fā)展成網(wǎng)狀裂縫。

    (2)縱裂縫通常產(chǎn)生在拓寬的新舊路面交界處或路基半填半挖處,由路面不均勻沉陷引起。;或在瀝青路面施工的縱向接縫處,由施工接茬處理不善引起;在行車載荷作用下,車轍邊緣也易形成縱縫。

    (3)橫裂縫通常是由于溫度、濕度的變化,路面結(jié)構(gòu)層產(chǎn)生收縮而弓愧的;半剛性基層的收縮裂縫及其面層的反射裂縫,大多是橫向裂縫。不論什么樣的裂縫,在行車載荷和氣溫、雨雪等自然因素反復(fù)作用下,都有加速和擴(kuò)展的趨勢(shì)。

    1.2 車轍

    車轍是在行車載荷重復(fù)作用下,路面產(chǎn)生積累永久性的帶狀凹槽。車轍的產(chǎn)生受內(nèi)因和外因的綜影響,內(nèi)因包括路面結(jié)構(gòu)層次及材料組成,外因包括設(shè)計(jì)、施工、交通條件和氣象條件。

    (1)路面結(jié)構(gòu)及材料組成

    瀝青材料在路面結(jié)構(gòu)中厚度越大,在行車作用下發(fā)生永久變形的變形量越大。故路面結(jié)構(gòu)厚度既要有足夠的承載能力,又要有較好的抗車轍能力。采用剛性或半剛性基層,可以大大減少基層和路基的變形,從而減少路面的整體車轍。瀝青混合料具有一定的蠕變和應(yīng)力松弛現(xiàn)象,在行車載荷作用下,當(dāng)瀝青混合料的受力超過(guò)其彈性極限和屈服點(diǎn),就可能產(chǎn)生塑性變形,不斷積累形成車轍。車轍的形成還與混合料的選擇有一定的關(guān)系。

    (2)設(shè)計(jì)與施工

    瀝青混合料配合比、基層材料配合比以及路基土壤組成等設(shè)計(jì),都可能影響車轍的產(chǎn)生。施工時(shí)路基的壓實(shí)度、排水性能、基層壓實(shí)度、路面熱穩(wěn)定性等是否達(dá)到規(guī)范要求也都會(huì)影響車轍的產(chǎn)生。

    (3)道路交通條件

    大量重型或超載車輛在路上行駛,由于其單軸載荷加大,從而更容易產(chǎn)生車轍。

    同時(shí)車輪在不斷地磨損路面,特別是在車輛行駛較多的主車道上,也是產(chǎn)生車轍的原因。

    (4)氣象條件

    由于瀝青混合料是彈塑性材料,瀝青路面是黑色路面,吸收熱量能力強(qiáng),所以在氣溫較高時(shí),路面在行車載荷反復(fù)作用下極易產(chǎn)生車轍。在下雨或下雪時(shí),由于雨水滲透侵蝕了基層材料,使其軟化,從而使車轍擴(kuò)大。

    1.3 坑槽

    坑槽是瀝青混凝土路面常見(jiàn)的病害,其產(chǎn)生的原因有:

    (1)施工時(shí)混合料溫度太高,使瀝青老化,粘結(jié)力降低,脆性增加,在行車載荷作用下易形成坑槽;混合料溫度太低,使攤鋪不夠均勻,壓實(shí)不充分,導(dǎo)致壓實(shí)度不夠,也易形成坑槽。

    (2)路面的下面層標(biāo)高控制不嚴(yán),導(dǎo)致瀝青上面層結(jié)構(gòu)厚度不夠,從而在行車載荷作用下,這部分混合料易被“帶走”,形成坑槽。

    (3)路面裂縫后,水滲到基層,在行車載荷作用下,基層可能發(fā)生松散、沉陷,從而造成面層進(jìn)一步龜裂。如此反復(fù)循環(huán),瀝青面層將發(fā)生脫落沉陷,形成坑槽。

    1.4 沉陷

    路面發(fā)生的沉陷可分為兩類:局部沉陷和大面積的下陷。

    (1)局部小面積沉陷一般是由基層局部成形不足、強(qiáng)度不夠,在行車載荷作用下,路面發(fā)生龜裂,當(dāng)水滲人后,將已經(jīng)損壞的基層進(jìn)一步軟化,從而使面層形成沉陷。

    (2)大面積下陷一般是由路基不均勻沉降或局部滑移而引起的。

    1.5 推移、擁包

    推移擁包在高速公路上不是很常見(jiàn)的病害,其形成原因有:

    (1)瀝青混合料配合比不合理,瀝青含量偏高,在氣溫較高時(shí),在行車載荷反復(fù)作用下,面層可能發(fā)生推移。

    (2)基層和面層沒(méi)有粘結(jié)好,在車輛高速行駛時(shí),面層可能相對(duì)于基層發(fā)生移動(dòng),從而發(fā)生擁包推移。

    1.6 橋頭涵頂跳車

    橋臺(tái)臺(tái)背填土?xí)r壓實(shí)不夠而引起路基不均勻沉降,從而使路面產(chǎn)生沉陷,形成跳車。

    1.7 橋面脫落

    中粗粒式瀝青混凝土封水性能不佳,當(dāng)橋面排水不暢時(shí),容易在瀝青面層與橋面之間存水,冬季易產(chǎn)生凍脹破壞,在行車載荷作用下,路面容易產(chǎn)生龜裂甚至脫落。特別是在冬季降雪或結(jié)冰后,進(jìn)行撒鹽融化,由于鹽水對(duì)水泥混凝土有腐蝕作用,故當(dāng)鹽水滲透到橋面上時(shí),會(huì)對(duì)橋面產(chǎn)生不同程度的腐蝕,形成灰漿,從裂縫里反滲到路面面層上,在行車載荷作用下,路面面層很快產(chǎn)生龜裂、脫落、坑槽。

    高速公路路面病害雖然從理論上分為以上幾種,但實(shí)際上往往是一塊損壞的路面多種病害并存,如裂縫、車轍、坑槽、沉陷并存。

    2、高速公路路面病害機(jī)械化養(yǎng)護(hù)方案

    在對(duì)病害處治之前,要對(duì)病害進(jìn)行實(shí)地調(diào)查。然后根據(jù)病害的類型、面積大小、施工的難易程度、交通流量的大小等確定最佳處治方案,保證養(yǎng)護(hù)工作快速、高效、安全。

    2.1 單根式的縱向或橫向裂縫

    一般在冬季進(jìn)行灌縫處理。太舊高速公路從德國(guó)進(jìn)口了兩臺(tái)Breining灌縫機(jī),專門(mén)用于灌縫作業(yè)。施工工藝為:用一種手推噴槍把加熱后的壓縮空氣吹向裂縫,這既可以將縫里雜物吹干凈,又可加熱縫兩側(cè)的瀝青混凝土,然后用瀝青噴槍將灌縫機(jī)上已加熱熔化的瀝青灌人裂縫,最后將多余或誤灑的縫外的瀝青清除干凈即可。

    2.2 局部龜裂、坑槽、小面積沉陷的修補(bǔ)

    可統(tǒng)稱為“小坑槽修補(bǔ)”,其機(jī)械配置為:切割機(jī)、銑刨機(jī)、瀝青灑布車、綜合養(yǎng)護(hù)車、手扶式壓路機(jī)、光輪膠輪壓路機(jī)。施工工藝為:用切割機(jī)將修補(bǔ)的范圍切割出來(lái);用銑刨機(jī)(或人工)將病害的路面挖除,要確保將損壞的混合料都清除干凈,坑底達(dá)到堅(jiān)實(shí)面層;在坑內(nèi)灑布透層油,槽壁要涂刷新的瀝青;用綜合養(yǎng)護(hù)車(或人工)將混合料鋪滿鋪平坑槽;用光輪膠輪壓路機(jī)(手扶式壓路機(jī))碾壓新鋪混合料,直到碾壓密實(shí),新舊混合料結(jié)合緊密、無(wú)縫隙。

    用綜合養(yǎng)護(hù)車進(jìn)行路面修補(bǔ),它不切邊、不清除損壞的路面,而是對(duì)損壞路面進(jìn)行高溫加熱,使其與新鋪料結(jié)合到一起,然后用壓路機(jī)進(jìn)行碾壓。

    2.3 大面積的龜裂和沉陷、嚴(yán)重的車轍、橋頭涵頂跳車、橋面脫落或局部路面翻修

    這些病害的處治可列人“專項(xiàng)工程”,需專門(mén)組織立項(xiàng)進(jìn)行施工。其機(jī)械配置為:切割機(jī)、銑刨機(jī)、瀝青灑布車、自卸汽車、瀝青拌和機(jī)、攤鋪機(jī)、光輪膠輪壓路機(jī)、劃線車。“專項(xiàng)工程”機(jī)械化護(hù)在其施工之前要對(duì)一些不完全是由路面原因引起的病害作前期處治,比如:

    (1)大面積的路面嚴(yán)重破損,要調(diào)查基層情況,如發(fā)現(xiàn)基層也嚴(yán)重?fù)p壞,則應(yīng)進(jìn)行徹底的處理,小面積可用瀝青碎石或粗粒式瀝青混凝土填補(bǔ),大面積的則需重做水泥碎石基層。

    (2)大面積嚴(yán)重沉陷,要調(diào)查沉陷的形成原因,如屬路基不均勻沉陷或滑移,要對(duì)路基進(jìn)行穩(wěn)固理。比如可進(jìn)行速效水泥灰漿灌樁,然后等路基穩(wěn)定后,對(duì)超過(guò)15.M的沉陷做水泥碎石基層,超過(guò)10cm的沉陷進(jìn)行瀝青碎石或粗粒式的瀝青混凝土填補(bǔ)。

    (3)對(duì)于橋面龜裂脫落,要在銑刨完瀝青路面后,對(duì)橋面進(jìn)行認(rèn)真檢查,徹底清除橋面上的存水和脫落的雜質(zhì),對(duì)于橋面損壞較為嚴(yán)重的部位要進(jìn)行水泥混凝土加固。

    2.4 高速公路大修工程

    這是指當(dāng)高速公路達(dá)到其服務(wù)周期后進(jìn)行的使其全面恢復(fù)其設(shè)計(jì)狀態(tài)的施工,如整段路面翻修。整段路面罩面。它可以參照高速公路路面施工方法,這里不作多述。

     3、“專項(xiàng)工程”機(jī)械化養(yǎng)護(hù)施工技術(shù)

    “專項(xiàng)工程”補(bǔ)修一般來(lái)說(shuō)處理的病害面積較大,施工工藝較復(fù)雜繁瑣,機(jī)械化程度也較高。它是路面病害處治較為常用、有一定技術(shù)含量的施工方法,下面作具體闡述。

    3.1 施工工藝流程

    3.2 施工組織技術(shù)

    在開(kāi)始施工之前要對(duì)路面病害段、樁號(hào)、路面標(biāo)高、寬度、病害范圍、轉(zhuǎn)彎半徑、超高超寬、縱坡橫坡、路面結(jié)構(gòu)、瀝青混凝土級(jí)配、原材料產(chǎn)地和型號(hào)規(guī)格等作全面的了解和詳細(xì)的記錄,并要嚴(yán)格依照這些數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工。

    3.2.1 互路面銑刨

    路面銑刨包括:刨前路面測(cè)量、切割機(jī)切邊。銑刨機(jī)銑刨、廢料運(yùn)輸、刨邊角、清掃余渣、灑布乳化瀝青。

    (1)刨前路面測(cè)量。通過(guò)測(cè)點(diǎn)高程的比較來(lái)確定補(bǔ)修的面積、銑刨的面積和銑刨深度。

    (2)切割機(jī)切邊。確定補(bǔ)修面積后,要用切割機(jī)將邊線切出來(lái),這主要是為了保證坑槽槽壁垂直、槽邊整齊。

    (3)銑刨機(jī)銑刨。依據(jù)工程技術(shù)人員提供的銑刨面積和銑刨深度沿著行車方向逐刀地進(jìn)行銑刨。一般來(lái)說(shuō)銑刨的深度(即路面面層最小結(jié)構(gòu)厚度)為3-4cm,但如果坑槽中有松散物或藏水,則應(yīng)加大銑刨深度,直至徹底露出堅(jiān)實(shí)底層為止。對(duì)于未銑刨但需加鋪的路面,銑刨機(jī)要在來(lái)回行駛過(guò)程中將其拉毛,拉毛痕跡深度為3-5mm.

    (4)廢料運(yùn)輸。銑刨機(jī)銑刨時(shí),通過(guò)傳輸皮帶將廢舊混合料裝上運(yùn)輸車輛,運(yùn)到固定地點(diǎn)進(jìn)行存放。

    (5)刨邊角、清除余渣。用綜合養(yǎng)護(hù)車(液壓鎬或人工)將銑刨機(jī)人(提)刀的斜邊與切割機(jī)切縫間的少部分殘留路面清除掉,然后人工將坑槽內(nèi)殘留雜物清掃干凈。

    (6)噴灑乳化瀝青。用瀝青灑布車將乳化瀝青噴灑于槽內(nèi)及槽邊接口,經(jīng)2-3h后,乳化瀝青破乳,即可進(jìn)行攤鋪?zhàn)鳂I(yè)。

    3.2.2  瀝青混合料攤鋪

    攤鋪?zhàn)鳂I(yè)是整個(gè)補(bǔ)修過(guò)程中保證施工質(zhì)量的關(guān)鍵一環(huán)。

    (1)由于采用滑靴找平施工,對(duì)下承層平整度要求甚為嚴(yán)格,故路面補(bǔ)修應(yīng)盡可能采用掛線法施工。

    (2)在攤鋪?zhàn)鳂I(yè)之前,應(yīng)對(duì)施工段的測(cè)點(diǎn)進(jìn)行重新測(cè)量,確定其攤鋪厚度,然后打鋼釬、掛鋼絲繩,確定整個(gè)攤鋪面。

    (3)當(dāng)坑槽深度超過(guò)10cm時(shí),應(yīng)分層進(jìn)行攤鋪。此時(shí)下承層的接頭一定要平整,平整度保持在5mm之內(nèi)。一般情況是用銑刨機(jī)將下承層接頭處銑成臺(tái)階,切割機(jī)將槽壁切直,刨邊、清除雜物后,進(jìn)行攤鋪、碾壓、冷卻。

    (4)攤鋪厚度應(yīng)考慮虛鋪系數(shù)。

    (5)對(duì)于攤鋪不到的邊角,要人工即時(shí)進(jìn)行填補(bǔ),對(duì)于新舊路面的接口要篩分一些細(xì)料,然后人工進(jìn)行整平。

    (6)攤鋪一旦開(kāi)始,應(yīng)盡量避免停機(jī),直到鋪完坑槽的半幅為止。同時(shí)攤鋪機(jī)應(yīng)勻速行駛,速度控制在3-5m/min為佳。

    3.2.3  瀝青混合料壓實(shí)

    碾壓采用光輪膠輪壓路機(jī),分初壓、復(fù)壓、終壓三道工序。

    (1)碾壓要及時(shí),應(yīng)盡量在較高的溫度和較短的時(shí)間內(nèi)完成碾壓。

    (2)碾壓要從坑槽兩邊開(kāi)始,以1/3輪競(jìng)壓在新鋪路面上來(lái)回碾壓,逐漸向坑槽中間移動(dòng)。同時(shí),碾壓應(yīng)按階梯形逐步向前推進(jìn)。

    (3)初壓采用雙鋼輪壓路機(jī)靜壓2-遍,復(fù)壓采用振動(dòng)壓實(shí)4-6遍,終壓用膠輪壓路機(jī)壓實(shí)2-4遍。

    (4)對(duì)于新舊路面橫向接縫,可采用小型壓路機(jī)進(jìn)行碾壓,以10-20cm輪競(jìng)壓實(shí)新路面,逐漸向新鋪層移動(dòng),直至全輪壓實(shí)在新鋪層上。

    (5)壓路機(jī)轉(zhuǎn)向、調(diào)頭要在;日路面上進(jìn)行。

    3.2.4  瀝青混合料拌合和運(yùn)輸

    由于攤鋪的不連續(xù)性,所以拌合廠要有足夠大的熱料儲(chǔ)存罐。

    (1)對(duì)于瀝青混合料的級(jí)配,由于原材料、施工環(huán)境和拌和條件都與路面最初施工時(shí)存在差異,所以標(biāo)準(zhǔn)級(jí)配可以適當(dāng)

    3.2  施工組織技術(shù)

    在開(kāi)始施工之前要對(duì)路面病害段、樁號(hào)、路面標(biāo)高、寬度、病害范圍、轉(zhuǎn)彎半徑、超高超寬、縱坡橫坡、路面結(jié)構(gòu)、瀝青混凝土級(jí)配、原材料產(chǎn)地和型號(hào)規(guī)格等作全面的了解和詳細(xì)的記錄,并要嚴(yán)格依照這些數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工。
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