城市道路瀝青混凝土路面病害預(yù)防措施
2013-04-11
一、瀝青路面破壞形式
瀝青路面的路用性能要求路面具有一定的強(qiáng)度、剛度、平整度和足夠的承載能力,同時(shí)具有較好的高溫穩(wěn)定性和低溫開裂性。瀝青路面的破壞形式主要包括裂縫、車轍、翻漿、擁包等。
1、路面縱橫向裂縫：裂縫是路面早期破壞最常見的病害之一,它的危害在于從裂縫中不斷進(jìn)入水分使基層甚至路基軟化,導(dǎo)致路面承載力下降,加速路面破壞。其中包括橫向裂縫和縱向裂縫兩部分。
（1）橫向裂縫。橫向裂縫可分為荷載性裂縫和非荷載性裂縫兩大類。荷載性裂縫是由于設(shè)計(jì)不當(dāng)和施工質(zhì)量低劣,或由于車輛嚴(yán)重超載,致使瀝青面層或半剛性基層內(nèi)產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過其疲勞強(qiáng)度而開裂。非荷載性裂縫是橫向裂縫的主要形式,它分瀝青面層溫度收縮性裂縫和基層反射性裂縫兩種情況。
?。?）縱向裂縫?？v向裂縫可分為兩種情況:一種情況是由于路基壓實(shí)度不均勻?qū)е碌穆访娌痪鶆虺料菟鸬目v向裂縫;另一種情況是瀝青面層分幅攤鋪時(shí),兩幅接茬未處理處,在行車荷載作用下,易形成縱向裂縫?？v向裂縫多發(fā)生在半填半挖路基處,主要由路基的不均勻沉降造成。道路縱向裂縫如治理不及時(shí),長時(shí)間雨雪水的灌入,2m以外部分滑動(dòng)加快,行車道在重載車的作用下,在3m～4m部位出現(xiàn)第二道裂縫,這時(shí)第一道與第二道裂縫之間形成一個(gè)板塊,這一板塊開始下沉,出現(xiàn)順行車道區(qū)一個(gè)U型路面帶,嚴(yán)重時(shí)對(duì)路面發(fā)生條塊形碎裂,對(duì)行車的影響非常大。
2、車轍：車轍是在行車荷載重復(fù)作用下，路面產(chǎn)生累計(jì)永久性的帶狀凹槽。它主要是由于瀝青混合料級(jí)配設(shè)計(jì)不合理、穩(wěn)定性差或由于基層及面層施工時(shí)壓實(shí)度不足,使輪跡帶處的面層和基層材料在行車荷載反復(fù)作用下出現(xiàn)固結(jié)變形和側(cè)向剪切位移引起。其病害屬變形類型,除了影響行車舒適外,車轍還對(duì)交通安全有直接影響。在正常情況下,車轍有3種類型:一是由于荷載作用超過路面各層的強(qiáng)度而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)性車轍;二是瀝青混凝土側(cè)向變形造成的流動(dòng)性車轍;三是施工中瀝青面層本身的壓密問題而造成的車轍。
車轍形成的因素很多,主要有瀝青混合料配比、瀝青等級(jí)、級(jí)配和交通荷載、環(huán)境溫度、施工中的壓實(shí)等因素。
3、翻漿：翻漿是寒冷地區(qū)道路的一種凍害現(xiàn)象。這種現(xiàn)象主要是土基水源的補(bǔ)給和氣溫的變化所造成的。當(dāng)冬天氣溫降低,路基上部土體溫度降低到-3℃～-5℃時(shí),土體內(nèi)的毛細(xì)水和薄膜水都開始凍結(jié)。如果凍結(jié)線暫時(shí)停留在某一深度處,下層未凍區(qū)內(nèi)的毛細(xì)水和薄膜水會(huì)源源不斷地向凍結(jié)線處聚集,并隨即凍結(jié)形成一個(gè)含有大量冰晶體的聚冰層。隨著凍結(jié)線的逐漸向下推移和停留,在更深處還可能形成新的聚冰層。與此同時(shí),路基土體發(fā)生不均勻凍脹,路面被抬高,甚至出現(xiàn)凍脹裂縫,嚴(yán)重者可能隆起幾十厘米。春天氣溫回升,路基的冰晶開始從凍層上部融化,或從上、下兩面融化。因而路基中部化凍比兩側(cè)快,并形成一個(gè)凹槽,路基凹槽中大量水分不能排出,甚至變成稀泥,就使道路失去承載能力。道路在行車作用下路面被進(jìn)一步壓壞,泥漿從路面裂縫里擠出來,產(chǎn)生翻漿的現(xiàn)象。直至凍層完全化凍,水分疏干后,路基才逐漸恢復(fù)承載力。
二、病害預(yù)防措施
1、預(yù)防裂縫與車轍的措施：嚴(yán)格控制瀝青混合料的質(zhì)量,選用高低溫性能好、抗老化性能好、含蠟量低、黏度高的優(yōu)質(zhì)瀝青。在條件許可的情況下,可在瀝青中摻加各種類型的改性劑,以提高其性能指標(biāo)。采用改性瀝青可解決路面抗滑及耐久性問題,使瀝青路面的熱穩(wěn)定性、冷穩(wěn)定性和使用壽命都得到較大的提高,道路病害的出現(xiàn)頻率顯著下降,日常養(yǎng)護(hù)工程量及工程成本大大降低。骨料應(yīng)選用表面粗糙、石質(zhì)堅(jiān)硬、耐磨性強(qiáng)、嵌擠作用好、與瀝青黏附性能好的集料。如果骨料呈酸性則應(yīng)添加一定數(shù)量的抗剝落劑或石灰粉,確?；旌狭系目箘兟湫阅?同時(shí)應(yīng)盡量降低骨料的含水量。另一方面,還應(yīng)注意混合料級(jí)配的確定以及瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性、抗疲勞性及低溫抗裂性。路面表面特性和耐久性是一對(duì)矛盾,相互制約,照顧了某一方面性能,可能會(huì)降低另一方面性能。
2、預(yù)防翻漿的措施：其一,根據(jù)道路等級(jí)和交通量要求,選擇合適的面層類型和適當(dāng)厚度。瀝青混凝土面層已采用二層式或三層式,其中一層須采用密級(jí)配。當(dāng)各層均為瀝青碎石時(shí),基層表面必須做下封層。其二,設(shè)計(jì)時(shí),對(duì)空隙率較大、易滲水的路面,需考慮設(shè)置排除結(jié)構(gòu)層內(nèi)積水的結(jié)構(gòu)措施。其三,用石灰土、石灰礦渣土、石灰碎石土等作為路面基層,這些材料水穩(wěn)性好、整體強(qiáng)度高并有板體作用的結(jié)構(gòu)特點(diǎn),作為路面基層可防翻漿。其四,加強(qiáng)路面或?qū)⒙访嫦乱欢ㄉ疃纫詢?nèi)易致翻漿的土（如粉土）換填好土（如砂礫）。其五,用瀝青、瀝青土、瀝青氈紙、塑料布等做成封閉式隔離層隔斷土壤水分的滲入和聚流,也可用有反濾層的礫石及其他粒料做成透水性隔離層,以排除滲入土基水和防止地下水上升。其六,用爐渣、碎磚、壓縮的泥炭、松柏樹皮、氣泡互不連通的泡沫聚苯乙烯塑料等作隔溫層,阻止路基凍結(jié)線向深處推移,減薄凍層。其七,用顆粒均勻的礫石、碎石等作透風(fēng)的導(dǎo)溫層,使土體迅速向深處凍結(jié),在離路面較近處不致形成有害的聚冰層。
三、治理方法
1、裂縫的治理方法：為防止雨水由裂縫滲透至路面結(jié)構(gòu),對(duì)于細(xì)裂縫（2mm～5mm）可用改性乳化瀝青灌縫;對(duì)大于5mm的粗裂縫,可用改性瀝青（如SBS改性瀝青）灌縫。灌縫前,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3mm～5mm石屑。
2、車轍的治理方法：如僅在輪跡處出現(xiàn)下陷,而輪跡兩側(cè)未出現(xiàn)隆起時(shí),則可先確定修補(bǔ)范圍,一般可目測(cè)或?qū)⒅背呒茉诎枷萆?與長直尺底面相接的路面處可確定為修補(bǔ)范圍的輪廓線,沿輪廓線將5cm～10cm寬的面層完全鑿去或用機(jī)械銑削,槽壁與槽底垂直,并將凹陷內(nèi)的原面層鑿毛,清掃干凈后,涂刷0.3kg/m2～0.6kg/m2黏層瀝青,用與原面層結(jié)構(gòu)相同的材料修補(bǔ),并充分壓實(shí),與路面接平。如在輪跡的兩側(cè)同時(shí)出現(xiàn)條狀隆起,應(yīng)先將隆起部位鑿去或銑削,直至其深度大于原面層材料最大粒徑的2倍,槽壁與槽底垂直,將波谷處的原面層鑿毛,清掃干凈后涂刷0.3kg/m2～0.6kg/m2黏層瀝青,再鋪筑與面層相同級(jí)配的瀝青混合料,并充分壓實(shí)與路面接平。
如因基層強(qiáng)度不足,水穩(wěn)性不好等原因引起車轍時(shí),則應(yīng)對(duì)基層進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)或?qū)p壞的基層挖除,重新鋪筑。新修補(bǔ)的基層應(yīng)有足夠的強(qiáng)度和良好的水穩(wěn)性,堅(jiān)實(shí)平整;如原為半剛性基層,可采用早期強(qiáng)度較高的水泥穩(wěn)定碎石修筑。但基層厚度不得小于15cm。修補(bǔ)時(shí)應(yīng)注意與周邊原基層的良好銜接。
3、翻漿的治理方法：一是采取切實(shí)措施,使路面排水順暢,及時(shí)清除雨水進(jìn)水井垃圾,避免路面積水和減少雨水下滲。二是對(duì)輕微翻漿路段,將面層挖除后,清除基層表面軟弱層,施設(shè)下封層后鋪筑瀝青面層。三是對(duì)嚴(yán)重翻漿路段,將面層、基層挖除,如涉及路基,還要對(duì)路基處理之后,鋪筑水穩(wěn)性好、含有粗骨料的半剛性材料作基層,并用適宜的瀝青結(jié)構(gòu)層進(jìn)行修復(fù)。并做排除路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)積水的技術(shù)措施。
四、結(jié)語
影響瀝青路面破壞的因素很多,也很復(fù)雜,應(yīng)該引起足夠重視。在實(shí)際工作中,應(yīng)根據(jù)其成因從路面設(shè)計(jì)、原材料進(jìn)場(chǎng)到具體施工,有針對(duì)性地采取一系列預(yù)防和改善措施。同時(shí)必須建立、健全質(zhì)量保證體系,從管理部門、設(shè)計(jì)部門到施工部門,層層重視、層層控制、層層落實(shí)。只有這樣,才能從根本上減少瀝青路面破損現(xiàn)象的發(fā)生,使城市道路建設(shè)質(zhì)量全面提高,更上新臺(tái)階。
