摘要:在我国的高等级公路中,绝大多数都采用沥青路面。沥青路面具有表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪声低、施工期短、养护维修简便、适宜于分期修建、能够利用石化企业副产品等优点,因而获得越来越广泛的应用。但是,几乎所有沥青路面都有不同程度的破坏现象。如何很好地解决这些现象成为我们道路建设者的当务之急。
关键词:沥青路面;破坏现象;防护
Abstract: For many years to solve dam hydraulic seepage problem, seek a kind of economic and reliable and advanced technology of the seepage control method. In the hydraulic engineering construction, a large number of reservoir engineering, since at that time constraints, many works on the dam foundation seepage control measures are inadequate, resulting in more serious dam foundation seepage problem. High pressure jet grouting to reinforcement of earth rockfill dam is a new technique, it has a good technical and economic performance, good anti-seepage effect, wide application range. The popularization and application of new technology in the reinforcement of earth rockfill dam is very important.
Key words: hypertension; shotcrete; seepage prevention
中图分类号:U415 文献标识码:A
一、引言
高等级公路中沥青路面在使用过程中都有不同程度的问题。笔者简要介绍沥青路面早期破坏的现象及如何防护避免出现这些问题
二、沥青混凝土路面早期病害成因
造成沥青混凝土路面早期病害的因素很多,但综合起来主要有裂缝、水破坏、松散、泛油、推移等以及路面结构设计不合理、现场施工质量控制不严、投入运营后超载车辆管理不严、气候条件影响等多方面。
1、 裂缝
高速公路沥青混凝土路面裂缝主要有纵向裂缝,横向裂缝和网裂三种形式,以下将分别介绍。
1.1纵向裂缝
纵向裂缝形成的主要原因有以下三个方面 :
1.1.1地基原因
1.1.2路基路面施工原因
1.1.3水的渗透破坏
1.2横向裂缝
横向裂缝通常不是由于荷载作用引起的。其成因主要有三个:
1.2.1材料收缩引起横向裂缝
1.2.2沥青及混凝土的温缩引起的裂缝
1.2.3差异沉降引起的横向裂缝
1.3网 裂
网裂主要是由于路面的整体强度不足而引起的。一个原因可能是路面结构设计不合理,路基路面压实度不足,路面材料配合不当或未拌和均匀等使沥青与石料粘结性差;另一个原因可能是由于路面出现横向或纵向裂缝后未及时封填,致使水分渗入下层,使基层表面被泡软,在汽车荷载反复作用下,粉浆通过面层裂缝及空隙被压到表面产生唧浆,基层表面被逐步淘空,产生网裂。另外,沥青老化和汽车严重超载,使基层产生疲劳破坏也是导致沥青面层形成网裂的重要原因。
为预防网裂必须加强货车的载重管理,在路面出现裂缝时要及时修补处理。
2、 水破坏
所谓水破坏即降水透入路面结构层后使路面产生早期破坏的现象,它是目前沥青混凝土路面早期病害中最常见也是破坏力最大的一种病害。水破坏的主要破坏形式有:网裂、坑洞、唧浆、辙槽等。
由于水渗入表面层后滞留在表面层的下部和下层的交界面上,因此在长期行车荷载作用下,沥青膜开始从面层的底部剥落并逐渐向上扩展,随着下部大量碎石上沥青的剥落,沥青混凝土也就失去了强度从而产生网裂和形变。
形成水破坏的原因除沥青混合料不均匀、空隙率过大有关外,还与沥青和碎石间的粘结性能或有无抗剥落剂、交通量大小、重载车比重及公路沿线降雨量等因素有关。在我国南方潮湿地区,沥青路面的水破坏数量及速度比北方干旱地区严重的多。近年来我国部分高速公路开始采用改性沥青或加抗剥落剂的SMA路面,虽然产生水破坏的数量和速度明显改观,但只要混凝土不均匀自由水能够进入并滞留的地方也不同程度的产生了水破坏。
3、 松散
松散是由于沥青混凝土表面层中的集料颗粒脱落,从表面向下发展的渐进过程。集料颗粒与裹覆沥青之间丧失粘结力是颗粒脱落的主要原因。可能导致松散的情况还有:
3.1集料颗粒被足够厚的粉尘包裹,使沥青膜粘结在粉尘上,而不是粘结在集料颗粒上,表面的摩擦力磨掉沥青膜,并使集料颗粒脱落。这种情况的产生主要是由于集料含泥量超标所造成的。
3.2表面离析处往往缺少大部分细集料,离析面上粗集料与粗集料相接触,但只有在少数接触点沥青膜与集料粘结。随时间增长,沥青会老化,沥青膜剥落会使沥青与集料的粘结力减弱,孔隙中的水冻结会破坏粘结力,或足够大的摩擦力会破坏离析面上的集料颗粒而产生松散。
3.3沥青混凝土面层要有高密实度才能保证沥青混合料的粘聚力,如果混合料密实度不够,集料就容易从混合料中脱落而形成局部松散。
4、 泛油
沥青用量过大是产生沥青面层泛油的最主要原因。而沥青用量过大的主要原因有:
4.1沥青混合料配合比设计的击实功不够
4.2施工控制不严和管理不善
4.3少数施工单位习惯于使用沥青用量过大的混合料
三、沥青混凝土路面早期病害预防措施
沥青混凝土路面早期病害不能彻底消除,但是可以通过优化设计、加强施工管理、提高现场施工质量等措施去预防,将其危害降到最低,从而延长沥青混凝土路面的使用寿命。
1、 裂缝
由于温度变化引起的温度裂缝,沥青往往随着时间增长而老化,沥青面层的抗裂缝能力会逐年降低,所以采用优质沥青会明显减少温度裂缝。试验证明,在其它条件相同的情况下,采用较稀(针入度大)的沥青有利于减少温度裂缝。另外,沥青混凝土面层抗温度裂缝的能力与混凝土均匀性、压实度和空隙率有关。混凝土均匀、压实度高、空隙率小,混凝土强度高且比较均匀,面层表面的薄弱处也就越少。
另外,沥青面层常有因基层施工质量不高而引起的反射裂缝。因此,在基层施工中,及时的养护、良好的接头处理及整体强度是有效防治沥青面层反射裂缝的有效方法之一。
1.1对于纵向裂缝的处治方法主要有以下几种:
1.1.1对于缝宽小于3mm的裂缝可不作处理,大于3mm小于5mm的纵向裂缝,可将缝隙刷扫干净,并用压缩空气吹净尘土后,采用热沥青或乳化沥青灌缝撒料法封堵。
1.1.2如纵缝进一步发展,出现啃边、错台且裂缝宽大于5mm,则需铣刨上面层和中面层(铣刨宽度为裂缝两侧各1m),并对裂缝按方法①先行填实,沿纵缝铺设玻璃格栅,摊铺中面层,然后在中面层上沿纵向每隔5m设宽为1.2m的玻璃格栅,最后再摊铺上面层。
1.1.3对于尚未稳定的纵向裂缝,除按方法1.1.1处治外,还应根据裂缝成因,采取排水、边坡加固等措施,以使裂缝稳定不继续发展。
1.2对于横向裂缝的处治方法主要有以下几种:
1.2.1对于基层开裂引起的反射裂缝及沥青混凝土温缩等引起的横向裂缝,如缝宽较小可不予处理,如宽度在3mm以上,可将缝隙刷扫干净,并用压缩空气吹净尘土后,采用热沥青或乳化沥青灌缝撒料法封堵。如缝宽在5mm以上,可将缝口杂物清除,或沿裂缝开槽后用压缩空气吹净,采用砂料式或细粒式热拌沥青混合料填充捣实,并用烙铁封口。
1.2.2对于由土基沉降引起的横向裂缝,如出现错台、啃边、裂缝宽度大于5mm以上的,则需沿横缝两侧各50cm~100cm范围开槽,挖除上面层,按照方法(1)先将裂缝填实,然后沿横缝加铺玻璃格删,重新摊铺上面层。
1.3对于网裂的处治方法:
对于轻微网裂可用玻璃纤维布罩面,对于大面积的网裂、常加铺乳化沥青封层或在补强基层后,再重新罩面,修复路面。
2、水破坏
有效防治水破坏发生,应从以下几点着手:
2.1选择合适的混凝土类型
沥青面层各层应尽量使用空隙率≯5%的密实型沥青混凝土。从当前的技术水平看,密实式粗集料断级配沥青混凝土既具有良好的不透水性,又具有明显优于连续级配沥青混凝土(如AC-16Ⅰ、AC-20Ⅰ、AC-25Ⅰ)的高温抗永久形变能力,用前者作为表面层时,还具有良好的抗滑性能。
2.1使用优质沥青及抗剥落剂以增强沥青与碎石的粘附性
一般情况下,酸性石料(花岗岩、玄武岩等)与沥青的粘附性较差,所以在高等级公路中,宜使用针入度较小的沥青并采用抗剥落剂。
2.3提高施工质量
在施工过程中必须注意沥青混凝土拌合的均匀性,防止粗细集料离析。严格控制沥青混合料拌合温度、出场温度及碾压温度,混合料拌合温度过高会容易造成沥青老化,与集料的粘附性也会明显降低,严重时会造成面层局部色泽不一致等现象。设法加强沥青面层间粘结力也是有效防治水破坏的措施之一。
2.4严格控制超载车辆
公路管理部门应该按照《公路法》及交通部《超限运输车辆行驶公路规定》的要求对超载车辆进行强制卸载,并在入口处设卡不得让超载车辆进入高速公路。
2.5优化设计
沥青面层层间应使用防水材料,无论是何种沥青混合料,必然有一定的空隙率存在,就会遭受一定的水破坏。在沥青面层表面涂上防水材料,形成一种不透水的薄膜封层,能使沥青面层中因降雨而聚集的水大大减少。
3、松散
松散的产生往往是由于沥青混凝土面层强度不足、压实度过小、面层内部空隙率过大而造成的。所以为有效预防松散现象的产生,应该做到:
3.1选用合格的原材料,特别严格控制细集料含泥量及矿粉掺量以增强沥青混合料的粘结力。
3.2严格控制施工温度及压实效果。沥青混合料施工温度过高会导致沥青老化,降低与矿料的粘附性;温度过低会导致混合料压实困难,造成混合料内部空隙率过大。
3.3严格控制沥青混合料均匀性,防止混合料离析。
4、泛油
由于泛油往往是沥青用量过大造成的,所以在配合比设计阶段必须严格按照试验规程进行最佳油石比的选定;在施工过程中严格按照工程师批准的配合比进行施工,任何人不得随意改变生产配合比。
四、总结
沥青混凝土路面早期病害成因众多,在实际工作中,要从多方面考虑,预防为主。从设计,材料选择,施工及后期养护中都要慎重考虑。
《高速公路沥青路面维护学术期刊征稿》
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高速公路沥青路面维护学术期刊征稿
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