城市道路沥青路面常见病害分析及防治

王　祥　李冰凌

摘要:本文介绍了城市道路沥青路面的常见病害,对沥青路面病害产生的原因进行了分析,并提出了相应的预防措施和维修对策。

关键词:沥青路面;横裂;坑槽;泛油

1 概述

城市道路一般指连接城镇、工矿内各地区、各部分,供车辆及行人通行使用,便于居民生活、工作及文化娱乐活动的道路,它是城市经济生活的动脉。道路工程结构通常包括路基、路床、路面及附属设施,路面是由坚实、耐磨的筑路材料铺筑在路床上,供车辆直接在其表面行驶的一层或多层的道路结构,通常由面层(联结层)、基层(底基层)和垫层组成。路面按材料不同可分为砂石路面、沥青混合料路面(以下简称沥青路面)和水泥混凝土路面三种类型。沥青路面由于具有养护时间较短、行车舒适性较高、适应性较强、维护方便等优点而被广泛应用于道路工程中,是当前道路路面的主要型式。但是沥青路面常常因种种原因而产生各类病害,使道路遭到破损,如不及时处理将会影响道路的使用性能。

2 沥青路面常见病害

路面病害指的是路面的各种损坏、变形及其它缺陷的统称,城市道路沥青路面最常见的病害主要有裂缝、坑槽、车辙(推移)和泛油等四种形式。

2.1 裂缝

不论路面基层是柔性的还是半刚性的,沥青路面在使用期间都会出现不同程度的裂缝,它是沥青路面最常见的损坏现象之一,也是目前国内外道路中普遍存在的问题。按外观通常表现为纵向裂缝、横向裂缝和网状裂缝等几种。

2.1.1 纵向裂缝

现象。沿道路的纵向开裂,一般与行车方向基本平行,但长宽不等。

产生的主要原因。混合料摊铺时纵向施工搭接不好,冷接缝结合不紧密;纵向沟槽回填土压实质量差而发生沉陷;拓宽路段的新老路面交界处不均匀沉降;局部地基天然含水量较高,出现不均匀沉降;或中央分隔带、绿化带等渗水使局部路基含水量增加,承载力降低,在动静荷载的作用下,路基产生滑动。

纵向裂缝的预防。宜全幅一次摊铺,如分幅摊铺应确保前后幅紧跟,上、下层的纵缝须错开一定距离;沟槽回填应分层填筑、压实,压实度必须达到设计要求;拓宽路段的基层厚度、材料必须与旧路一致,摊铺面层前,旧路面侧壁应涂刷粘层沥青,新旧路面接缝宜用热烙铁烫密;地基分层填筑和压实,使路基尽可能均匀,并预先采取措施防止地表面水渗入地基。

纵向裂缝的治理。对于微小裂缝可不作处理,稍大裂缝可用改性乳化沥青灌缝,严重裂缝可用改性沥青(如SBS改性沥青)灌缝;对于尚未稳定的纵向裂缝,除按方法⑴治理外,还应根据裂缝产生原因,采取排水、防渗及加固等措施,使裂缝稳定不再继续发展。

2.1.2 横向裂缝

现象。沿道路的横向开裂,与道路中心线基本垂直,长度有贯穿整个路幅的,也有横穿部分路幅的,贯穿缝沿路面一般分布均匀。

产生的主要原因。 沥青是一种对温度变化比较敏感的材料,温度下降时,沥青混合料变硬变脆,收缩变形,当收缩拉应力超过沥青混凝土的抗拉强度时,沥青路面表面就会被拉裂,并逐步向下发展,形成上宽下窄的横向裂缝;基层在成型过程中因混合料水分蒸发干燥引起收缩,或者在寒冷季节发生低温收缩。基层产生裂缝后,随着温湿的循环变化及行车荷载的反复作用而导致沥青面层底面裂缝,裂缝将逐渐反射到沥青层表面;在软基与非软基交界处、软基处理方法变化处或构造物台背与路段交接处,因地基或路基与构造物差异沉降导致基层开裂,并反射到沥青面层。

横向裂缝的预防。按本地区气候条件和道路等级选取适用的沥青类型,宜采用优质沥青;基层混合料应在接近最佳含水量的状态下碾压,经常洒水,防止水分过快损失,并及早铺筑上层或进行封层,减少基层干缩;加强软基处理,避免不均匀沉降,对构筑物两侧回填应充分压实或采取加固处理。

横向裂缝的治理。因沥青混凝土温缩及基层开裂引起的横向裂缝,如缝宽较小可采用热沥青或乳化沥青灌缝封堵,如缝宽较大可采用中料式或细粒式热拌沥青混合料填充捣实,并用烙铁封口;由差异沉降引起的横向裂缝,如缝宽较大,则沿横缝开槽,挖除上面层,按照方法⑴先将裂缝填实,然后沿横缝加铺玻璃格栅,重新摊铺上面层。

2.1.3 网状裂缝

现象。由一系列多边形小块组成网状开裂,裂缝纵横交错,它的初始形态一般是单条或多条平行的纵缝,而后在纵缝间出现横向和斜向连接缝,形成缝网。

产生的主要原因。沥青及沥青混合料质量差,或路面材料配合不当,拌和不均,沥青与石料粘结差;路面结构中夹有软弱层或泥灰层,粒料层松动,水稳性差;路面出现横裂或纵裂后未及时封填,致使水分下渗,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;沥青老化和汽车严重超载,使基层产生疲劳破坏。

网裂的预防。原材料和混合料质量严格按规范要求选定、拌制和施工;沥青面层摊铺前,认真检查下卧层,对软弱层进行处理,同时保证沥青面层各层的最小施工厚度,并采取有效措施排除结构层内的积水;在路面出现纵裂及横裂后要及时处理,修补完善;路面结构设计应充分考虑使用期限内的交通荷载要求,上基层选用水稳定性能良好的材料,另外须对车辆的载重进行有效控制及管理。

网裂的治理。轻微网裂可用玻璃纤维布罩面,对大面积的网裂,可加铺乳化沥青封层,或在补强基层后重新罩面,修复路面;如夹有不稳定结构层时,应将其铲除;如因结构层积水引起网裂,须铲除面层,然后加设排除路面渗透水的设施,再铺筑新混合料;由于路基不稳定导致网裂时,可采用石灰或水泥处理路基,或注浆加固处理;由于基层软弱引起网裂时,可采取加厚、调换或综合稳定的措施进行加强。

2.2 坑槽

现象。路面表层局部松散,形成凹槽,在水浸和车辆作用下进一步扩大发展为坑槽,严重影响着行车的安全性和舒适性。

产生的主要原因。面层厚度不够,沥青混合料粘结不好,沥青加热温度过高,碾压不密实;摊铺时,下层表面泥灰、垃圾末彻底清除,使上下层不能有效粘结;路面罩面前,原有的坑槽、松散等病害未完全修复;当路面出现松散、脱皮、网裂等病害或被机械行驶刮铲损坏后,末及时养护修复。

坑槽的预防。选用粘附性和抗老化性强的沥青,合理确定沥青面层厚度和混合料级配;严格控制混合料的出厂、摊铺、碾压及终了温度,确保压实度和平整度;摊铺前,下层必须清扫干净,并均匀喷洒粘层沥青;确保路面排水畅通,当道表出现松散、脱皮、轻微网裂或路面被机械刮铲损坏后,应及时进行修补,避免雨水下渗使病害继续发展。

坑槽的治理。按修补设备不同,坑槽的修补方法可分为冷补法和热补法两种。

冷补法:先确定坑槽的修补深度,划出切槽修补范围,用液压风镐切槽,用高压风枪将废料及粉尘清除干净,接下来用喷灯烘干槽底、槽壁,并在其表面均匀喷洒一薄层粘层油,然后将准备好的热料填补入坑槽中,从四周向中间碾压。

热补法:先根据坑槽修补范围确定热辐射加热板区域,将加热板调到合适位置加热,使被修补区域路面软化,然后将准备好的热料放到被修补处,搅拌摊平后从四周向中间碾压。

2.3 车辙和推移

现象。是车辆轮迹带下形成的纵向连续下沉,在路面上呈现带状凹槽,并伴随出现路面纵向裂缝及轮迹带两侧路面程度不同的隆起。

产生的主要原因。渠化交通及停刹车频繁等路段,车辆荷载的反复作用形成辙槽;道路基层的厚度或基层整体强度不足,因荷载作用造成变形过大而形成辙槽和推移;面层强度及热稳定性差,车轮碾压的反复作用使变形不断积累形成车辙和推移。

车辙和推移的预防。选取合适的集料,可在一定程度上缓解车辙的形成;施工中必须按标准碾压,严格控制压实度;高温季节,要严格控制大型超载车通行。

车辙和推移的治理。轻度车辙可通过对路面烘烤、耙松、添加适当新料后压实即可; 因基层强度不足等原因引起的车辙,可进行补强或挖除损坏的基层后重新铺筑;当沥青面层磨损、横向推移时,应清除不稳定层,用铣刨机拉毛,重铺面层。

2.4 泛油

现象。沥青混合料中的沥青在天气炎热时软化上泛,迁移到路表。产生的主要原因。混合料中沥青用量过多或空隙率过小;细料含量过少,混合料比表面积较小;施工不当,粘层油喷洒过多或洒布不均匀,或者摊铺时混合料产生离析,局部细料过分集中;雨水渗入,使下层沥青与石料剥离,在水作用下沥青膜剥落上泛。

泛油的预防。必须合理设计混合料组成比例,避免沥青用量过多;必须精细施工,严格控制施工质量;道路投入使用后必须注意养护和管理,尽量防止雨水大量渗入。

泛油的治理。轻微泛油,可撒布石屑或粗黄砂,撒布量以不粘沥青为度;严重泛油,可采用碎石压入法处治,或铣刨原路面后重新摊铺面层。

3 结论

城市道路沥青路面的损坏现象多种多样,有时一种形式单独出现,有时多种同时出现,错综复杂,但各种病害多数是由于行车和各种自然因素同路面相互作用造成的结果,它是路面强度和稳定性不足的具体表现。路面病害维修起来既费时费力,又影响道路交通,所以对路面病害应以预防为主,并从设计、施工、管理和养护等环节进行有效控制,同时对路面病害必须不断深入研究,从而为以上各环节的有效控制提供持续充分的理论依据,并力求消除各种病害隐患。

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作者简介:王祥(1968-),男,辽宁盘锦人,工程师,主要从事市政工程施工及项目管理工作。