公路沥青混凝土路面病害与修复措施研究
2015-03-21林碧芹
林碧芹
福建福州(350000)
公路沥青混凝土路面病害与修复措施研究
林碧芹
福建福州(350000)
结合多年的工作经验对沥青混凝土公路路面病害问题进行了分析探讨,并提出了相应的修复措施,具有一定的理论与实际意义,以期能给同类工程参考借鉴。
沥青路面;裂缝;病害;处理方法
路面是公路质量优劣最直接的表现。公路路面不仅会对行驶的车辆舒适程度产生影响,还会影响公路的使用年限。沥青混凝土路面属于柔性路面,具有养护方便、表面平整无接缝、行车平稳振动小等特点,已在我国公路建设中被广泛采用。沥青混凝土路面在使用中或是施工中会出现一系列的病害,对整个公路的使用安全产生了很大的威胁,因此加强沥青混凝土路面的病害防治具有重要的现实意义。
1 横向裂缝
1.1 横向裂缝的成因
某路段路面沥青在大面积摊铺前,选择一段沥青施工试验段,在路面钢纤维混凝土铺装层完成后,需要对铺装层进行抛丸施工,然后才能进行沥青工序施工。试验段是在2013年3月初进行的,这个时期温度比较低,昼夜温差也比较大。沥青混凝土摊铺完成后,沥青混合料表面温度迅速下降,沥青表面逐渐变硬变脆,此时就产生了收缩变形。当收缩应力超过了沥青混凝土的极限抗拉强度时,沥青路面就会被拉裂,并逐步向下发展,形成上宽下窄的横向裂缝。
由于当时沥青施工经验不足,再加上当时摊铺沥青时,气温比较低,在沥青面层摊铺完成几天后,路面就出现了不同程度的裂缝。
1.2 横向裂缝的处理方法
1)针对路面沥青产生裂缝的原因,项目部首先从材料源头开始着手分析,查阅沥青路面施工及验收规范,并结合当时气候、沥青摊铺机械设备等综合因素的影响,对沥青材料进行相关实验,最终选择了合适的沥青类型,通过实验室反复验证达到了减少甚至消除沥青面层由于温度原因产生的收缩裂缝的目的[1]。
2)试验段出现了裂缝病害,说明试验段施工存在缺陷,必须对所出现的缺陷进行修复处理,如果试验段施工不能取得成功,将无法为后续路面沥青大面积摊铺提供参考指导。当时路面出现了不同宽度的裂缝,工作人员按照裂缝的宽窄程度进行了不同的归类标记,其中有细小裂缝(2~5 mm),也有大于5 mm的裂缝。按照沥青道路施工规范要求,对于小于2 mm的裂缝可以不用处理。根据以往沥青路面细小裂缝修复经验,项目部采用改性乳化沥青进行灌缝。
3)在后续沥青摊铺时,要求将工作面尽量拉长,保证连续摊铺作业,最大程度地避免冷接缝的产生。有些关键部位,由于施工平面不平整,不得不留冷接缝,在后续施工时再对冷接缝进行处理。处理冷接缝时一般采用切割机将冷接缝沿边缘切割整齐,并清除切割后产生的碎料,然后对接缝处进行预热软化处理,处理完成后立即涂刷乳化沥青,待乳化沥青破乳后再铺筑沥青混合料并压实。
4)沥青路面摊铺前,应对混凝土表面进行清扫,及时将混凝土表面的泥灰清理干净。为确保工程进度,2013年4月18日,在进行EL3联路面清理工作时,为了给后续伸缩缝施工预留必须的时间,进行了SBS沥青碎石同步封层施工。沥青摊铺完成通车后,不到一个月路面沥青就出现了开裂,主要原因就是路面清理深度不够,导致SBS热沥青与路面混凝土黏结力降低。在车辆荷载的反复作用下,沥青产生裂缝,随着时间的推移,裂缝会越来越严重,最终会严重影响车辆行驶的安全,根据常规裂缝修复方法已经无法达到彻底恢复的目的。项目部决定外租一台铣刨机对路面沥青进行铣刨,将EL3联左幅路面出现裂缝的部位进行了60 m×8 m的大范围铣刨,然后将铣刨后的沥青沿边缘切整齐,进行SBS沥青碎石同步封层并碾压,涂刷乳化沥青后重新进行沥青摊铺并碾压[2]。
将裂缝的几种处理方法进行对比,就修复时间长短而言,铣刨要比常规修复快得多,而且施工工序也没有那么复杂。就经济方面而言,常规修复要比铣刨经济得多。采用何种修复处理方法,就需要根据实际裂缝病害的程度以及面积而定。
2 泛油
2.1 泛油产生的原因
1)配合比设计不当。马歇尔设计法是沥青混合料的配合比设计的标准方法,但是马歇尔击实方法不能模拟压路机和行车的压实和冲击作用,与实际路面的工程性质相关性较小。马歇尔击实成型试验确定的最佳油石比比旋转压实成型试验确定的最佳油石比大,在配合比设计中容易造成沥青用量过多,即沥青的填充率过高。在高温天气下,过量的沥青在高温作用下发生膨胀,从充满沥青混合料中的空隙溢到路面,从而引起泛油。由于设计过程中所选骨料级配偏细会造成空隙率过小,饱和度较大,在行车荷载和高温的作用下,沥青被挤出有限的空间,同样会造成路面泛油。
2)施工工艺不合理。摊铺设备的机械性能以及操作手的操作技能差都会引起沥青混合料离析,使得细集料产生聚集,局部混合料的沥青含量过大。沥青混合料的运输距离过远,引起沥青混合料的分布不均匀。压实工艺以及过早开放交通也会对沥青路面的质量造成影响,使混合料在没有达到设计稳定值时空隙率下降过大,导致沥青溢出路面形成油膜。
3)路面积水过多。在降雨量较大季节,路面积水一旦渗入到路面结构中,在行车荷载的反复作用和动压水的冲刷下,集料表面的沥青膜剥落形成自由沥青,并在水的作用下被迫向上迁移从而使面层上部泛油[3]。
2.2 泛油的处理方法
沥青路面泛油会对路面的使用功能带来一定的影响,甚至给行车造成一定的安全隐患,如何控制或者减少沥青路面泛油现象?
1)由于路面结构孔隙率设计过小造成的泛油带来的危害比较严重,防治的关键在于沥青路面设计阶段。设计单位应优化路面结构孔隙率的设计,并严格选择集料,以此来提高路面结构孔隙率的稳定性。
2)加强沥青路面施工质量的管理,在规范允许的范围内尽量减小油石比,避免多余的沥青溢出路面,在面层上形成泛油。
3)在沥青摊铺过程中,严格按照沥青施工技术规范进行碾压,按照初压—复压—终压的程序选择相应吨位的机械进行碾压。安排专人负责控制沥青路面的压实度,并加强路面压实度检测力度。
4)路面沥青面层局部位置出现了轻微泛油,表面石子外露,按照沥青路面施工及验收规范要求,可不作处理。对于路面小范围泛油的部位,采用小型切割机将泛油部位切齐,然后人工配合风镐对泛油的面层沥青进行凿除并清理干净,立即涂刷乳化沥青,用混凝土进行修补并碾压。有些部位因施工质量差出现坑槽和大范围泛油,应采用铣刨机将病害部位面层铣刨后重新摊铺并压实。
3 结语
随着社会和经济的高速发展,国家对城市交通沥青路面的各种病害成因比较复杂,沥青路面一旦出现损坏,其维修不但会增大人力和物力的投入,而且会影响交通运输的安全以及通畅,因此应该加大沥青路面的养护和管理力度,采取必要的措施防止沥青路面病害的产生。在病害出现后,应立即组织力量进行处理,以防病害的损坏程度进一步增加。
[1]赵鹏.沥青路面常见病害分析及预防措施[J].交通世界, 2011.
[2]曾志华.沥青混凝土路面病害原因分析及防治措施[J].四川建筑,2010.
[3]王守明.沥青路面常见病害及防治措施探讨[J].中国新技术新产品,2010.