浅谈沥青路面常见病害的成因及防治
2019-02-17罗明
罗 明
(四川公路桥梁建设集团有限公司, 四川 成都 610000)
1 问题的提出
由于受到路面结构形式、环境因素、地理位置、气象条件、交通荷载、材料条件、排水条件、施工条件、管理水平等因素影响,沥青路面在使用过程出现诸多病害,沥青路面病害往往具有极大的危害性,严重影响路面的正常使用功能,同时也给国民经济造成较大损失。因此需要从防、治二方面做好相关工作,一是要分析各类病害产生原因,从源头上尽量防止病害发生的可能性;二是要有经济、合理的病害处治方法,提高沥青路面的使用性能,最大程度上减少经济损失。
2 常见病害类型及成因
沥青路面在使用过程较为常见的病害有:裂纹、车辙和推移、泛油、唧浆、松散和坑槽等。
2.1 裂纹
在沥青路面中裂纹是极为常见的病害类型,裂纹主要分为横向裂纹、纵向裂纹及网裂。(1)横向裂纹多为反射裂纹或温度裂纹,反射裂纹多为基层或下基层材料自身裂纹反射至沥青路面;由温度变化引起的横向裂纹多发生在昼夜温差较大地区,由于温度下降,沥青混合料收缩产生拉应力导致路面开裂;另外如涵背、台背等刚柔衔接过渡位置,由于沉降差异也会导致横向裂纹产生。(2)纵向裂纹多由地基沉降不均匀或地基承载力差异引起,目前国内新建高等级公路多为建设工期较短,新修基床未经过较长的自然沉降期就开始路面结构层施工,后期雨季期间路基不可避免地产生路基沉降,从而导致沥青路面出现沉降或纵向裂纹;由于地基自身承载力差异、填方路基压实度差别及路肩部分未进行超宽碾压等因素也会造成纵向裂纹产生;(3)网裂主要是由于路面的整体强度不足而引起,另外沥青混合料碾压温度过低、沥青老化和严重超载等因素也会造成网裂产生。
2.2 车辙和推移
车辙是在行车荷载重复作用下,路面产生永久性变形积累形成的带状凹槽。车辙或推移主要是由以下几方面原因产生(1)由于沥青混合料高温稳定性差、抗塑性变形能力差,在高温条件下,车轮碾压反复作用,荷载应力超过沥青混合料的稳定极限,使流动变形不断积累形成车辙和推移;(2)路基强度、刚度不足,路基在行车荷载作用下产生变形而形成车辙;(3)交通渠化现象严重,行车道位置长期受荷载反复作用,产生不可恢复的永久变形,最终形成车辙;(4)混合料不均匀,细料集中带在车辆反复碾压下易形成车辙。
2.3 泛油
泛油是沥青面层中的沥青受热膨胀,沥青与混合料中石料部分剥离,向上迁移,积聚在路面表面形成一层有光泽的沥青膜的现象。沥青路面泛油的主要由以下几方面原因引起:(1)沥青混合料配合比中油石比过大,在车辆荷载反复作用下,多余沥青由下部泛到路表形成泛油;(2)是在粘层施工过程中洒布量过大;(3)沥青混合料拌和过程中填料掺量不足或拌和不均匀;(4)另外SMA沥青混凝土面层施工中纤维质量和掺配均匀性问题也可能引起泛油现象发生。
2.4 唧浆
外界水经沥青路面大空隙或破损处渗入,停留在基层表面上,在行车荷载反复作用下,动水冲刷半刚性基层的细料并逐渐形成灰浆,使沥青面层与基层脱开,灰浆被行车荷载挤压,通过面层裂缝或面层混合料中的空隙唧到表面,形成唧浆。严重渠化的交通情况、沥青混合料的离析及渗水、早期裂纹等破坏、基层材料的水稳定性差等因素综合影响是形成唧浆的主要原因。
2.5 松散及坑槽
松散是沥青混合料中各集料粘结性下降,在外部荷载长期作用下各集料颗粒脱落,粗细集料散失起砂,路面坑麻、多处微坑,长期发展形成坑槽。松散产生的原因大致可分为以下几类:(1)沥青用量不足、混合料中粉尘含量超标、沥青老化等原因造成沥青混合料材料间粘结能力下降或丧失;(2)混合料摊铺温度过低,压实度不足、集料间粘松能力差;(3)沥青混凝土路面由于施工原因存在水汽通道,在水作用下沥青与集料粘结能力降低,沥青膜剥离,集料间粘结性降低最终形成松散带。
3 常见病害的防治措施
3.1 裂纹的预防及处治措施
横向裂纹预防可以从以下三方面着手:(1)采取防裂措施,减少基层横向开裂;(2)基层开裂处、涵背、台背处铺设防裂性卷材,以降低对面层的影响,减少横向裂缝;(3)选用针入度指数大的沥青,减少温差较大的影响。
纵向裂缝预防主要是做好(1)路基加固,避免不均匀沉降;(2)消除地基承载力差异现象。
裂纹处理方法通常采用:(1)对裂纹进行扩缝及吹灰清理,灌补乳化沥青裂缝密封剂等灌缝料(或热沥青),最后清除缝表面多余灌缝料沥青和沥青;(2)针对较为严重的网裂及龟裂,则应进行挖补处理,即对原路面病害部位的结构层进行铣刨,然后再按原路面相应结构层次进行恢复。
3.2 车辙和推移的预防及处治措施
车辙预防措施主要做到:(1)改善沥青混合料级配,采用骨架密实结构,控制混合料拌和避免细料集中;(2)采用高温性能较好的改性沥青;(3)保证基层具有足够的刚度。
车辙的处治措施往往是铣刨重新沥青面层,周围接茬处要烙平密合、碾压密实(若是由基层原因引起的基层则需要破碎挖除基层重新摊铺)。
3.3 泛油的预防及处治措施
泛油的预防措施:(1)严格控制油石比;(2) 按设计控制粘层沥青洒布量;(3)填料及纤维掺配均匀
泛油的处治措施常有以下三种:(1)针对大面积泛油,处理方法是在泛油地方撒细集料,再用轻型压路机静压1~2 遍,处理之后,清扫回收多余集料,可反复几次确保泛油稳定;(2)针对小块泛油(俗称油包),其处理一般采用撒料处理,若油包发展严重时则需采用挖补法处理。
3.4 唧浆的预防及处治措施
唧浆的预防措施:(1)路面基层、底基层采用水泥性能优良的材料;(2)防止沥青路面渗水,控制好面层渗水系数指标、及时处理路面破损及裂缝。
唧浆处理措施:将翻浆处挖除直到挖到坚硬处为止,然后另换新料修补基层和重铺面层,修补时应采取短期封闭交通,待养生期到后再开放交通。
3.5 松散及坑槽的预防及处治措施
松散预防措施主要有:(1)掺加抗剥落剂;(2)严格控制集料粉尘含量;(3)控制好混合为沥青用量、拌和温度、碾压温度;
松散处理措施:(1)当松散面积较大时通常是铣掉上面层,喷洒粘层油后重新加铺沥青混凝土面层;(2)施做稀浆封层,能防止麻面处沥青老化、油质损失、细料基层失落,混合料脆裂等。(3)坑槽通常采用锯缝切割或铣刨,重新更换沥青混合料并碾压密实平整。
4 结束语
本文列出了几点沥青路面中最为常见的几类病害的类型,讲述了主要成因,并给出了主要的预防措施及处治方法。沥青路面的病害是公路行业的通病,影响甚远。我们应加强防微杜渐意识,尽量在施工中上做好质量控制,并不断探索,从材料选用、工艺优化、现场控制等多方面研究论证,尽量减小病害发生的可能性,并在后期做好预防性养护,提高沥青路面使用性能和寿命。