浅议公路沥青路面常见病害及防治措施
2020-11-27吴伯科
吴伯科
烟台市栖霞公路建设养护中心 山东烟台 265300
沥青路面具有噪音小、施工工期短、耐磨性好等优点,在公路建设中被广泛应用。由于使用因素或外界环境因素的影响,容易出现一些病害,如裂缝、车辙、坑洞等。特别是早期裂缝的出现,将进一步导致其他病害的产生。因此,对沥青路面常见病害的成因进行总结和分析,才能更加深入了解各种病害的产生机理,从而更好地采取相应的预防和治理措施,从源头和根源减少病害的出现,从而提高沥青路面的使用寿命[1]。
1 沥青路面概述
沥青路面在公路工程中通常也称为沥青面层,在敷设和使用过程中,沥青路面以沥青材料作为结合料,再将粘结矿料与其他外加剂按设计的配合比混合、拌和、铺筑而成的单层或多层结构层,广泛适用于各种等级的道路,能满足不同交通量和运量需求,因此,也是当前高等级道路普遍采用的路面类型。沥青路面的施工成本较低,使用过程中耐磨性较强,维修和养护方便,且具有路面平整、强度和稳定性较高、行车舒适性高、良好的弹塑性变形能力、优良的减振性、施工时间短、易于进行后期维修养护、可再生利用等优点。但是随着使用年限的增加,交通量逐年飞速增长,超载、超速等现象时有发生,路面长时间承受外荷载作用,尤其路面常年承受疲劳荷载,开裂、凹槽、车辙等多种病害会随之出现。若不及时检测诊断路面的病害并进行有效维修维护,会降低沥青路面的耐久性,造成公路内部结构的损伤,甚至危及行车安全性。
2 沥青路面常见病害
2.1 泛油
一是在道路投入使用过程中,由于天气温度高,尤其是交通量较大路段,会在行车轮迹带上出现斑状块油斑,在路况严重的路段,行车道上甚至会出现成片的油斑。二是在施工期间,由于压实度不够,所使用的石料的形状在横纵方向未达到压实要求,在通车时受到反复拥挤,沥青上泛,最终导致泛油病害成形[2]。
2.2 裂缝
裂缝类破坏包括横向裂缝、纵向裂缝以及网状裂缝。沥青面层某一部位受压引起弯曲变形,变形过大时,面层与基层衔接部位的张拉应力加大导致裂缝,裂缝首先由中间产生,随着时间的推移,从横向看,裂缝向两侧不断发展,同时也会沿着纵向轮迹延伸。车辆启动和加减速过程中给路面施加不同方向的作用力,在重复荷载作用下,路面结构材料容易产生疲劳损伤性网状裂缝。
2.3 路面推移
路面推移的问题出现是存在与行车道中,尤其是只有一层沥青面层时,以及长期车辆荷载的影响,基层与沥青面层的粘结力比较差而导致其出现推移的问题,并且导致了拥包、波浪等病害发生。路面在车辆杂合持续作用下,会因为车辆的水平荷载影响使得路面出现推移的问题,这是因为路面水平力与垂直力的综合作用而导致的,结构抗剪性能无法满足工程的使用要求。对于基层平整性比较差、面层厚度比较薄的施工部分,基层不平整也会直接体现到沥青路面表层的位置上,车辆荷载持续作用而导致出现路面推移的问题。
2.4 变形
公路工程中沥青路面的变形主要包括坑槽、车辙、拥包、沉陷等。其中,坑槽是公路工程中沥青路面最常见的一种病害,是指路面因局部承载力不足导致对应部位出现的一种颗粒松散的粉碎性破坏,导致路面出现凹坑。车辙与拥包是指沥青路面结构在车辆荷载与长期行车作用下产生的顺着车辆轮迹的纵向凹陷或局部隆起的现象。
3 防治措施
3.1 加强黏结层施工
黏结层与防水层对于路面使用寿命起着至关重要的作用,在加强各沥青层混合料高温抗变形性能的同时,还应该强化沥青层间、沥青层与基层之间的黏结,在黏结层施工时使用热喷SBS改良沥青,均匀铺撒石屑作为防水层,实现结构的整体性,提升路面性能。
3.2 路面推移处治
路面产生推移的原因大多是沥青面层用集料选配不合理或沥青面层与基层粘结不好。处治方法如下:①挖除推移旧路面:挖除方法与龟裂挖除方法相同;②洒布粘层油:粘层油必须洒布均匀,并控制数量,确保粘结性良好为止;③铺筑集料符合要求的沥青面层,并用压路机压实[3]。
3.3 防止裂缝的方法
我国的高速公路,一级公路普遍选用半刚性基层,这种基层容易出现反射裂缝,通常采用预切缝方法。预切缝时间应选择水泥稳定碎石强度达到40%-70%时进行。当施工气温较高时,可选择水稳摊铺后2-4d进行。当施工气温较低时,可选择水稳摊铺后4-7d进行。预切缝间隔距离应通过试验测定数据,通过计算获得,一般时12-13m,必要时铺筑0.75m宽的土木格栅,用来防止反射裂缝的出现。切缝深度应为基层板厚的1/2-2/3之间。施工过程中,基层材料压实后,等待水泥凝固完全后,需及时切缝,并铺筑透油层,在均匀摊铺沥青混凝土,这样及时锁住基层水分,防止水化作用,才能有效地防止干缩裂缝的产生。
3.4 做好结构补强
路面的结构、材料设计要有针对性,应根据荷载作用产生的应力分布特点,结合沥青路面环境条件,采取优化矿料级配设计、选用高性能添加剂等方法提高各层材料的高温抗车辙性能,同时借鉴类似工程的成功经验,制定有针对性的维修防治措施。
3.5 建立轻微问题预养护机制
建立问题早期发现和快速处理机制,根据道路情况,定期对路面进行养护,对初期发现的车辙、网裂等轻微病害,可使用高聚物注浆技术修复,对发现的坑洞,应清理雨水后立即填补,防止雨水渗入加大损坏程度。
4 结语
随着社会经济的发展和人民生活水平的提高,交通量越来越大,沥青路面在运行期间出现的病害及破坏形式也越来越多,常用的沥青路面病害技术处理方法也不能满足新形势的要求,在严格控制路基路面施工质量的情况下,采取有效的措施减少沥青路面早期病害的出现至关重要,同时,在运维的过程中,也应该做好预防性养护,减少病害的发展。