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省道干线沥青路面病害及处理技术研究

2021-04-19张一凡河南省路桥建设集团有限公司

环球市场 2021年8期
关键词:车辙摊铺沥青路面

张一凡 河南省路桥建设集团有限公司

一、省道干线沥青路面病害类型及原因

经大量实践证明,在多数省道干线沥青路面当中,裂缝、车辙、坑槽是最常见的病害类型,本文针对上述三种病害,就其类型和成因进行了分析与探讨。

(一)裂缝病害及产生原因

相比其他病害,裂缝病害最多,几乎存在于所有沥青路面当中,且贯穿于整个道路使用周期。裂缝病害的大量出现,不单单会影响道路的美观性,还会导致行车舒适性下降,若不及时进行养护处理,必定会进一步破坏沥青路面结构,最终影响路面的整体使用年限。目前,常见的裂缝类型包括:横向裂缝、纵向裂缝和龟裂等。具体病害成因如下:

(1)纵向裂缝及产生原因

纵向裂缝是裂缝病害最常见的一种类型,其产生原因很多,比如,雨水大量渗入;压实度不足;产生不均匀沉降等等。此外,当沥青路面摊铺过程中,若纵向施工接缝施工不好,在行车荷载和雨水等因素作用下,也会产生纵向裂缝。

(2)横向裂缝及产生原因

横向裂缝的产生原因基本上和纵向裂缝一致,常见原因包括填土压实度不足;施工接缝处理不当等等。相比纵向裂缝,对于环境温度因素,横向裂缝较为敏感。一旦环境温度出现变化,沥青混凝土上面层便会出现裂缝,并逐步向下面层扩展,甚至会横向贯通整个路面。

(3)龟裂及产生原因

龟裂顾名思义裂缝的形状呈龟壳状网格分布,通常情况下网格短边在4cm 长以内。在众多影响因素当中,行车荷载的反复作用是产生龟裂的直接原因,此类裂缝可归属于疲劳裂缝。在沥青路面上,龟裂有时发生于局部,有时则面积很大。一旦路面出现此类病害,处理不当的情况下,雨水渗入,势必会大幅降低路面及路基的强度,导致病害进一步扩展,甚至产生坑槽等病害。

(二)车辙病害及产生原因

车辙是沥青路面的常见病害之一,常见车辙类型包括:结构性车辙、失稳性车辙和磨损性车辙。具体如表1 所示。

(三)坑槽病害及产生原因

在沥青路面病害当中,坑槽是指行车荷载影响下,路面骨料局部脱落而产生的坑洼现象。水损害破坏、施工不当、交通量大等都会引发坑槽病害。主要原因如下:

(1)水损害导致的坑槽。在水或冻融循环作用下,沥青路面极易发生水损害破坏,导致沥青膜从集料表面脱落,出现松散病害,进而产生水损性坑槽。

(2)施工因素导致的坑槽。当混合料温度控制不当、层间接触不良、上面层施工厚度不够等都会引起坑槽病害。

(3)交通因素导致的坑槽。自改革开放以来,我国交通量逐年增长,超载重载现象愈加严重,很多公路存在超负荷状态,甚至局部路面结构出现了严重的疲劳裂缝问题,在雨水浸入的情况下,将进一步发展为坑槽。加之交通量大,行车荷载的不断加重,将导致沥青和集料之间粘结性能下降,并出现集料剥落情况,从而产生坑槽。

二、省道干线沥青路面病害处治措施

(一)裂缝病害处治

为了更好地处治裂缝病害,本文将以轻、重程度划分,采取具有针对性的裂缝处治措施。

(1)轻度裂缝。当裂缝宽度在5mm 以下,缝壁无散落或轻微散落,无支缝或少支缝,且为有规则的一道裂缝时均可认为轻度裂缝。针对此类裂缝病害,可先将原路面拉毛处理并清理,随后灌注热沥青材料。

(2)重度裂缝。当裂缝宽度在5mm 以上,且贯穿整个路面,裂缝壁散落,有支缝,或伴有坑槽、唧浆,且为多道裂缝并存时均可认为重度裂缝。此类裂缝病害可采用开槽法处治。先清理干净病害路面,沿裂缝刻V 型槽,合理控制开槽深度和宽度。随后将一层乳化沥青均匀涂抹到槽口出,并利用冷拌料填缝,待碾压施工后,需再次涂抹一层乳化沥青作饰面处理。

(二)车辙病害处治

第一,添加适量沥青改性剂。沥青粘性是评价沥青原料的关键性指标之一,当沥青具有良好的粘性,可保证拌和后材料的质量,提高材料的耐久性。为了改善沥青混凝土的粘度,可适量掺加树脂类高聚物等添加剂。

第二,针对压密型和磨耗型车辙,一般可采用微表处等预防性养护措施。通过这种养护技术,可取得良好的养护效果。

第三,针对深度大于20mm 的车辙,需及时铣刨处治。根据车辙具体情况确定铣刨范围,待铣刨处理后,需重新铺筑改性沥青混凝土材料。

第四,超薄磨耗层。当路面出现车辙病害(≤15mm)时,可采用超薄磨耗层处治法。即通过间断级配热拌沥青混合料和乳化沥青结合的一项技术,通过此项技术,有助于恢复旧路面表面功能,同时,也可作为新建路面的抗滑层。

表1 车辙病害类型及产生原因

(三)坑槽处理

第一,冷补法。作为一种快速修复处理方法,冷补修复法在沥青路面坑槽处治中具有明显的效果。但是在多雨地区,使用此方法的要求极为严格,必须保证坑槽内无积水、无杂物,洁净。若做不到这一点,很可能适得其反,导致冷补材料不能很好地结合坑槽部位,无法起到良好的处治效果。

第二,热补法。相对冷补法,热补法也是坑槽处治的不错选择。但是在长期实践当中发现,热补坑槽修复后,往往会在薄弱部位产生二次裂缝,造成二次破坏。

第三,压缝带结合沥青复原剂法。水是导致路面坑槽产生的关键性因素。因此,在坑槽病害处治当中,首先要解决的是路面渗水、积水问题。通过压缝带结合沥青复原剂法可以有效解决此问题。

三、工程概况

某省道干线公路,为半刚性基层沥青路面,由于本工程通车运营多年,路面出现了大量车辙病害,经断面切槽勘察可知,主要为失稳型车辙,且集中产生于中、上面层,半刚性基层未见病害。为了有效处治车辙病害,决定采用超薄磨耗层进行车辙病害处治。

(一)旧路病害处理

按照施工现场实际情况,在车辙病害处治当中,需先进行病害区域铣刨处理。当车辙深度小于1.5cm 时,无须特殊处治。若车辙深度在1.5~2.5cm 时,需先铣刨车辙部位,随后铺设超薄磨耗层。当车辙深度大于2.5cm,需将全部车辙部位铣刨掉,并填筑AC-13 沥青混合料。

(二)施工工艺流程

第一,拌和。施工前,先做好各类原材料的配合比设计,保证各项技术参数满足施工要求。此外,还要做好各材料拌和温度控制,保证拌和温度满足规定要求。待均匀拌和沥青和矿物材料后,需及时检验拌和是否合格,不得出现花白、离析现象。

第二,运输。采用大型自卸斗车运输沥青混合料,运输时,速度不宜过快,可控制在30km/h 左右,防止运输过程中出现沥青混合料离析问题。此外,要指派专人指挥和管理运输车辆,保证运输工作井井有条,供料充足。

第三,摊铺。通过摊铺机械+人工方式完成摊铺施工。施工前,需提前1 小时进行预热,保证摊铺厚度满足设计要求。在摊铺过程中,还要做好温度测试,确保在一定摊铺温度条件下确保摊铺效果。若遇到不良天气,严禁摊铺施工。

第四,压实。碾压施工时,各阶段压实呈循序渐进的发展趋势,必须保证施工连续性。初压时,采用双钢轮压路机进行2~3遍静压;复压时,采用双钢轮压路机进行3~4 遍振动压实,随后利用胶轮压路机进行2~3 遍碾压。终压时,为了消除明显轮迹,可采用钢轮压路机进行1 遍静压、收光即可。

第五,开放交通。碾压施工后,便可进入养护阶段。待达到路面养护一定强度要求时,便可开放交通,但前期仍需做好交通管制工作,保证车速不宜过快,可控制在20~30km/h,不得在新铺路面急刹车、急转弯。

第六,工后检测分析。为了检验施工效果,对试验段进行了长期跟踪调查,主要检测原路面、工后1 个月和工后1 年三个阶段试验段的平整度、渗水系数、抗滑性等性能,在本次检测试验当中,未做构造深度测试,仅以摩擦摆值作为抗滑性能测定与评价。所得结果如表2 所示。

由此可见,相比原路面,超薄磨耗层施工后,路面的抗渗性能、平整度及抗滑性能均有所改善,恢复了路面的使用性能,有效抑制和处治了车辙病害。

表2 路面工后性能检测结果

四、结束语

综上所述,自改革开放以来,我国经济发展迅速,交通建设事业也取得了翻天覆地的变化。沥青路面作为省道干线公路的主要路面形式,在长期使用过程中,由于超载、超限交通的破坏荷载和自然因素等影响,很多路面出现了病害问题。为此,应根据路面典型病害成因,提出具有针对性的防治措施,从而有效提升沥青路面的使用质量,延长沥青路面的使用寿命。

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