浅谈绥中地区沥青路面常见病害的成因及处治措施
摘要:本文结合笔者多年经验,对绥中地区沥青路面常见病害种类及成因进行了分析,并阐述了病害的处治措施,希望能为今后的施工及维修提供参考依据。
关键词:沥青路面;翻浆;裂缝;松散;坑槽
一、翻浆
翻浆是指路面出现弹簧、破裂、冒浆的现象。绥中属于季节性冰冻地区,在地下水位较高,冬季路基开始结冻,零度等温线不断下移,形成一层或多层聚冰层。土基中水分冻结后体积膨胀,由于土质不均匀,使路面冻胀隆起。春季气温回升,路中的溶解速度较两侧快,水分不易向下及两侧排泄,土基土层便呈现过湿状态,当容解到聚冰层时,土层的湿度超过液限,此时土基承载力极低,在车辆通过时形成翻浆。
1.提高路基加强排水。根据实际情况加高路基,使路基上部土层远离地下或地表水面。路基加高的数值,应根据当地冻土深度,路基土质和水文情况,以路基最小填土高度及临界高度确定,一般应保证路基处于干燥状态。良好的路面路基排水可防止地面水或地下水侵入路基,使路基土体保持干燥,从而减轻冻结时水分聚流的来源,这是预防和处理翻浆的重要措施。
2.降低地下水位。加深边沟,使路基与周围高水位土体隔开,避免周围水体进入路基,并使雨水等水体顺利排出道路范围之外,防止各种水体浸泡路基。并在翻浆路段两侧路肩上每隔3~5m开挖横沟,宽30~40cm,沟底纵坡不小于3%,深根据解冻情况逐渐加深,直至路面基层以下,横沟的外口应高于边沟的沟底。
3.路基材料处理。翻浆严重路段,应挖除原路基土,换填透水性好的天然级配砂砾或工业废渣,换填深度一般为路面结构层底部以下80cm。或者对原土基进行掺拌石灰处理,石灰计量一般为5%-8%。
4.修隔温层。在路面下铺一层炉渣、矿渣等材料。因其孔隙多,传热能力小,可使下面的土层不冻结或减小冻结深度,起到预防翻浆的作用。隔温层的厚度一般为20至50cm。
二、裂缝
裂缝在绥中地区国省干道及农村公路沥青路面均有出现,应引起公路建设者们的足够重视。
1.荷载裂缝。是在车轮荷载的作用下半刚性基层的底部产生拉应力,当拉应力大与半刚性基层材料的抗拉强度时,半刚性基层的底部就会很快开裂。在行车荷载反复作用下,底部的裂缝就逐渐扩展到上部,并使沥青面层也产生开裂破坏。
2.温缩裂缝。是由于沥青面层因温度变化而产生的裂缝包括低温收缩和温度疲劳裂缝,在温度降低特别是温度聚降时,面层材料受基层和周围材料的约束而不能自由伸缩,产生很大的张应力超过材料的许可限度,沥青面层就会产生裂缝,温缩裂缝随温度变化而变化。
3.反射裂缝。对于半刚性基层沥青路面,随着半刚性基层混合料中水分的减少,在基层中会产生干缩和干缩应力,产生收缩裂缝。基层裂缝反射到沥青面层产生反射裂缝,在形式上主要表现为横向裂缝。
4.沉降裂缝。是由于填土固结沉陷或路基不均匀沉降引起的,常出现在桥涵的两头或路基半填半挖处,表现为横向裂缝或较长的纵缝。
根据裂缝产生不同的原因应采取不同的处理方法:在高温季节全部或部分可愈合的轻微裂缝,可不加处理。不可愈合的轻微裂缝可采用乳化沥青灌缝,以达到防止渗水的目的。对于处理缝宽在2-5mm之间的不可愈合的温缩裂缝和反射裂缝,可先沿裂缝用鼓风机将石粉吹尽,吹干四周,使用铁钩清除缝内的深层杂物,保证缝内干净无粉尘、杂物。其次用稠度较低的热沥青灌入裂缝中,缝内潮湿时应采用改性乳化沥青,再填入干净石屑或粗砂,最后将溢出缝外的沥青、石屑及砂清除。对于缝宽在5mm以上的反射裂缝可先用开槽机沿裂缝锯缝,开槽深度略大于缝深,然后用鼓风机将槽内的石粉吹尽,清除杂物,除去已松动的裂缝边缘,最后将热拌沥青混合料填入缝中,捣实整平。因沥青性能不好、路面设计使用年限较长、油层老化等原因出现的大面积裂缝(包括网裂),如果此时基层强度尚好,可采用乳化沥青稀浆封层,封层厚度宜为3-6mm。 此技术在102国道绥中段、省道丹绥线、腰喇线多有采用,通过技术经济比较效果较理想。由于土基及基层强度不足造成的大面积龟裂,必须先处治基层再重做面层。
三、松散
面层细集料的脱落、散失就会形成沥青路面松散。此病害也比较严重,几乎出现在绥中地区所有等级的公路上。造成沥青路面松散的可能原因有以下几种:
1.沥青用量偏少或低温施工造成的。
2.施工温度过高沥青老化失去粘结力。
3.沥青与石料间的黏附性不良。
4.沥青混合料中细集料过多。
根据以上因素应采取以下几种养护措施:因为沥青用量偏少或细集料过多产生的松散应先将已松动的矿料清扫干净,然后在温度超过15℃以上,喷洒乳化沥青,再撒上细料,然后用小型压路机压实。因为油温度过高而使沥青老化失去粘结力的,应将松散部位铲除,然后重新铺面层。因为沥青与石料间的黏结力较差造成的松散,应先将松散部位铲除,然后选用碱性材料重新铺面层。对于路段内连续出现松散及小面积的破损,应采取将整块或整段路进行铲除或直接进行铣刨,重新铺筑面层。
四、坑槽
因路面破损而形成的深洼。坑槽的出现是因为路面出现松散或其它原因未得到及时处理遭车辆反复作用及雨水等自然因素的综合作用下使松散等病害加剧,逐渐形成的坑洼。坑槽的深度一般大于1cm。坑槽形成的原因主要有以下几个因素:
1.沥青混合料在施工拌和中不均匀,沥青含量相对较少,没能有效的将集料粘结在一起,在高速行驶的车辆轮胎吸泵作用下,较细的料被吸出从而导致局部松散形成坑槽。
2.施工时混合料拌和温度过高,使沥青过早老化,粘结力下降,在行车荷载的反复作用下容易行成坑槽。或者施工温度太低,混合料的温度下降过快,使混合料的摊铺不均匀,压实不充分,导致密实度不足也容易形成坑槽。
3.雨水侵入沥青面层后使沥青产生剥离,造成集料的散失,逐步形成坑槽。
4.由于汽油、柴油或机油等洒落在路面上,对路面中沥青产生强烈的吸附和溶解作用,导致沥青路面出现坑槽。
5.由于基层局部的强度不足而造成破损形成坑槽。
坑槽修补方法:
路面基层完好,仅面层有坑槽时,应按照“圆洞方补、斜洞正补”的原则,首先测定路面损坏深度和范围,划出开槽修补的轮廓线,其纵横边线应与路中线平行或垂直,标记划好后再切削或破碎坑槽,为提供良好的粘结表面和保证压实过程中填充料的完全结合,坑槽的槽壁应该垂直切削,清除坑槽内的杂物及粉尘,坑槽内保持干燥。在清理好的坑槽内撒布沥青粘结层,粘结层撒布后进行坑槽混合料的摊铺、碾压,在坑槽四周缝隙处采用细料进行封边,以保证修补位置的防水性。碾压完后新面层应略高出原路面2mm左右,待日后自然碾压至原路面一平从而避免产生凹面。填补坑槽用的混合料,其级配类型应于原路面的结构和层次一致,在修补时应视坑槽的深度采用一层或多层补料,分层压实。路面基层损坏,应针对损坏原因,先处理基层病害,再修复面层。
五、结束语
沥青路面的病害形式很多,原因也很复杂,我们要不断地努力探索,改进沥青路面病害的处理,延长道路的使用年限。
参考文献:
[1]《公路沥青路面施工技术规范.(JFGF40-2004)
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