關(guān)于瀝青路面病害成因分析及養(yǎng)護
2015-06-09
1、前言
隨著經(jīng)濟的快速發(fā)展，公路建設(shè)事業(yè)取得了顯著的進步，公路建設(shè)里程的提高，應(yīng)用了大量的瀝青混凝土。瀝青混凝土的病害發(fā)生嚴(yán)重影響到了公路的質(zhì)量和使用壽命，需要我們采取相應(yīng)措施進行解決。
2、路面病害的種類
玉遠公路是玉溪至元江的一段公路，全長112公里，是云南省內(nèi)的重要公路，病害產(chǎn)生的破壞狀況和原因也各不相同。
2.1、變形類
變形類的典范是車轍。車轍是在行車荷載壓力的重復(fù)作用下，路面產(chǎn)生永久性行車輪跡，并積累形成的縱向帶狀凹槽，深度1.5cm以上。車轍不但影響路面美觀和平整度，而且，當(dāng)車轍達到一定深度導(dǎo)致轍槽內(nèi)積水，在濕滑狀態(tài)下則極易發(fā)生汽車側(cè)滑的交通事故。產(chǎn)生車轍的原因主要有兩個，一是由于設(shè)計不合理，二是車輛嚴(yán)重超載導(dǎo)致。影響瀝青路面車轍深度的主要因素是瀝青路面結(jié)構(gòu)和瀝青混凝土本身的內(nèi)在因素，以及氣候和交通量及交通組成等的外界因素。
2.2、裂縫類
裂縫按形狀分為：縱向裂縫，橫向裂縫和龜裂。裂縫一般是路面通車后3年到5年后發(fā)生的，嚴(yán)重的局部性裂縫將導(dǎo)致結(jié)構(gòu)性的破壞?？v向裂縫一般是由于地表水進入路基，而使基層軟化，路面的承載能力相應(yīng)降低，路面開裂的現(xiàn)象。因為地基和填土在密度和質(zhì)地的不均勻性，且在水侵入的作用下，瀝青路面不可避免的產(chǎn)生縱向裂縫。橫向裂縫主要是由于：瀝青在鋪筑過程中沒有達到適合本地區(qū)氣候條件和使用要求的標(biāo)準(zhǔn)，在低溫條件下，其抗變形能力就會很差，致使瀝青面層在低溫下產(chǎn)生收縮開裂；當(dāng)瀝青路面面層厚度不足，在行車載荷壓力的作用下也會產(chǎn)生橫向裂縫。龜裂是指由于路面壓實度不夠，路基下沉而造成路面產(chǎn)生的小網(wǎng)格式的網(wǎng)狀裂縫。
2.3、松散類
瀝青路面的松散是指路面結(jié)合料失去粘結(jié)力，集料松動，且面積在0.1m2以上。路面松散是直接影響行車安全的路面病害，松散可能出現(xiàn)在局部區(qū)域，也可能出現(xiàn)在整個路面；一般在輪跡帶松散現(xiàn)象比較嚴(yán)重。
3、路面病害的產(chǎn)生原因
通過對在建道路與運營道路的長期檢測，我們發(fā)現(xiàn)瀝青路面病害產(chǎn)生的主要有設(shè)計、施工、養(yǎng)護、環(huán)境等4大類原因:
3.1、設(shè)計方面
首先是現(xiàn)行設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)存在一定的局限性。規(guī)定了道路設(shè)計的最低限度應(yīng)采用指標(biāo)，對高于設(shè)計速度所對應(yīng)的指標(biāo)沒有加以限制，導(dǎo)致線形設(shè)計要素與實際行車速度不相符、線形均衡性連續(xù)性差、線形要素之間組合設(shè)計不合理、設(shè)計車速與實際運行車速存在差異等問題。
如公路下山段，各項指標(biāo)均符合設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)要求，雖有相應(yīng)提示、警示標(biāo)志，但駕駛員從山南高速進入出山陡坡急彎段后，突然制動，發(fā)生事故的幾率大幅增加。其次，由于勘測不到位或者未考慮到周邊地形地貌。沒有更詳細的勘測資料，施工時開挖坡腳，導(dǎo)致山體滑坡，如銅黃一級公路王家河段、蒿莊梁隧道下行線進洞口等處，施工過程中破壞古滑坡體坡腳，山體滑坡，治理的代價較高。
再次，盲目推廣不成熟的設(shè)計理念。如某高速公路，上面層采用AC－16II型瀝青混凝土，中面層采用AC－16I型瀝青混凝土，旨在提高路面抗滑性能，成為該省第一條限速120km/h的高速公路，可惜在通車一個月后路面出現(xiàn)早期水損壞。除此之外，沒有過多的考慮公路的其他功能，導(dǎo)致通車后問題不斷的事例也屢見不鮮。
3.2、施工方面
?。?）原材料
原材料選用:要想得到合格的工程，必須選用合格的原材料。對于瀝青要注意粘稠度、延度、感溫性、含蠟量、老化程度等指標(biāo);對于集料要注意集料
的強度、棱角性等指標(biāo)。
?。?）施工工藝
公路工程質(zhì)量的控制是構(gòu)成公路的結(jié)構(gòu)物、構(gòu)筑物，在行車荷載及非正常環(huán)境因素影響下，具有預(yù)期的反應(yīng)(功能);質(zhì)量控制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)是原材料質(zhì)量、標(biāo)準(zhǔn)試驗(配合比設(shè)計)、施工工藝。施工工藝的先進合理是直接影響工程質(zhì)量、進度的關(guān)鍵因素，施工工藝的合理可靠也直接影響到工程施工安全。
首先要全面正確地分析工程特征、技術(shù)關(guān)鍵及環(huán)境條件等資料，明確質(zhì)量目標(biāo)、驗收標(biāo)準(zhǔn)、控制的重點和難點。其次要制定合理有效的有針對性的施工技術(shù)方案和組織方案，前者包括施工工藝、施工方法，后者包括施工區(qū)段劃分、施工流向及勞動組織等。下來要合理選用施工機械設(shè)備和施工臨時設(shè)施，合理布置施工總平面圖和各階段施工平面圖。最后還編制工程所采用的新材料、新技術(shù)、新工藝的專項技術(shù)方案和質(zhì)量管理方案。任一個環(huán)節(jié)出了問題，都會導(dǎo)致工程質(zhì)量隱患，隨后各類病害也就會逐漸顯露。如瀝青混合料運輸時的集料離析與溫度離析，導(dǎo)致路面壓實不均，離析處容易發(fā)生早期水損害。
3.3、后期養(yǎng)護
道路的養(yǎng)護，一是要預(yù)防道路及其沿線設(shè)施產(chǎn)生病害，一是要及時修復(fù)出現(xiàn)的病害與設(shè)施損壞。即主動養(yǎng)護與被動養(yǎng)護?，F(xiàn)階段普遍采用微表處與超薄磨耗層等預(yù)防性養(yǎng)護技術(shù)，對使用一定年限的承載力良好的道路，在處置完點病害后加以鋪筑，能夠有效的延長道路大中修年限。當(dāng)然我們也有因為養(yǎng)護不及時造成損失的先例:某山區(qū)高速公路，橋下排水溝漫排水，影響到當(dāng)?shù)卮迕襁M出的小路，村民一鍬土改變了流水方向，長時間浸泡橋臺，橋面出現(xiàn)裂縫，養(yǎng)護人員發(fā)現(xiàn)時，已經(jīng)造成了不小的經(jīng)濟損失。
3.4、環(huán)境方面
道路是處在自然環(huán)境下供車輛安全行駛的，環(huán)境溫度對道路使用性能也有著直接的影響，如道路所處地區(qū)的最高溫度、最低溫度、降溫速率、低溫持續(xù)時間、循環(huán)次數(shù)等因素會造成路面病害的產(chǎn)生。另外交通荷載影響也對道路使用性能有著直接的影響，如大的交通量、車輛急速制動、重載車輛等。還有我們不愿意遇到的突發(fā)事件，也對道路使用性能有著直接的影響，如地質(zhì)災(zāi)害、極端天氣、突發(fā)交通事故等。
3.5水破壞
所謂水破壞即地表水透入或地下水侵入路面結(jié)構(gòu)層后造成路面早期破壞的現(xiàn)象，它是普洱總段瀝青路面早期病害中最常見也是破壞力最大的一種病害，最直觀最常見的為山區(qū)越嶺線下坡車道由于剎車淋水的影響，瀝青路面修復(fù)率明顯多于上坡車道。水破壞的主要破壞形式有：網(wǎng)裂、坑槽、唧漿、轍槽等。水破壞的產(chǎn)生往往是由于施工中瀝青混凝土配合比控制不嚴(yán)、瀝青混合料拌合不均、碾壓效果不良等導(dǎo)致的瀝青路面空隙率過大所造成的。山區(qū)越嶺線縱坡大為了獲得較大的路面表面粗糙度而采用半開式瀝青路面表面層時，產(chǎn)生的水破壞尤為嚴(yán)重。
由于水滲入表面層后滯留在表面層的下部和下層的交界面上，因此在長期行車荷載作用下，瀝青膜開始從面層的底部剝落并逐漸向上擴展，隨著下部大量碎石上的瀝青剝落，瀝青混凝土也就失去了強度從而產(chǎn)生網(wǎng)裂和形變。
當(dāng)水透入瀝青面層并滯留在半剛性基層頂面時，在大量高速行駛車輛的荷載作用下，自由水產(chǎn)生很大的壓力并沖刷基層混合料表層的細料形成灰漿，灰漿又被行車壓唧，通過各種形狀不一的裂縫（縱、橫、斜裂縫及網(wǎng)裂）到路表面形成唧漿。在灰漿數(shù)量大的情況下，可能很快形成更為嚴(yán)重的裂縫，在數(shù)量小的情況下，可使路面形成網(wǎng)裂或形變。某處一旦有灰漿唧出，該處很快就會產(chǎn)生網(wǎng)裂和形變，隨后的降水就更容易透入，并形成惡性循環(huán)，最終導(dǎo)致路面嚴(yán)重破壞。
4、瀝青混凝土路面病害的處治
4.1同步碎石封層
4.1.1概述
同步碎石封層是用同步碎石封層車將碎石和粘接劑（熱瀝青、改性瀝青、乳化瀝青）同步撒鋪在路面上，通過碾壓（膠輪壓路機、光輪壓路機）形成瀝青碎石磨耗層。此項技術(shù)主要作為瀝青路面表處層使用，可延長瀝青路面的使用周期。由于同步碎石封層將碎石撒鋪與瀝青灑布同時完成，使瀝青均勻裹覆碎石顆粒，鋪撒均勻，使碎石與瀝青形成較好的粘接。因此，瀝青碎石同步封層具有以下特點：能增加路面抗裂性，治愈路面龜網(wǎng)裂，減少路面反射裂縫，提高路面防滲水性能，還具有高度的耐磨性、抗滑性，而且同步碎石封層施工工藝簡單，施工進度快，可及時迅速開放交通，耗能低，節(jié)約成本，具有良好的應(yīng)用前景。
4.1.2施工準(zhǔn)備工作
(1) 原路面的修補處治
由于碎石同步封層車是碎石和瀝青同步無余鋪撒，沒有對原路面進行找平的功能，雙層類型的表處層厚度僅為1.6～2.0㎝，所以碎石同步封層只能處理瀝青路面早期破壞。施工前應(yīng)對原路面進行認真處理，采用層鋪法對車轍、坑槽、平整度和橫坡、超高不適路段進行調(diào)型處理，軟基路段先采用手?jǐn)[塊石或水泥穩(wěn)定碎石處理基層，再用層鋪法修補平整，鏟平擁包，對較寬型裂縫先進行填充，然后用熱瀝青灌補，為實施同步碎石封層打下良好的基礎(chǔ)。
(2) 施工要素的確定及施工材料、機械設(shè)備的準(zhǔn)備
為保證同步碎石封層的施工質(zhì)量及效果，瀝青選用了90號瀝青，瀝青出廠溫度控制在160～180℃，達到施工現(xiàn)場鋪筑時噴灑熱瀝青的溫度控制在160～170℃；碎石選用聯(lián)破石灰石，且第一層碎石粒徑規(guī)格為1～20㎜，第二層碎石粒徑規(guī)格為5～10㎜；為了能更好地配合同步碎石封層車施工作業(yè)，選擇50裝載機一臺，10T光輪壓路機一臺，20T膠輪壓路機一臺，吹風(fēng)機兩臺作為輔助施工機械。
4.1.3施工工藝
?。?）先進行試驗路段施工，并根據(jù)實驗效果對各種作業(yè)參數(shù)進行調(diào)整，并最終確定數(shù)據(jù)后再進行施工作業(yè)。
（2）一層施工工藝：同步碎石車行駛至施工起點后，補料車、10T光輪壓路機、20T膠輪壓路機緊跟其后，人工配合。起動同步碎石封層車同步噴灑熱瀝青和10～14㎜的石料，鋪筑時技術(shù)人員緊跟其后，用對講機向操作手反饋鋪筑效果，控制車輛行駛速度，對蓋料不均勻及遺漏部分立即進行人工補蓋。完成后，立即用10T光輪壓路機碾壓2遍，然后20T膠輪壓路機跟進碾壓4～6遍，成型后即可開放交通，放行后車輛時速控制在40㎞/h以下，并請駕駛員關(guān)閉剎車淋水。
?。?）兩層施工工藝：在鋪筑壓實成型的第一層上同步噴灑熱瀝青和2～4㎜的石料，碾壓時應(yīng)注意，先用20T膠輪壓路機碾壓4～6遍，再用10T光輪壓路機碾壓2遍，碾壓成型后開放交通。
4.2 病害治理
4.2.1、裂縫的處治
鑒于裂縫是道路路面比較常出現(xiàn)的病害，在對其進行維護時，需要給予更多的關(guān)注與重視。對于細裂縫(2～5mm)可用乳化瀝青或新型灌注材料（密封膠）進行灌縫處理；對于大于5mm的粗裂縫，可用改性瀝青(如SBS改性瀝青)進行灌縫處理；灌縫前，必須清除縫內(nèi)、縫邊碎料、垃圾等，并保證縫內(nèi)干燥，灌縫后，表面應(yīng)灑布粗砂或(3～5)mm的石屑；如大面積出現(xiàn)粗裂縫的路段，可采用銑刨重鋪的方案，銑刨時要諑層進行，銑刨到無裂縫為止，若基底有裂縫，則需對基底裂縫進行處理。對于因基層強度不足、地基沉降而引起的裂縫，需對基層進行換填徹底處理到位后攤鋪面層。
4.2.2、泛油的處治
對于泛油來說，處理與維護相對簡單，比如對于路標(biāo)泛油而仍有石子外露的路段，可以不作特殊處理對于那些泛油路段較多，一定程度上影響行車安全的，需要對路面進行銑刨后重新鋪設(shè)。而對于因施工質(zhì)量原因而引起的道路泛油，則應(yīng)采取有效方法加以處治，除此之外，應(yīng)在配合比設(shè)計階段必須嚴(yán)格按照試驗規(guī)程進行最佳油石比的選定；在施工過程中嚴(yán)格按照工程師批準(zhǔn)的生產(chǎn)配合比進行施工。
4.2.3、車轍和推移的維護
車轍和推移問題對道路交通的安全行駛影響較大。在對其進行維護的過程中，需要特別注意以下幾點：如當(dāng)車轍和推移的長度在30m以下的，行車時會有小幅度的擺動的，我們可以通過路面烘烤、新料的添加壓實等手段進行解決，對于長度超過30m，行車時有較明顯擺動的，可以采取刨開路面中上面層的方法，然后再對路面進行重新鋪設(shè)。除此之外，對于因基層施工質(zhì)量而導(dǎo)致車轍、推移現(xiàn)象的，在對路面進行重新鋪設(shè)之前，還需首先處理好軟弱基層。
4.2.4、坑槽、唧泥、松散等病害處理
對于連續(xù)的坑槽、唧泥、松散等病害，采用銑刨重鋪的治理方案。在上、中、下三層全部銑刨后，須對基層進行局部處理，清除槽底、槽壁的松動部分及粉塵、雜物，并涂刷粘層油。銑刨結(jié)束后采用原路面設(shè)計的混合料逐層填鋪并壓實，填鋪時注意層與層之間鋪撒粘層油。對于局部出現(xiàn)的少量病害可通過日常養(yǎng)護小修進行規(guī)范處理。
【結(jié)束語】
通過對瀝青路面病害成因分析，使我們能夠采取有效措施進行治理和控制。在施工過程中，我們要從設(shè)計、施工等多方面加強質(zhì)量控制，保證瀝青路面的質(zhì)量，為行車安全提供堅實的保障。
