高速公路沥青路面早期病害与养护管理论文_黄俊云

高速公路沥青路面早期病害与养护管理论文_黄俊云

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摘要:公路建设是关系到国计民生的大型工程,需要耗费大量的人力,财力来完成。为了建设一条高效的公路,我们必须把设计,建设,管理三者很好的结合起来,因地制宜的选择合理的材料,加强公路的养护,延长公路的寿命,充分的发挥它的经济价值,为社会主义的建设做出巨大的贡献。本文将对高速公路沥青路面常见病害的防治与养护进行探讨,以供同行参考。

关键词:高速公路;沥青路面;早期病害;养护

1高速公路沥青路面早期病害产生原因

1.1 疲劳开裂及路面车辙。疲劳开裂是重载作用下,沥青路面最常见的破坏形式之一,疲劳的产生是由于材料内部存在局部缺陷或不均质,在车辆荷载以及外界环境因素的影响下,产生局部应力集中,出现微裂隙,减少了承受应力的面积,导致有效应力增大,裂隙扩展,应力的反复作用最后导致路面破坏。通过对我国重载沥青面层疲劳裂缝调查分析发现,沥青面层纵向裂缝并不是由面层底部开始的,而是从面层表面向下发展。由此说明,重载作用下沥青面层疲劳破坏并不一定是层底弯拉应力引起,而是由于表面荷载应力造成的,特别是剪应力。

随着公路运输量日益增长和运输向重型化发展,尤其是高等级公路沥青路面永久变形已成为突出的问题,车辙成为重载交通作用下沥青路面主要的破坏形式之一。车辙的形成机理主要分为两种:压密变形和剪切变形。重载作用下,沥青路面设计验算车辙深度对防止路面使用初期造成车辙损坏是十分必要的。当前,车辙深度的预估模型很多,在国际上最为有名的当推shell方法,工程实践中可根据实际情况选用。

1.2 水泥稳定基层的收缩裂缝。在路基压实度较好的路段路面裂缝较少。然而由于施工当中存在一些工艺和程序问题,路面沥青混合料离析和不均匀严重,这样容易造成局部渗水,使路面出现病害。施工中压实不足也是重要原因,由于片面追求路面平整度,不能在温度较高的时候进行压实,不敢采用轮胎压路机,这样就造成了路面表层看起来很平整,通车不久就很快衰减。建议对压实度的管理应该把重点放在压实工艺的管理上。

1.3 行车荷载和雨水作用加速裂缝的发展。水泥稳定基层在施工及运营中由于种种原因会产生细微裂缝,根据断裂力学理论,半刚性基层内存储的能量由于行车荷载提供,并通过裂纹失稳扩展消耗能量,这个过程不断反复进行,使独立地裂纹扩展为数条贯通宏观裂纹,直到新年过程小裂缝,最后成为贯穿裂缝。这是行车道裂缝多于超车道的原因所在。由于沥青上面层存在孔隙,下雨或积雪融化后,路面中有水分渗入,而由于土路肩阻水,雨过天晴数天后,路面面层中仍有大量水分。所含的许多水分不断汇集到裂缝处并沿裂缝下渗,由于基层强度大,很致密,水很难排出去,容易造成路面界面条件和受力状态的变化。在行车荷载作用下裂缝处出现唧浆现象,水泥稳定基层因水而脱落、松散、路面结构承载力不足,出现啃边现象,并可能发展成网裂或坑槽、沉陷等。超载现象严重,加剧了路面病害的扩展。而沥青路面排水是第一要务,所以排水不好势必会造成路面的心腹大患。

2.加强高速公路沥青路面养护管理的措施

2.1结构层类型和厚度设计优化

沥青路面结构设计及各层厚度要充分考虑交通量轴次、材料、施工条件、气候等实际情况。要加强路面结构方案比选工作,根据交通量大小、重型车辆构成比例,选定合理的路面厚度。对重车方向、长距离陡坡路段应进行专门设计。根据规范要求,必须根据厚径比等指标确定路面结构类型与厚度,要有利于防治路面早期损坏;有利于增强工程的耐久性、减少后期养护费用;有利于延长路面使用寿命和降低全寿命成本。对半刚性基层出现的质量通病要进行认真反思和总结,特别是对防止半刚性基层反射裂缝的措施要给予高度重视。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆要严格控制半刚性基层及底基层的材料组成、施工离析、养生方式等,强度不仅要控制低限,同样要控制高限,减少半刚性基层沥青路面反射裂缝的发生。

2.2加强现场管理,严把配比、压实关

沥青混凝土路面质量的好坏很大程度上取决于混合料的拌和、摊铺和压实。高速公路使用的拌和设备应具有先进的电脑控制系统,拌和过程中可以逐盘打印各个料仓的材料温度、矿料用量、沥青用量等数据指标,利用它准确控制拌和过程中的计量及温度等参数,确保生产配合比设计的正确性。摊铺过程中除严格按《规范》要求施工外,还应着重控制铺摊温度、供料速度与前进速度相协调、防止离析等环节。碾压过程应遵循少量喷水,保持高温,梯形迭进的原则。决不能片面追求平整度,进行低温碾压,造成压实度不足、空隙率过大,使路面渗水,导致早期破坏。特别是使用改性沥青的路段,必须保证碾压终了的温度。但也不能不顾初压、复压和终压区的作业面限制,进行过渡碾压。调整施工工序,尽量使三层面层连续摊铺,减少污染,加强层间连接。重视中下面层混合料配合比设计和施工。在考虑中下面层其他性能的同时,要考虑到中下面层的抗车辙和下面层抗疲劳性能。

2.3确立沥青路面早期病害专项治理范围

首先,通过对路面目测观察大致病害,进一步评测路面陈江都和平整度病害;其次,沉降病害段的调坡长度不小于30m、10m内落差大于3cm、存在明显跳车感,其他病害病害段长度不小于10m的过度段,在100m范围修补量超15%,每公里范围内修补面积超过30%,另外处理宽度、处理层次也要依据病害情况而确定。

2.4沥青路面裂缝的维修

目前,新建高速公路路面裂缝已经很少,早期修建的高速公路多一些,主要是温度裂缝、半刚性基层反射裂缝和基层强度不足引起的网状裂缝。由于高速公路对沥青面层要求高,所以,对裂缝的处理必须按高标准进行。对于出现的横向裂缝,裂缝宽度在5mm以内的,灌入热沥青;裂缝宽度在5mm以上的,先用机械开槽,用细粒式沥青混合料填充、捣实。如果裂缝出现较多,宜采用乳化沥青稀浆封层;由于基层强度不足而引起的网状裂缝,应将沥青表面铣刨或拉毛,再加铺一层沥青混凝土上封层。

2.5沥青路面车辙的维修

沥青路面出现车辙,首先要分析车辙产生的原因,是属于哪一种类型的车辙。如果是属于表层磨损过度出现的车辙,用铣刨机清除面层,然后重新铺筑沥青混凝土。我省高速公路的车辙的出现主要是由于路面基层强度不足和沥青混合料的级配问题引起的。如果是基层强度不足,应铣掉面层,从做路面基层,然后重新铺筑面层;如果车辙是由于沥青混合料引起的,则应铣掉级配不合理的面层部分,改铺抗车辙的沥青混合料(如SMA)。

2.5桥面铺装损坏的维修

当桥面出现大面积损坏的情况,要分两种情况处理。一种是只是沥青面层损坏,面层下的水泥混凝土完好,这种情况,应将沥青面层铣掉,露出水泥混凝土,然后,喷洒乳化沥青,再铺筑沥青混凝土。如果沥青面层下的水泥混凝土也出现破坏,则要先处理水泥混凝土,损害面积小就进行局部处理,损坏面积大,最好重做水泥混凝土铺装,一般情况下,将原水泥混凝土铺装全部凿除至梁顶面,再铺设钢筋网,重新浇注水泥混凝土,洒布乳化沥青粘层油,最后铺筑沥青面层。现在沥青面层厚度多为9cm,分两层摊铺。

参考文献:

[1] 卢毅强. 沥青混凝土路面病害的防治. 交通世界(建养. 机械),2013(1).

[2] 黎晓东. 沥青混合料路面病害及其控制措施探讨. 交通标准化,2013(1).

论文作者:黄俊云

论文发表刊物:《基层建设》2018年第26期

论文发表时间:2018/9/18

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