高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)分析

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一、前言
     高速公路瀝青路面在長(zhǎng)期的使用過程中,由于車輛的反復(fù)作用及氣候和環(huán)境的影響,必然會(huì)出現(xiàn)各種各樣的損壞現(xiàn)象。同時(shí),由于超載車輛長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)營(yíng),更加快了道路病害的產(chǎn)生。因此,高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)的目的是:“經(jīng)常保護(hù)公路公共設(shè)施的完好狀態(tài),及時(shí)恢復(fù)損壞部分,保障行車安全、舒適、暢通”。養(yǎng)護(hù)方針是 “預(yù)防為主、防治結(jié)合” .養(yǎng)護(hù)工作一般分為兩種:預(yù)防性養(yǎng)護(hù)和修復(fù)性養(yǎng)護(hù)。預(yù)防性養(yǎng)護(hù)工作旨在保護(hù)路面并減小路面質(zhì)量下降速度,修復(fù)性養(yǎng)護(hù)工作旨在修復(fù)特定的路面破壞或損壞區(qū)域。及時(shí)的預(yù)防性養(yǎng)護(hù)能延緩在交通與環(huán)境施加的荷載作用下路面損壞的時(shí)間。延遲養(yǎng)護(hù)與延期養(yǎng)護(hù)增加了缺陷數(shù)量、增大了嚴(yán)重程度,以致在改建時(shí)修補(bǔ)費(fèi)用增加。不斷地推遲養(yǎng)護(hù)與完善修復(fù)措施,縮短罩面與改建之間的時(shí)間間隔,因而顯著增加路面壽命周期費(fèi)用。
     二、高速公路路面典型病害及原因分析
     瀝青路面的損壞所表現(xiàn)出的形態(tài)和特征是多種多樣的,這是因?yàn)榇偈孤访娉霈F(xiàn)損壞的原因是多方面的。高速公路瀝青路面損壞的形態(tài)、特征和因素,可將路面的損壞形式分為裂縫、變形、表面損壞三大類。
     (1)橫向裂縫:即與路面中線近于垂直的裂縫。裂縫起初大多出現(xiàn)在路面兩側(cè)的硬路肩,逐漸發(fā)展而貫通全路幅。貫通裂縫沿路面大致呈均勻分布。橫向裂縫通常不是由于荷載作用引起的,而是由于低溫收縮或半剛性基層收縮產(chǎn)生的。冬季低溫凍縮是誘發(fā)橫向裂縫的重要因素。
     (2)縱向裂縫:即與路面中線大致平行的裂縫。大多出現(xiàn)在半填半挖路基或路面加寬處。其原因是由于壓實(shí)度不夠,高填方路段路基土滑移,路基或基層出現(xiàn)不均勻沉降而產(chǎn)生縱向裂縫?;旌狭蠑備仌r(shí)縱向施工搭接質(zhì)量不好,也會(huì)出現(xiàn)縱向裂縫。
     (3)龜裂:即相互交錯(cuò)的疲勞裂縫,形成一系列多邊形小塊組成的網(wǎng)狀開裂。龜裂的初始形態(tài)是沿輪跡帶出現(xiàn)單條或多條平行的縱縫,而后,在縱縫間出現(xiàn)橫向和斜向連接縫,形成縫網(wǎng)。
     (4)車轍:即路面表面沿輪跡的縱向凹陷。車轍嚴(yán)重是高速公路病害不同于一般公路的一個(gè)顯著特點(diǎn)。瀝青路面上的車轍,除了影響行車舒適性外,還對(duì)交通安全有直接影響。
     (5)波浪:即路面表面有規(guī)律的縱向起伏。產(chǎn)生波浪的主要原因是,路面材料組成設(shè)計(jì)不合理和施工質(zhì)量差,使路面材料不足以抵抗車輪水平力的作用。
     (6)松散:即集料和瀝青逐漸脫開并散失。松散可出現(xiàn)在整個(gè)路面表面,但由于行車的作用,一般輪跡帶處比較嚴(yán)重。產(chǎn)生松散的主要原因是由于混合料中瀝青含量偏低。瀝青與集料粘附性差,或是由于瀝青的老化,水的浸入也是產(chǎn)生松散的主要原因。
     (7)坑槽:即路面上出現(xiàn)的坑洞,是龜裂、松散等其它損壞進(jìn)一步發(fā)展的結(jié)果。由于表面水從這些損壞處浸入,停留在基層表面上,在車載反復(fù)作用下動(dòng)水沖刷基層的細(xì)料并逐漸形成灰漿,使瀝青面層與基層脫開,灰漿被車載擠壓,通過面層裂縫或面層混合料中的空隙擠到表面,使瀝青面層產(chǎn)生網(wǎng)裂,一些碎裂的小塊面層或基層材料被車輪帶走,而逐步形成坑洞,并不斷的擴(kuò)大。
     (8)沉陷:即路面表面的局部不均勻凹陷。其產(chǎn)生的主要原因是由于路基土壓實(shí)度不夠,導(dǎo)致路面在橫向和縱向產(chǎn)生不均勻沉陷和嚴(yán)重的縱向開裂,同時(shí)由于路基壓實(shí)度差導(dǎo)致路基強(qiáng)度顯著降低和路面承載能力不足而產(chǎn)生路面早期損壞現(xiàn)象。
     (9)泛油:即瀝青混合料中的瀝青在天氣炎熱時(shí)向上遷移到路面表面,而在冷天時(shí)又不存在逆過程,因而瀝青積聚在路面表面,形成一層有光澤的瀝青膜。瀝青混合料中瀝青含量過多,混合料空隙率過小,瀝青的高溫穩(wěn)定性差,是產(chǎn)生泛油的主要原因。
     (10)磨光:即路面在行車作用下集料棱角被磨成圓滑或平滑狀。路面表面紋理喪失,路面抗滑能力下降。路面磨光,是由于路面抗滑層集料組成設(shè)計(jì)和采用集料抗磨性能差所造成。 三、高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)技術(shù)對(duì)策
     對(duì)瀝青路面出現(xiàn)的裂縫、坑槽、松散、變形等常見病害,應(yīng)針對(duì)病害的產(chǎn)生原因,并根據(jù)路面的結(jié)構(gòu)類型、維修季節(jié)、氣候條件等實(shí)際情況,采取相應(yīng)的維修措施及時(shí)進(jìn)行處治。
     1.裂縫類病害的維修瀝青路面裂縫類病害分為龜裂,不規(guī)則裂縫,縱向裂縫和橫向裂縫。對(duì)于路面的縱向或橫向裂縫,應(yīng)根據(jù)裂縫的輕重按以下要求進(jìn)行處治:(1)高溫季節(jié)全部或大部分可愈合的輕策裂縫,可不加處理。
     (2)輕微裂縫(縫寬<<5mm)的處理:①將縫隙刷干凈,并用壓縮空氣(氣壓500-700kPa)吹去縫隙中的堵塞物和裂縫周邊路面的塵土。
     ②沿裂縫間隔1-1.5m 設(shè)置灌注孔,直徑5mm,深度大于50mm.③采用灌縫機(jī)械將乳化瀝青或其他灌縫材料灌材料滿縫隙。
     ④裂縫表面勻?yàn)⒏蓛羰蓟虼稚啊?BR>     ⑤將溢出縫外的瀝青及石屑、砂清除。
     ⑥待灌縫材料凝固后,即可開放交通。
     (3)嚴(yán)重裂縫(縫寬>5mm)的處理:①采用切割機(jī)械對(duì)裂縫進(jìn)行整修,應(yīng)按切割段裂縫寬度并對(duì)準(zhǔn)中線切割出均弱的凹槽,深度大于20mm,并去除已松動(dòng)的裂縫邊緣。
     ②裂縫切縫后用壓縮空氣(氣壓500-700kPa)對(duì)裂縫周邊和裂縫槽至少進(jìn)行兩遍高壓噴氣流清理。第一遍清除裂縫雜物時(shí)噴氣咀應(yīng)把持在距離裂縫不少于5cm 的位置,第二遍距離可以較遠(yuǎn)些,以便清除裂縫中和裂縫周邊的所有松散顆粒和雜物。
     ③采用灌縫機(jī)械將灌縫材料灌滿縫隙,再勻?yàn)⒏蓛羰蓟虼稚?,并隨即將溢出縫外的灌縫材料和石屑、砂清除?;虿捎脽岚铻r青混合料填入縫中,并搗實(shí)。
     ④冷卻后,即可開放交通。
     (4)輕、中度龜裂或輕度不規(guī)則裂縫,若基層強(qiáng)度尚好,可選用下列維修方法:①乳化瀝青稀漿封層,封層厚度宜為5-10mm.②瀝青混合料罩面處理,罩面厚度宜為3-4cm.③瀝青表面處治。
     ④改性瀝青薄層罩面。
     (5)嚴(yán)重龜裂或嚴(yán)重不規(guī)則裂縫,若基層紗度尚好時(shí),視病害的破損情況使用銑刨機(jī)進(jìn)行原路面的銑刨,然后進(jìn)行銑刨面的整修和清掃,均勻噴灑乳化瀝青, 用量為0.3-0.6kg/m2,并采用與原路面結(jié)構(gòu)基本相同的瀝青混合料進(jìn)行面層的攤鋪施工,松鋪系數(shù)為1.2-1.25;或采用挖補(bǔ)方法進(jìn)行面層的修補(bǔ)處理。由于土基、基層強(qiáng)度不足等原因引起的嚴(yán)重龜裂或嚴(yán)重不規(guī)則裂縫,應(yīng)先處治好基層或土基,然后再重鋪面層。
     2.松散類病害的處治瀝青路面松散類病害分為坑槽、脫皮、啃邊、麻面與松散。
     (1)僅涉及到面層的坑槽、脫皮、啃邊和松散等路面病害,按下述要求進(jìn)行處治:①確定修補(bǔ)范圍,其縱橫邊線與路中心線平行或垂直。
     ②當(dāng)小面積的病害多或密集時(shí),應(yīng)將多個(gè)病害合并修補(bǔ)范圍。
     ③使用銑刨機(jī)進(jìn)行原路面的銑刨,其深度不小于原病害的深度,然后用切割機(jī)進(jìn)行邊線的整修,或用切割機(jī)開槽,使用小型機(jī)械鑿除原路面。
     ④修補(bǔ)面的施工廢料,然后均勻噴灑乳化瀝青,用量為0.3-0.6kg/m2 .⑤采用與原路面結(jié)構(gòu)基本相同的瀝青混合料進(jìn)行面層攤鋪,松鋪系數(shù)為1.2-1.25.如果攤鋪厚度大于上面層結(jié)構(gòu)時(shí),應(yīng)將瀝青混合料分層攤鋪和壓實(shí)。
     ⑥用壓實(shí)機(jī)械對(duì)已攤鋪的瀝青混合料進(jìn)行碾壓,表面應(yīng)平整、密實(shí),并略高于原路面。如果病害面積較小且深度>7cm,無法用壓實(shí)機(jī)具成型時(shí),應(yīng)分層鋪筑,下層可采用人工夯實(shí),上層則應(yīng)采用壓實(shí)機(jī)具壓實(shí)。
     ⑦攤鋪時(shí)應(yīng)注意新老路面的接縫,做到線型順直,接縫平整,聯(lián)接緊密。
     ⑧如在低溫或多雨季節(jié),不能采用熱拌瀝青混合料材料時(shí),宜采用熱修補(bǔ)養(yǎng)護(hù)車修補(bǔ),用加熱板加熱病害處路面,翻松被加熱軟化的面層,噴灑乳化瀝青,加入新的瀝青混合料,然后攪拌攤鋪,壓實(shí)機(jī)械壓實(shí)成型。也可用冷拌(鋪)瀝青混合料修補(bǔ)面層病害。施工時(shí)應(yīng)充分壓實(shí),并與原路面聯(lián)接緊密。
     ⑨由于瀝青面層與上封層之間粘結(jié)不好,或初期養(yǎng)護(hù)不良引起的脫皮,應(yīng)清除已脫落和松動(dòng)的部分,再重做封層,封層的瀝青用量及礦料粒徑規(guī)格應(yīng)視封層的厚度而定。
     (2)因基層或土基局部強(qiáng)度不足等原因引起松散類路面病害,應(yīng)先按下述要求先處治好基層或土基病害,再參照要求重鋪面層。
     ①去除損壞的面層和基層,換填新料并壓實(shí)。如土基中含有淤泥,還應(yīng)將淤泥徹底挖除。
     ②地下水位較高的潮濕地段,應(yīng)采取措施引出地下水泥并在基層下面加鋪一層水穩(wěn)性好的材料,厚度不得小于15cm.③修補(bǔ)的基層應(yīng)有足夠強(qiáng)度和良好的水穩(wěn)定性,堅(jiān)實(shí)平整。如原為半剛性基層,可采用早期強(qiáng)度較高的水泥穩(wěn)定碎石等修筑,但其層厚不得小于15cm,并應(yīng)在新修補(bǔ)的基層上鋪設(shè)土工合成材料,與周邊基層搭接寬度不少于25cm. 4)面層結(jié)構(gòu)修補(bǔ)時(shí)宜采用與原路面結(jié)構(gòu)基本相同的材料。如受條件限制,采用乳化瀝青混合料或冷鋪瀝青混合料,但應(yīng)嚴(yán)格控制礦料的級(jí)配和瀝青用量。
     (3)瀝青路面麻面,按下述要求進(jìn)行處治:①因嵌縫料散失出現(xiàn)輕微麻面,在瀝青面層下貧油時(shí),二級(jí)及二級(jí)以下的公路可在高溫季節(jié)撒適當(dāng)?shù)那犊p料,并用掃帚掃勻,使嵌縫料填充到石料的空隙中。
     ②大面積麻面高速及一級(jí)公路可采用瀝青混合料罩面或乳化瀝青稀漿封層等方法予以處治,其他等級(jí)公路可噴灑稠度較高的瀝青,并撒適當(dāng)粒徑的嵌縫料,應(yīng)使麻面部分中部的嵌縫料稍厚,周圍與原路面接口要稍薄,定型整齊,并碾壓成型。
     (4)防止路面出現(xiàn)啃邊,宜采用以下措施:①用砂石、工業(yè)廢渣等改善、加固路肩或設(shè)硬路肩,使硬路肩平整、堅(jiān)實(shí)。
     ②可在路面邊緣增設(shè)路緣石,或?qū)⒙访婊鶎蛹訉挼狡涿鎸訉挾韧?0-25cm 處。
     ③在平交道口或曲線半徑較小的路面內(nèi)側(cè),可適當(dāng)加寬路面。
     3.變形類病害的處治瀝青路面變形類病害分為沉陷、車轍、波浪、搓板和擁包。
     (1)瀝青路面的沉陷,按下述要求進(jìn)行處治:①路面輕微下沉,深度(H < 20mm ),且無破損,可不加處理。
     ②路面嚴(yán)重下沉,深度(H > 20mm)但土基和基層密實(shí)穩(wěn)定,可只修補(bǔ)面層,并根據(jù)路面的破損狀況采取相應(yīng)的處治措施。若路面下沉后,無破損或僅有少量輕微裂縫,可在沉陷下噴灑或涂刷粘層瀝青,再用熱瀝青混合料將沉陷部分填補(bǔ),并壓實(shí)平整。若路面破損嚴(yán)重,礦料己松動(dòng)、脫落形成坑槽的,,應(yīng)采用挖補(bǔ)的方法進(jìn)行面層的修復(fù)處理。
     ③因土基或基層結(jié)構(gòu)遭到破壞而引起路面沉陷,先處治好基層后再重鋪面層。
     (2)瀝青路面的車轍、波浪與搓板,按下述要求進(jìn)行處治:①路面輕微變形,深度或高差(H≤10mm)使用銑刨機(jī)對(duì)原路面進(jìn)行拉毛處理。高速及一級(jí)公路的輕微車撤可采用乳化瀝青稀漿封層予以處治。
     ②輕微變型,深度或高差(0<H≤20mm),高速及一級(jí)公路使用銑刨機(jī)對(duì)原路面進(jìn)行銑刨后,要求重鋪面層。其他等級(jí)公路如凸出路面部分高度(h≤10mm ),可使用銑刨機(jī)對(duì)原路面進(jìn)行拉毛處理,或在波谷部分噴灑瀝青,并勻撒適當(dāng)粒徑的礦料,找平后壓實(shí)。如凸出路面部分高度(h≥10mm),可使用銑刨機(jī)對(duì)原路進(jìn)行銑刨后,再重鋪面層?;蝽樞熊嚪较?qū)⑼钩霾糠帚娕倨剑⒌陀诼繁怼?BR>     ③路面嚴(yán)重變形,深度或高差(H > 20mm ),要求重鋪面層。
     ④因面層與基層之間存在不穩(wěn)定的夾層而形成車轍,波浪與搓板,應(yīng)將面層銑刨或挖除,清除不穩(wěn)定的夾層后,噴灑粘層瀝青,要求重鋪面層。
     ⑤在高速及一級(jí)公路上宜用瀝青瑪蹄脂碎石混合料( SMA)或其他改性瀝青材料修補(bǔ)路面的車轍,波浪與搓板。
     ⑥因土基或基層局部強(qiáng)度不足而造成的上述病害,應(yīng)先處治土基或基層,再重鋪面層。
     (3)瀝青路面的擁包,按下述要求進(jìn)行處治:①因施工操作不慎將瀝青漏灑在路面上形成的擁包,或已趨于穩(wěn)定的輕微擁包,使用機(jī)械(具)將擁包刨削或挖除。如果除去擁包后,路面不夠平整,應(yīng)予以處治。
     ②因面層瀝青用量過多或細(xì)料集中而產(chǎn)生的擁包,或路面連續(xù)多處出現(xiàn)擁包,但路基層仍較穩(wěn)定,使用機(jī)械(具)將擁包全部除去,并低于路表面約l0mm.清掃修補(bǔ)表面并噴灑粘層瀝青后,用與路面結(jié)構(gòu)基本相同的熱瀝青混合料重輔面層。
     ③因土基或基層局部含水量過大,使面層與基層間結(jié)合不良而被推移變形造成的擁包,應(yīng)將擁包連同面層或基層挖除,將水分晾曬干,用水穩(wěn)定性較好的材料更換已變形的土基或基層,再重鋪面層。
     ④因土基或基層局部強(qiáng)度不足等原因造成的擁包,應(yīng)先處治土基或基層,再重鋪面層。施對(duì)病害予以處治。
     四、高速公路瀝青路面養(yǎng)護(hù)前景展望
     1.對(duì)瀝青路面必須進(jìn)行預(yù)防性、經(jīng)常性和周期性的養(yǎng)護(hù)。必須嚴(yán)格按照養(yǎng)護(hù)規(guī)范的要求進(jìn)行養(yǎng)護(hù)管理。無論是小修保養(yǎng),還是專項(xiàng)工程和大修工程,都要按照既定的程序,做好工程期日的方案設(shè)計(jì)、原材料的質(zhì)量試驗(yàn),加強(qiáng)施工過程的檢查和質(zhì)量監(jiān)督,工程的驗(yàn)收必須按相關(guān)規(guī)范的要求進(jìn)行,確保養(yǎng)護(hù)工程能符合高速公路的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn),維持高速公路的運(yùn)營(yíng)標(biāo)準(zhǔn)和服務(wù)水平。
     2、加強(qiáng)路面的日常巡查,隨時(shí)掌握路面的使用狀況,根據(jù)路面的實(shí)際情況指定日常小修保養(yǎng)以及經(jīng)常性、預(yù)防性和周期性養(yǎng)護(hù)工程計(jì)劃。對(duì)于較大范圍路面的嚴(yán)重病害的應(yīng)及時(shí)安排大中修工程;對(duì)整線、整段需提高技術(shù)等級(jí)的應(yīng)安排改建|考試大|工程。瀝青路面應(yīng)采用養(yǎng)護(hù)機(jī)械化,提高養(yǎng)護(hù)工程的質(zhì)量和服務(wù)水平。
     2.瀝青路面的養(yǎng)護(hù)應(yīng)依靠科學(xué)進(jìn)步,加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)技術(shù)管理,采用先進(jìn)的檢測(cè)儀器設(shè)備采集路況數(shù)據(jù),應(yīng)用路面管理地理信息系統(tǒng),準(zhǔn)確評(píng)價(jià)路況現(xiàn)狀,預(yù)估路況發(fā)展趨勢(shì),提出科學(xué)的、養(yǎng)護(hù)對(duì)策,為編制養(yǎng)護(hù)維修計(jì)劃提供輔助決策。應(yīng)積極的推廣新技術(shù)、新材料、新工藝、新設(shè)備、發(fā)展現(xiàn)代化的瀝青路面的養(yǎng)護(hù)技術(shù)。引進(jìn)新技術(shù),吸收先進(jìn)的經(jīng)驗(yàn)是我們國(guó)家現(xiàn)階段高速公路養(yǎng)護(hù)的必備環(huán)節(jié)。
     3.積極參與全國(guó)的高速公路管理工作的培訓(xùn)工作,總結(jié)、交流各高速公路管理經(jīng)驗(yàn),提高高速公路養(yǎng)護(hù)管理水平,加強(qiáng)各路段養(yǎng)護(hù)部分技術(shù)交流與合作,更好地搞好高速公路的建設(shè)和養(yǎng)護(hù)管理工作