沥青混凝土路面早期病害形成原因及防治技术

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1、论沥青混凝土路面早期病害防治措施摘要:本文根据我国的公路沥青混凝土路面早期病害的课题进行研究,对我国公路路面早期破坏类型进行分析,归纳为11个类型,并对路面早期破坏的原因进行分析,指出设计缺陷、设计与实际脱钩、科研滞后、外界因素影响、施工质量问题、养护与管理问题成为沥青混凝土路面早期破坏的主要原因。在分析原因的基础上提出现有条件下,严把质量关、合理安排工期、科研与建设结合、引进先进技术、强化施工管理、保证沥青混凝土路面各项技术指标满足设计和规范要求、重视排水设计、重视下承层质量、严把超载关、加强养护管理等防止公路沥青路面发生早期破坏和损坏的对策。提出应用柔性路面理论指导半刚性基层路面结构的设计

2、缺少系统研究分析的试验验证,导致目前在沥青路面面层厚度上看法分歧很大;交通流量不规范,超载车辆的轴重远远超过设计计算中标准的轴重;施工与设计脱节较大,规范应着眼于解决目前存在的公路的早期破坏,保证公路长期的服务水平;没有大修设计标准;缺乏专门的公路养护规范等公路沥青路面结构技术存在的主要问题以及对现有有关沥青路面技术标准、规范的建议。本文最后介绍了沥青混凝土路面早期破坏的防治措施。指出合理设计路面结构、严格控制沥青混合料质量,严格控制施工质量时防治沥青混凝土路面早期破坏的有效手段,并重点介绍施工中路面病害的预防措施和治理方法。关键词:沥青路面早期病害 原因分析防治技术第一章 前 言在公路的建设

3、中,我国的绝大部分公路都采用沥青混凝土路面。沥青混凝土面层具有良好的力学性能和较好的耐久性以及行车舒适性,适合于各种车辆的通行,并具有坚实、耐久、平整、良好的抗滑、防渗、耐疲劳的性能和抗低温开裂的温度稳定性。目前我国很多公路沥青路面均呈现出一定的早期破坏,如开裂、泛油、剥落、车辙等现象,有的公路甚至当年通车即发生了病害,正常维修期大大提前,直接影响了车辆的运行,也增大了养护管理资金的投入。随着国民经济快速、协调发展,交通量的不断增长,我国道路交通量日益增大,车辆迅速大型化且严重超载,使公路路面面临严峻的考验,现有技术规范不能满足日益增长的交通量需求,设计与实际需求脱钩是造成路面早期破坏的主要原

4、因。施工中缺乏有效质量控制,形成质量缺陷,使用中不能及时养护也是造成路面早期破坏的重要原因。本文指出沥青路面病害防治技术应重点考虑路面设计、沥青混合料和施工三个方面,并重点介绍施工过程中的预防、治理措施。第二章 公路沥青路面早期破坏类型分析目前我国公路沥青路面出现的早期病害主要由半刚性基层的干缩引起;路基压实度不足也会引起这种早期破坏和损坏。公路沥青路面的设计使用寿命为15年,如果通车13年内就发生严重病害和较大面积损坏,可视为早期破坏。我国公路沥青路面发生的早期破坏类型归纳为:2.1水损坏随着时间的推移,特别是长期下雨后,路面因吸水颜色愈来愈黑,并出现轮迹处路面向两边推挤而隆起,轮迹处持续沉

5、陷,再发展,靠近轮迹的隆起部分破损,很快就出现面层松散、剥落、坑槽等。松散的集料表面光溜溜的,沥青膜已剥落贻尽。这是典型水损害现象。2.2裂缝路面裂缝是路面早期破损最常见的病害之一,它的危害在于从裂缝中不断进入的水份使基层甚至路基软化,导致路面承载能力下降,加速路面破坏。 其中包括横向裂缝和纵向裂缝两种。2.3 龟裂:龟裂又称网裂,通常是由于路面整体强度不足,基层软化,稳定性不良其初始形态是沿轮迹带出现单条或多条平行纵缝,逐渐在纵缝间出现横向或斜向连接缝,等原因引起的,沥青路面老化变脆,也会发展成网状裂缝。一般多发生在行车道轮迹 形成龟裂。主要由路面结构强度不足引起。这种病害在我国早期修建的公

6、路上较为普遍;?2.4车辙:车辙变形车辙是在行车载荷重复作用下,路面产生累积永久性的带状凹槽,表现为沿行车带出现横向高差,主要是由于沥青混合料级配设计不合理、稳定性差或由于基层及面层施工时压实度不足,使轮迹带处的面层和基层材料在行车荷载反复作用下出现固结变形和侧向剪切位移引起;另外,重载或超载车辆过多也是产生车辙的重要原因。2.5波浪:主要原因是路面组成材料设计不合理或施工质量差,导致路面材料不足以抵抗车轮水平力的作用;在纵坡段,由于高温的原因也会出现这种病害。2.6松散:原因主要是采用的沥青粘结力差,沥青用量偏少,或所用的矿料过湿,铺撒不匀,或所用的嵌缝料不合规格而未能被沥青粘牢。对表处面层

7、还会产生大面积松散、唧泥现象,从而导致沥青面层脱落。在我国早期的公路上曾出现,现在主要出现在水损坏严重的路段上;2.7坑槽:主要原因是面层的网裂、龟裂后不及时养护而逐渐形成的。另外基层局部强度不足,在行车作用下也易产生坑槽。是由龟裂和松散等其它损坏进一步发展的结果;2.8沉陷:一般是由基层局部成形不足,强度不够,在行车载荷和自然因素等作用下形成的。对于大面积沉陷往往是由于路基(高填方地段)不均匀沉降或局部滑移面引起的。主要原因是路基压实度不足引起,特别是在一些高填方和压实困难的半填半挖路段以及构造物两端出现;2.9冻胀和翻浆:多发生在北方和东北地区挖方或填挖交界的路段,主要是由于路基排水设计不

8、合理,造成路基含水量过大引起的冬季冻胀春融翻浆。2.10剥落:如果沥青混合料中使用了中性或酸性石料,将会造成集料与沥青之间的粘附性不足,在行车荷载的作用下,集料从路面剥落,使路面形成麻面,进而可能发展成为坑槽、松散等病害;施工时混合料离析也是产生剥落的原因之一。2.11、泛油:沥青混合料中沥青含量过多,空隙率较小,高温稳定性差,是产生泛油的主要原因。我国公路沥青路面的早期破坏主要表现为裂缝、车辙、沉陷、泛油等,由于恶劣天气原因以及超载车原因导致的水损坏和松散也时有发生,重度类型的损坏由于及时的养护已经很少出现。 第三章 我国公路沥青路面发生早期破坏和损坏的原因分析公路沥青路面直接与大气接触,除

9、承受交通荷载外还受自然因素的影响,在运营期间出现早期损坏现象,致使表面服务性能降低,影响正常运营。总结分析原因可归纳为:3、1路面结构设计我国现行规范中可供设计人员选择的结构单一,而且级配范围较宽,如AC、AK结构都具有很强的优缺点:AC结构具有良好的密水性,但表面较细,抗滑指标难以保证,而且矿料组成中往往是粗骨料悬浮于细集料之中,在行车荷载作用下,容易出现材料重分配,因此容易出现车辙现象;AK结构具有很好的骨架,抗车辙能力强,粗糙的表面满足了抗滑要求,但空隙率偏大,透水严重,这是造成近几年水损破坏普遍产生的主要原因之一。根据调查,现场铺筑的沥青混凝土空隙率在8%13%时,沥青混合料产生水损坏

10、的可能性最大。在我国现行规范中II型沥青混凝土混合料的空隙率为4%10%,与之比较接近,而且施工中压实度低值要求95%,容易造成水损坏。这是因为雨天之后,沥青路面在饱水状态下承受重载车辆冲击与动水压力的反复作用,沥青膜与矿料渐渐剥离,形成松散的凹坑,若不及时予以修补,极易发展扩大成坑槽,造成更大的损坏。这在南方雨水较多的尤其严重。另外,设计规范中该的设计车辆荷载于实际车辆荷载不相符,按照规范进行设计的沥青混凝土路面难以承受当前交通运输重车多、超载严重的交通状况。我国公路建设现仍出在一个快速发展时期,对公路许多方面认识也在逐步加深,一些标准和规范仍停留在多年前的水平就不能满足发展的需要,加上外界

11、因素的影响,甚至出现了所谓“合理的病害”。针对规范滞后于当前公路建设及运输市场的实际情况,为防止公路沥青路面出现早期破坏现象,各省都在路面结构方面进行研究,但现行相关规范的修改跟不上迅速发展的公路建设需要,不符合其应有的严肃地位。3、2设计与路段实际情况相差大如某二级公路穿过土基过湿地段,但设计方面却按一般正常情况设计,全部利用挖方和就地借方填筑路基,采取逐层晾晒法施工,造成极大的窝工,影响了工期。施工单位只好申报监理工程师并经业主同意,远运借土填筑,仅此一项就较原设计增加费用数百万元。先沥青路面(特别是挖方路段)破坏较为严重,已多次修补。这说明正确区划路基干湿类型极为重要。3、3 科研 由于

12、我国的公路起步较晚,但发展速度极快,科研工作的相对滞后是导致我国公路沥青路面在运营期间出现早期破坏的原因之一。3、4外界因素的影响 3、4、1超载 随着我国经济的迅速发展,公路的货车今天能够量增长非常快,某些部门从自身利益出发,超载严重,甚至达到了令人无法想象的程度。超载严重是造成早期破坏的主要原因之一。这一问题,单靠交通部门的努力远远不够。3、4、2气候因素 这是造成公路出现车辙和推移的原因。3、4、3人为因素 交通事故及车辆漏油交通事故及车辆漏油、千斤顶引起的路面破坏。3、5施工与养护因素的影响 3、5、1材料选择 目前我国各省公路建设部门非常注重沥青的选择,大部分选用优质进口沥青,上面层

13、采用改性沥青,但在调研中发现,有些省份的公路建设部门为了确保沥青的质量,在进行招标时将指标值定得过高,以至于有些沥青供应商为了迎合主管部门的需要,在沥青中加入某种成分以提高指标值,严重影响了沥青路面的寿命。除此之外,砂石料质量的参差不齐也造成了公路建设质量的下降。在这方面,可借鉴吉林省长吉公路的做法:建设部门对砂石料的供应统一规格、统一招标,在条件适宜的路段自建料厂,严格按照标准规格以及质量提供材料,不仅满足了工程进度的需要,也确保了工程质量。3、5、2施工配合比的控制 在实际生产中,许多地方多年来形成了一种习惯,那就是严格按照实验室配合比中的骨料用量应用于实际生产。但这种方法生产的混合料往往

14、不到设计要求,有的甚至出现较大偏差,出现了“目标配合比设计”与“生产配合比设计”不相符的情况,其原因就在于骨料的吸水性上。我国现行的沥青混凝土路面设计方法中,集料密度采用的是视密度,而在实际生产过程中,因为自然条件、环境因素的影响,使生产配合比与实验室配合比出入很大。在公路的建设中,解决这个问题唯一的办法就是加大抽检力度,通过试验路段确定生产配合比,加强现场监理,实行跟踪作业,定点、定量取样,取得试验数据后,指导生产,切实把质量标准落实到施工过程中。3、5、3混合料的拌和、摊铺和压实摊铺和压实 两项工作是路面施工的重要环节。摊铺质量不好往往伴随着裂缝、车辙等病害的发生。摊铺过程中除严格按规范要

15、求施工外,还应着重控制摊铺温度、供料速度与前进速度相协调、防止大料滚动离析等环节。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,降低压实度标准;低温碾压易造成空隙率多大,压实度不足,使路面渗水,导致早期破坏;过度碾压易造成构造深度偏小,甚至出现泛油病害,影响行车安全。碾压过程要及时、迅速,并要保持碾压要求。绝对不允许压路机中途急停、转向,一面发生推挤、拥包现象,从而影响平整度。山东省的经验:在日竹公路施工中,根据实际情况,将抗滑表层的马歇尔试验制件采用了双面击实各75次的标准,压实度不低于98%,混合料空隙控制在6%以内,压实后经路面现场取芯检测都收到了

16、良好效果。可见,压实措施好坏对沥青路面的平整度、防止水损坏和提高抗车辙能力都有很大影响。3、5、4路基施工缺陷的影响 从调查材料看,有些公路早期破坏与路基施工质量有关,特别是软土地区。路基软土地基不稳定、地基换填或挤淤处理不彻底、路基填筑压实度不足、路基填料的液限偏高、路堤不均匀沉降等都会导致路面的早期破坏。究其原因,大部分与施工工期短、施工低栏为赶进度有关。3、5、5桥梁施工缺陷的影响 由于桥梁施工质量控制不足的影响,桥面沥青路面也时常发生早期破坏。通常发生在那些预拱度设置不合理造成桥面沥青面层厚度达不到设计要求、简支梁桥伸缩缝施工质量差的桥梁结构上。由于桥面的变形条件和弹性状态受桥梁的整体

17、刚度和局部刚度控制,与一般路基上路面变形状态不同,未达到设计厚度的沥青面层往往受到剪切破坏。而且一旦有病害发生,便迅速扩展到全桥,很难局部修复。这种类型的早期破坏在这次调研中并不鲜见。另外,由于桥头两端压实不足发生的不均匀沉降,也往往造成桥头两端沥青路面发生早期破坏之一。3、5、6养护与管理 路面早期养护措施不及时、不完善等也是公路沥青路面产生早期破坏的原因。允许超载车辆进入公路或对超载车辆控制不严则更是早期破坏的直接原因。第四章、现有条件下防止公路沥青路面发生早期破坏和损坏的对策在现有的规范和标准指导下,应该采取下列措施来防止公路沥青路面的早期破坏。4、1 根据实际情况确定并严格控制公路沥青

18、路面设计、施工各项指标,严把质量关,科学合理地安排工期,不搞献礼工程;4、2将沥青路面科研工作与公路建设结合起来,改变科研与建设脱节的现状,特别是将科研结合在施工过程中,无疑将大大提高我国公路沥青路面的建设水平,有效防止出现早期破坏。4、3学习引进国外先进、成熟的技术。4、4强化施工管理,提高工序控制的科学性。4、5保证现场试验数据的完整和准确,杜绝弄虚作假。特别是沥青材料、砂石料的试验数据,必须做到抽样合理,数据真实保证沥青路面材料的路用性能。对高路堤、软基处理、填挖结合处、结构物两端填土等重点部位的施工重点监控,防止不均匀沉降影响沥青路面的使用性能。4、6重视并协调公路沥青路面的压实度、均

19、匀度、平整度和构造深度等指标,特别处理好平整度与压实度的关系。不能过分追求平整度而牺牲压实度,而是要在保证压实度的基础上追求平整度,否则通车后的路面极易发生水破坏以及松散、车辙等早期病害。4、7不过分追求某些结构,例如透水面层,由于我国的公路沿线以及路面灰尘较多,更容易发生早期破坏。4、8重视公路的排水设计,防止水损坏。4、9重视半刚性基层的养护,防止反射裂缝的出现。4、10交通执法部门与其它行业主管部门联合执法,大力打击超载运输,保证公路的正常使用。在当前不能杜绝超载车行驶公路的情况下,加强养护管理,防止病害的进一步发展;引进动态称重技术,改变现有收费方式,按实际吨位进行收费,将在一定程度上

20、遏止超载车对公路恶性行驶。4、11加强养护管理,提高养护管理水平。经验表明,科学有效的养护不但保证了公路沥青路面的服务性能,也是防止早期病害的进一步发展、节省养护资金的有效手段。第五章、目前公路沥青路面结构技术主要问题以及对现有有关沥青路面技术标准、规范的建议目前我国公路沥青路面结构技术存在的问题归纳起来,主要集中在几个方面:5、1应用柔性路面理论指导半刚性基层路面结构的设计缺少系统研究分析的试验验证,导致目前在沥青路面面层厚度上看法分歧很大;5、2交通流量不规范,超载车辆的轴重远远超过设计计算中标准的轴重;5、3施工与设计脱节较大,规范应着眼于解决目前存在的公路的早期破坏,保证公路长期的服务

21、水平;5、4没有大修设计标准;5、5缺乏专门的公路养护规范。5、6具体的意见和建议如下:5、6、1增加多层半连续体系的计算模式;5、6、2公路法对超载有明确的禁止和处罚措施,但执行起来难度大,有的超载达10倍以上(单轴重达20吨,双轴重大50吨,双轴最大可达70吨,而标称为2.514吨不等)。所以,在当前还未解决超载现象的情况下,需在规范中增加超载车的设计模式,增加交通量调查及使用的详细规定,改变现有规范中交通量预测仅按车型分类与实际轴载并不匹配的规定;5、6、3由于半刚性基层沥青路面不可避免会产生反射裂缝,常常需采用工布或土工格栅来延缓裂缝的发生或加劲处理,也有采用应力消减层的,这与原有的层

22、间完全接触条件假设并不一致,修订后的规范应考虑这些条件;5、6、4建议对面层、基层、地基层仅作原材料的试验(压碎值、磨光值、磨耗率、坚固性等),不再强调混合料试验;5、6、5在进行设计实验时,除砂与粉煤灰能搜集到外,期于材料不确定或需试验单位自己加工,与实际施工时的加工机具、材料的颗粒级配、形状及清洁程度等千差万别,这些因素对试验结果的影响较大。因此建议对沥青面层、基层、底基层仅作原材料的试验(压碎值、磨光值、磨耗率、坚固性等),不再强调混合料试验。另外压碎值等指标受集料颗粒形状影响较大,建议增加路面材料的立方体抗压强度要求建立与压碎值的关系;5、6、6虽然JTJ014-97规定了各层材料的回

23、弹摸量和抗拉强度的试验方法,但与JTJ057-94有较大的出入,而回弹摸量及抗拉强度由于偏差系数大,设计单位经验不多,无法进行充分的论证,主要还依赖规范的推荐值,所以规范应明确和准确;JTJ014-97第7.0.4中有笔误,半刚性材料的抗压回弹摸量采用顶面法,应为T080-94;JT014-97第129页要求采用95%保证率的实测抗压摸量值,而T0808未提出保证率要求。另外JT014-97中关于力气能够混合料与T0713-2000的要求也有较大的出入。5、6、7增加公路大修设计内容,包括旧路服务水平评价、使用周期评估、大修设计标准以及弯沉衰减计算公式等。公路的大修、中修不同于新建项目,也不同

24、于普通公路的维修养护,原来对沥青路面的评价方法对公路不适应。对设计时采用的交通量标准及设计年限、合理的施工组织以减少交通干扰,对未整治段落、局部处理段落、罩面处理段落及更换了面层、基层的段落的质量检验评定、从可持续发展考虑如何合理利用挖除的材料以及营运公路大修对周边环境的影响等,都应做深入的总结和研究。提出一套以公路调查为基础的、符合公路使用品质情况的评价方法及相关指标与标准、依据标准制定响应的养护维修对策已非常必要。另外,对公路大修的施工组织、交通安全、标高协调提出指导性意见,对沉降、车辙、纵裂、横裂、龟裂等主要病害形式提出设计原则。5、6、8改进土基摸量取值方法以及承载板测定土基回弹摸量的

25、时样方法。在进行路面设计时,需要土基摸量参数,而先行规范给出的摸量参数仍按照1986年公路柔性路面设计规范的成果确定,而1986年柔规中土基摸量值均是在轻型压实标准条件下得到的。上个世纪六十年代,全国各省经过调查试验研究,提出了与气候、土质、水文条件及施工水平相适应的土基回弹摸量值,它反映了不同地区自然条件的特点和规律性。但其数值是针对低等级道路提出的,对于高等级公路,由于设计要求、施工条件、规范标准的改变,其数值应按新的情况重新考虑。高等级公路路基的填土高度普遍较以往一般公路的路基高,路面厚度较以往一般公路的路面厚,而且通常有硬路肩,并且对路面和路基排水有更明确的要求,特别是目前的高等级公路

26、施工中,都采用了重型压实标准,对路床和路堤下部各层材料的质量提出了明确的要求,在这种情况下,路基摸量的选定方法有改进的必要。5、6、9承载板测定土基回弹摸量试验方法T0943-95,由于采用设备及土基强度的变化,也应该作较大调整。5、6、10设计指标的调整,对于沥青抗滑表层建议将双面击实由50次改为75次,另外对沥青混合料应提高动稳定度要求。5、6、11进一步强调、材料的分级堆放、场地硬化以及其他的防离析、防污染的措施。5、6、12进一步细化路面结构内部排水的内容,建议取消关于基层、底基层的级配要求。5、6、13增加路面结构层加铺时对路基沉降指标的要求以及过渡路面内结构的设计标准。5、6、14

27、增加SUPERPAVE内容,与国际接轨,主引进美国SHRP技术成果,在新版规范中两种指标共存,逐步过渡。第六章、沥青路面早期破损的防治技术通过以上分析,可看出沥青混凝土路面早期破损与沥青混合料、路面设计施工、交通气候条件的全部或部分有联系,而交通气候条件是客观存在的,所以沥青路面病害防治技术应以路面设计、沥青混合料和施工三个方面考虑。 6、1合理设计路面结构6、1、1 尽可能减薄沥青面层厚度由于以下四方面原因,公路路面厚度可酌情减薄,控制在9-12cm之内。第一是半刚性基层沥青路面结构的承载能力可由半刚性材料层(基层和底基层)来承担,无需用增厚面层来提高承载能力。第二是提高沥青路面使用性能不是

28、用厚的沥青面层,而是用优质沥青。第三是沥青面层的裂缝不只是反射裂缝,在正常施工情况下,大部分是沥青面层本身的温缩裂缝。第四是一般来说厚的沥青面层易导致车辙的产生。 6、1、2 加强沥青路面防水设计6、1、3 选用合理的基层和底基层结构6、2 严格控制沥青混合料的质量6、2、1 沥青的选取选用具有良好的高低温性能、抗老化性能、含蜡量低、高粘度的优质国产或进口沥青。在条件许可的情况下,可在沥青中掺加各种类型的改性剂,以提高基性能指标。 6、2、2 集料的选用骨料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青粘附性能好的集料。如果骨料呈酸性则应添加一业数量的抗剥落剂或石灰粉,确保混合料的抗剥

29、落性能,同时应尽量降低骨料的含水量。 6、2、3 混合料级配的确定沥青混合料的高温稳定性和疲劳性能、低温抗裂性,路面表面特性和耐久性是两对矛盾,相互制约,照顾了某一方面性能,可能会降低另一方面性能。混合料配合比设计,实际上是在各种路用性能之间搞平衡或最优化设计,根据当地的气候条件和交通情况做具体分析,尽量互相兼顾。当然为提高沥青路面使用性能还可以考虑以下两个途径:第一是改善矿料级配,采用沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)。第二是改善沥青结合料,采用改性沥青。 6、3 严格控制施工质量施工质量控制不严,早期破损必然出现。所以沥青路面施工必须按全面质量管理的要求,建立健全有效的质量保证体系,实行目标管

30、理、工序管理,明确责任,对施工全过程,每道工序的质量要进行严格的检查、控制、评定,以保证其达到质量标准。对于病害的处置应以预防为主,具体做法如下:6.3.1横向裂缝现象裂缝与路中线基本垂直,缝宽不一,缝长有贯穿整个路面,也有部分路幅的。原因分析(1)施工缝未处理好,接缝不紧密,结合不良。(2)沥青未达到适合于本地区气候条件合适用要求的质量标准,致使沥青面层温度收缩或温度疲劳应力(应变)大于沥青混合料的抗拉强度(应变)。(3)半刚性基层的收缩裂缝的反射缝。(横向裂缝的普遍原因)(4)桥梁、涵洞或通道两侧的填土产生固结或地基沉降。预防措施(1)合理组织施工,摊铺作业连续进行,减少冷接缝。使用正确冷

31、接缝处理办法:先将已摊铺压实的摊铺带边缘切割整齐、清除碎料,然后用热混合料敷贴接缝处,使其预热软化;铲除敷贴料,涂刷粘层沥青,再铺筑新混合料。(2)充分压实横向接缝。碾压时压路机在已压实的横幅上,钢轮伸入新铺层15-20cm,每压实一遍向新铺层移动15-20cm,直至整体都在新铺层再改为纵向碾压。(3)按沥青路面施工及验收规范要求,按本地区气候条件和道路等级选取适用的沥青类型。以减少或消除沥青面层温度收缩裂缝。采用优质沥青更有效。加强沥青质量检查。(4)桥涵两侧填土充分压实或进行加固处理;工后沉降严重地段事前应进行软土地基处理和合理的路基施工组织。(5)反射裂缝防治见3.4.治理方法为防止雨水

32、从裂缝渗透至路面结构,细裂缝2-5mm可用改性乳化沥青灌缝。大于5mm的粗裂缝,可用改性沥青(如SBS改性沥青)灌缝。灌缝前,必须清除缝内、缝边碎粒垃圾,并使缝内干燥。灌缝后,表面撒粗砂或石屑。6.3.2纵向裂缝现象裂缝走向基本与行车方向平行,裂缝长度和宽度不一。原因分析(1)分幅摊铺的相接处的冷接缝未按有关规定要求认真处理,结合不紧密而脱开。(2)纵向沟槽回填压实质量差而发生沉陷。(3)拓宽路段的新老路面交界处沉降不一。预防措施(1)采用全幅一次摊铺,如分幅摊铺时,前后幅应紧跟,避免前幅冷却后才摊铺后幅,确保热接缝。(2)如无条件全路幅摊铺时,上下层的施工缝应错开15cm以上。冷接缝处理按规

33、范执行。(3)沟槽回填土应分层填筑压实,压实度需达到要求。如符合质量的回填土来源和压实有困难,应进行特殊处理,如采用黄沙、砾石砂或有自硬性的高钙粉煤灰等材料。(4)拓宽路段的基层厚度和材料必须与老路面一致,或稍厚。土路基应密实、稳定。铺筑沥青面层前,老路面侧壁应涂0.3-0.6Kg/m3粘层沥青。沥青面层应充分压实。新老路面接缝宜用热烙铁烫密。2.4治理方法2-5mm的裂缝可用改性乳化沥青灌缝,大于5mm的裂缝可用改性沥青(如SBS改性沥青)灌缝。灌缝按规范处理。6.3.3网状裂缝现象裂缝纵横交错,缝宽1mm以上,缝距40cm以下。面积1m2以上。原因分析(1)路面结构中夹有软弱层或泥灰质填料

34、;粒料松动,水稳性差。(2)沥青与沥青结合料质量差,延度低、抗裂性差。(3)沥青层厚度不足,层间粘结差,水分渗入,加速裂缝的形成。(4)路面总体强度不足,在损坏初期形成网状,日后裂缝逐步扩展,缝距缩小。预防措施(1)沥青面层摊铺前,对下卧层认真检查,及时清除泥灰,处理好软弱层,保证下卧层稳定,并宜喷洒粘层沥青。(2)原材料质量和混合料质量严格按沥青路面施工及验收规范的要求进行选定、控制和施工。(3)沥青面层各层应满足最小施工厚度的要求,保证上下的良好连接;并从设计施工养护上采取措施有效的排除雨后结构层内积水。(4)路面结构设计应做好交通量调查和预测工作,使路面结构组合与总体强度满足设计使用年限

35、内交通荷载要求。上基层必须使用水稳定性良好的材料。治理方法(1)如夹有软弱层或不稳定结构层时,应将其铲除;如因结构层积水引起网裂时,铲除面层后,需加设将路面渗透水排除至路外的排水设施。然后再铺筑新混合料。(2)如强度满足要求,网状裂缝出自沥青面层厚度不足时,可采用铣削网裂的面层后加铺新料来处理。加铺厚度按现行设计规范计算确定;如在原有路面加罩,为减轻反射裂缝,可采取各种“防反”措施进行处理。(防反射裂缝措施见3.4条)(3)由于路基不稳定,导致路面网裂时,可采用石灰或水泥来处理路基,或注浆加固处理,深度可根据具体情况确定,一半为20-40cm。消石灰用量5%-10%,或水泥用量4%-6%。待路

36、基处理稳定后,再重做基层、面层。(4)由于基层软弱或厚度不足引起路面网裂时,可根据情况,可分别采用加厚、调换或综合稳定的措施进行加强。水稳定性好、收缩性小的半刚性材料是首选基层。基层加强后,再铺筑沥青面层。6.3.4反射裂缝现象基层产生裂缝后,在温度和行车荷载作用下,裂缝将逐渐反射到沥青表面,路表面的裂缝的位置形状与基层裂缝基本相似。对于半刚性基层以横向裂缝居多,对于在柔性路面上加罩的沥青结构层,裂缝形式不一,取决于下卧层。原因分析(1)半刚性基层收缩产生的反射裂缝。(2)在旧路面上加罩沥青面层后,原路面已有裂缝的反射。预防措施(1)采取有效措施减少半刚性基层收缩裂缝。(见基层裂缝防治措施)(

37、2)在旧路面加罩面层时可先铣削旧路面再加铺,或采用铺设土工布、格栅、玻纤网后再加罩,以延缓反射裂缝的发生。治理方法(1)小于2mm的裂缝可不做处理。(2)大于2mm的裂缝可灌缝处理。6.3.5翻浆现象基层的粉、细料浆水从面层裂缝或从多孔隙率面层的空隙处析出,雨后路表面呈淡灰色。原因分析(1)基层用料不当,或拌合不均,细料过多,由于其水温性差,遇水后软化,在行车作用下浆水上冒。(2)低温季节施工的半刚性基层,强度增长缓慢,而开方交通过早,在行车与雨水作用下使基层表面粉化,形成浆水。(3)冰冻地区因季节变化反复冻融而产生翻浆。(4)沥青面层厚度较薄,孔隙率较大,未设置下封层和没有采取结构内排水措施

38、,促使雨水下渗,加速翻浆的形成。(5)沥青灌入式和沥青表面处置竣工初期,由于行车次数不多,结构层未达到应有的密实度就到雨季,使渗水增多,促使翻浆。防治措施(1)采用含粗粒料的水泥、石灰粉煤灰稳定材料作为高等级道路的上基层。粒料级配应符合要求,细料含量要适当。(2)在低温季节施工时,石灰稳定类材料可掺入早强剂,以提高其早期强度。(3)根据道路等级和交通量要求,选择合适的面层类型和厚度。沥青混凝土面层宜采用两层式或三层式,其中一层必须采用密级配。当各层均为沥青碎石时,基层表面必须做下封层。(4)设计时,对孔隙率较大、易渗水的路面,需考虑设置排除结构层内积水的结构设施。(5)表面处置和灌入式面层经施

39、工压实后,孔隙率仍然较大,需要有较长时间借助行车进一步压密成型。因此,这两种类型面层宜在热天或少雨季节施工。治理方法(1)采取切实措施,使路面排水顺畅,避免路面积水和雨水下渗。(2)对轻微翻浆地段,将面层挖除后,清除基层表面软弱层,施设下封层后,铺筑面层。(3)对严重翻浆地段,将面层、基层挖除,如涉及路基,还要对路基处理后,铺筑水稳性好、含有粗骨料的半刚性材料做基层,并用适宜的沥青结构层进行补修,并做好排除路面结构层内积水的技术措施。6.3.6车辙现象路面在车辆荷载作用下轮迹处下陷,轮迹两侧往往伴有隆起,形成纵向带状凹槽。在实施渠化交通的路段或停刹车频率较高的路段较易出现。原因分析(1)沥青混

40、合料热稳定性不足。集料级配不好,细集料偏多,集料未形成嵌锁结构;沥青用量偏高;沥青针入度偏大,或沥青质量不好。(2)沥青混合料面层施工时未充分压实,在车辆反复荷载作用下,轮迹处被进一步压密,而出现下陷。(3)基层或下卧层软弱,或未充分压实,在行车荷载的作用下,继续压密,或产生剪切破坏。预防措施(1)粗集料应粗糙且有较多的破碎裂面。密级配沥青混凝土中的粗集料应形成良好的骨架作用,细集料充分填充空隙,沥青混合料稳定度及流值等技术指标应满足规范要求。(2)根据当地气候条件选用合适标号的沥青,针入度不宜过大。(3)施工时,必须按照有关规范要求进行碾压,基层和沥青混合料面层的压实度必须满足规范要求。(4

41、)对于通行重车比率较大的道路,或启动、制动频繁、陡坡的路段,必要时可采用改性沥青混合料,提高抗车辙能力,但选用时应兼顾高低温性能。(5)道路结构组合设计时,沥青面层每层的厚度不宜超过混合料集料最大粒径的3-4倍。否则易出车辙。治理方法(1)如仅在轮迹处出现下陷,轮迹两侧未隆起,可先确定修补范围,一半可目测或用直尺架在凹陷处,与直尺底面相接的路面处可确定为修补轮廓线,沿轮廓线将5-10cm宽的面层完全凿去,槽壁与槽底垂直,将波谷处的原面凿毛,清扫干净后涂刷0.3-0.6Kg/m2的粘层沥青,再铺筑与面层相同级配的沥青混合料,并充分压实,与路面接平。(2)如轮迹两侧同时出现条状隆起,应先将隆起部位

42、凿去,直至深度达到原面层材料最大粒径两倍,槽壁与槽底垂直,将波谷处的原面层凿毛,清扫干净后涂刷0.3-0.5Kg/m2的粘层沥青,再铺筑与原面层相同级配的沥青混合料,并充分压实与路面接平。(3)若因基层强度不够,水稳性不好等原因引起车辙时,则应对基层进行补强或将损坏的基层挖除,重新铺筑。新修补的基层应有足够的强度和水稳定性,坚实平整;如原为半刚性基层,可采用早期强度较高的水泥稳定碎石修筑。但其厚度不得小于15cm。修补时应注意与原基层的良好衔接。(4)对于受条件限制或车辙面积小的道路,可采用现场冷拌沥的乳化沥青混合料修补。6.3.7拥包现象沿行车方向或横向出现局部隆起。拥包较易出现在车辆经常启

43、动、制动的地方,如停车站、交叉口等。原因分析(1)沥青混合料的沥青用量偏高或细集料较多,热稳定性不好。在夏季气温较高时,不足以抵抗行车引起的水平力。(2)面层摊铺时,底层未喷洒(涂刷)粘层沥青,致使路面上下层粘结不好;沥青混合料摊铺不匀,局部细料集中。(3)基层或下面层未充分压实,强度不足,发生形变。(4)在路面日常养护时,局部路段沥青用量过大,集料偏细或摊铺不均匀。(5)陡坡或平整度较差段,沥青面层混合料易在行车作用下向低处积聚形成拥包。预防措施(1)在混合料配合比设计时,要控制细集料的用量,细集料不可偏多。选用针入度较低的沥青,并严格控制沥青用量。(2)在摊铺沥青混合料面层前,下层表面应清

44、扫干净,均匀撒布粘层沥青,确保上下层粘结。(3)人工摊铺时,由于料车卸料容易离析,应做到粗细料均匀分布,避免细料集中。(4)其他防御措施与3.6条(3)(4)相同。治理措施(1)凡由于沥青混合料本身级配偏细,沥青用量偏高,或者上下层粘结不好而形成的拥包,应完全将其铣削掉,并低于原路表,然后待开挖表面干燥后喷洒0.3-0.6Kg/m2粘层沥青再铺筑热稳定性符合要求的沥青混合料至与路面齐平。当拥包周边伴有里面下陷时,应将其一并处理。(2)如基层已被推挤,应将损坏部分挖除,重新铺筑。(3)修补时应采用与原路面相同或强度较高的材料。如条件限制,对较小的拥包可采用现场冷拌乳化沥青混合料,但应该严格控制集

45、料级配与沥青用量。6.3.8搓板现象路面出现轻微的连续的等距的连续的起伏状,形似洗衣搓板。但峰谷高差不大,行车时有明显的频率较高的颠簸感。原因分析(1)沥青混合料的集料级配偏细,沥青用量偏高,高温季节时,面层材料在车辆水平力作用下,发生位移形变。(2)铺设沥青面层前,未将下层表面清扫干净并喷洒粘层沥青,致使上下层粘结不良,产生滑移。(3)旧路面原有的病害未处理即在上面铺设面层。预防措施(1)合理设计与严格控制混合料的级配,详见3.6预防措施(1)。(2)在铺设沥青混合料前,须将下层顶面的浮尘、杂物清扫干净,并均匀喷洒粘层沥青,保证上下层粘结良好。(3)基层、面层应碾压密实,详见3.6预防措施(

46、3)。(4)旧路上进行沥青罩面前,须先处理原路面上已发生的搓板病害,否则压路机无法将搓板上新罩的面层均匀碾压密实,新的搓板现象随即就会出现。治理方法(1)如属沥青混合料中沥青含量偏多引起的不很严重的搓板时,参照3.7治理方法(1)处理。(2)因上下层相对滑动引起的搓板,或搓板较严重,面积较大时,应将面层全部铲除,并低于原路面,其深度应大于用来修补的沥青混合料最大集料粒径的2倍,槽壁与槽底垂直,清除下层表面的碎屑、杂物及粉尘后,喷洒0.3-0.6Kg/m2的粘层沥青,重新铺筑沥青面层。(3)属于基层原因形成搓板,应对损坏的基层进行修补。参照3.6治理方法(3)处理。6.3.9泛油现象表面处置和贯

47、入式路面的表面基本被一薄层沥青覆盖,未见或很少见集料,路表光滑,容易引起行车滑溜交通事故。原因分析(1)表面处治,贯入式使用沥青标号不适当,针入度过大。(2)沥青用量过多或者集料撒布过少。(3)冬季施工,面层成型慢,集料散失过多。预防措施(1)施工前根据当地气候特征选用合适标号的沥青。(2)沥青用量和集料规格、撒布量按规定进行施工。(3)避免冬季低温施工,无法避免应及时补撒集料。治理方法在热天气温较高时处理最为有效。如轻微泛油可撒布3-5mm石屑或粗砂,撒布量以车轮不粘沥青为度,如泛油比较严重,可先撒布5-10mm集料,经行车碾压稳定后再撒布3-5mm石屑或粗砂嵌缝。治理过程中,散失的集料必须

48、及时回扫或补撒集料。6.3.10坑槽现象表面局部松散,形成深度2CM以上的凹槽。在水的侵蚀和行车的作用下,凹槽进一步扩大,或相互连接,形成较大较深坑槽,严重影响行车的安全性和舒适性。原因分析(1)面层厚度不够,沥青混合料粘结力不佳,沥青施工加热温度过高,碾压不密实,在雨水和行车作用下,面层材料性能日益恶化松散、开裂形成坑槽。(2)摊铺时下层表面泥灰、垃圾未彻底清除,使上下层不能有效粘结。(3)路面罩面前,原有的坑槽、松散等病害未完全修复。(4)养护不及时。当路面出现松散、网裂、脱皮或被机械形式刮铲损坏后,未及时养护修复。预防措施(1)沥青面层应具有足够的设计厚度,特别是上面层,不应小于施工厚度

49、以保证在行车荷载作用下,有足够的抗力。沥青混合料配合比设计宜选用较高粘结力较密实的级配。若采用孔隙率较大的抗滑面层或使用酸性石料时,宜使用改性沥青或在沥青中参加一定量的抗剥离剂以改善沥青与石料的黏附性能。(2)沥青混合料拌制过程中,应严格掌握拌合时间、沥青用量及搅拌温度,保证混合料的均匀性,严防温度过高沥青焦枯现象。(3)在摊铺沥青混合料面层前,下层应清扫干净,并均匀喷洒粘层沥青,面层摊铺后应按有关规范碾压密实。如在老路面上罩面,原路面坑槽必须先行修补后,再进行罩面。(4)在里面出现网裂、脱皮、松散等可能使雨水下渗的病害,或路面被机械刮铲受损时,应及时修补以免病害扩展。治理方法(1)如路基完好

50、,坑槽深度仅涉及面层,则进行面层修补即可。(2)如基层已破坏,须先将基层补强或重新铺筑。基层应坚实平整,没有松散和软弱现象。(3)对于交通量较小的道路,采用热拌沥青混合料有困难时,可采用冷拌乳化沥青混合料来修补,但需要较密实的级配并充分碾压,以防止雨水再次下渗。6.3.11松散现象面层集料之间的粘结力丧失或基本丧失,路表面可以观察到成片悬浮的集料或小块混合料,面层的部分区域明显不成整体。干燥季节,在行车作用下可见粉尘飞扬。原因分析(1)沥青混凝土中的沥青针入度偏小,粘结性能不良;混合料的沥青用量偏小;矿料潮湿或不干净,与沥青粘结不牢;拌合时沥青温度过高、沥青焦枯;沥青老化或与酸性石料间的黏附性

51、能不良,造成路面松散。(2)摊铺施工时,未充分压实,或摊铺时,沥青混凝土温度偏低;雨天摊铺,水膜降低了集料间的粘结力。(3)基层强度不足,或呈潮湿状态时摊铺沥青混合料,在行车作用下可能造成松散。(4)在沥青路面使用过程中,溶解性油类的泄露,雨雪水的渗入,降低了沥青的粘结性能。预防措施(1)对使用酸性石料拌制沥青混合料时,须在沥青中掺入抗剥离剂或在石料中掺入适量的生石灰粉、干净消石灰、水泥。以提高沥青与酸性石料的黏附性。(2)在沥青混合料生产过程中,应选用标号合适的沥青和干净的矿料,集料的含泥量不得超过规定的要求;集料在进入拌缸前应完全烘干并达到规定的温度;除按规定加入沥青外,还应在混合料拌制过

52、程中随时观察沥青混合料的外观,是否有因沥青含量偏少而暗淡无光泽的情况,拌制新的级配的沥青混合料时尤其应加强观察;集料烘干加热时的温度一般控制不超过180摄氏度,避免过高,否则会加速沥青中轻质油成分的挥发,使沥青老化,影响沥青混合料整体性。(3)沥青混合料运到工地后应及时摊铺,及时碾压。摊铺温度及碾压温度偏低会降低沥青混合料的压实质量。摊铺后应及时按照有关规范要求碾压到规定的压实度,碾压结束时温度不应低于70摄氏度;避免气温在15摄氏度及阴雨天施工。(3)路面出现脱皮等轻微病害时应及时补修。治理方法将松散的面层清除,重铺沥青混合料面层。如涉及基层,则先对基层进行处理。治理方法参见3.6治理方法(

53、3)。6.3.12脱皮现象沥青路面上层与下层或旧路上罩面层与原路面粘结不良,表面层呈成块状或片状的脱落,其形状、大小不等,严重时可成片。原因分析(1)摊铺时,下层表面潮湿或有泥土、灰尘等,降低了上下层之间的粘结力。(2)旧路面上加罩沥青面层时,原路表面凿毛,未喷洒粘层沥青,造成新面层与原里卖弄粘结不良而脱皮。(3)面层偏薄,厚度小于混合料集料最大沥青2倍,难以碾压成型。预防措施(1)在铺设沥青面层前,应彻底清除下层表面泥土、杂物、浮沉等,并保持表面干燥,喷洒粘层沥青后,立即摊铺沥青混合料,时上下层粘结良好。(2)在旧路面加罩沥青面层时,原路面应用风镐等工具凿毛,有条件用铣削机铣削,经清扫、喷洒

54、粘层沥青后,再加罩面层。(3)单层或双层式面层的上层压实厚度必须大于集料粒径的2倍。治理方法可参照3.10治理方法进行。6.3.13啃边现象路面边缘破损松散、脱落。原因分析(1)路边积水使集料与沥青剥离、松散。(2)路面边缘碾压不足,面层密实度较差。(3)路面边缘基层松散,强度不足,承载力差。预防措施(1)合理设计路面排水系统、注意日常养护,经常清除雨水口、进水口垃圾,修整路肩,使路面排水顺畅。(2)施工时路面边缘应充分碾压,压实后的沥青层应与路缘石齐平密贴。因此要正确掌握上面层的松浦系数。(3)基层宽度须超过沥青面层20-30cm,以改善路面受力条件。治理方法在啃边路段修补范围内,离面层边缘

55、5-10cm处划出标线,选择合适的机具沿标线将沥青面层挖除,清扫后在侧面、底面喷洒粘层沥青,然后按原路面的结构和材料进行修复,接缝处以热烙烫边,使接缝紧密。6.3.14光面现象 路表面光滑,表面看不到粗集料或集料已被磨光。阴雨天气宜出现行车滑溜交通事故。原因分析(1)上面层细集料或沥青用量偏多。(2)集料质地较软,磨耗大,易被汽车轮胎磨损。预防措施(1)表面处治和贯入式路面所用的材料、规格和用量应符合相关规范规定。集料应具有较好的颗粒形状、较多的棱角。成型期间,集料散失应及时补撒。(2)沥青混合料上面层应符合沥青路面施工及验收规范规定,避免细集料过多;公路主干道及次干道上面层应采用细粒式力混合

56、料面层。(沙粒式沥青混合料最大粒径较小,细料多,易形成光面,粗粒式沥青混凝土孔隙率大,宜使雨水渗入结构层,故采用细粒式)。(3)采用强度高、耐磨性好的集料(优先选用玄武岩)修筑上面层。压碎值不大于28%,磨耗值不大于30%。治理方法(1)对于沥青贯入式面层可在光面上直接加罩封层或铣削面层后重新铺筑。(2)沥青混凝土路面,上面层经铣削清扫后,喷洒粘层沥青然后铺筑细粒式沥青混凝土上面层。第七章、结 论路面早期破损已成为沥青路面的主要危害之一,成因多样复杂,它影响车辆正常运行,使得公路的使用价值大打折扣,并将正常维修期提前,增大了养护、管理资金,且存在安全隐患。路面早期破坏的防治,归结起来应加强三个

57、环节的控制,即设计、施工、养护管理。合理设计路面结构、严格控制沥青混合料质量,严格控制施工质量时防治沥青混凝土路面早期破坏的有效手段。根据其成因从路面设计、原材料进场到具体施工,有针对性采取一系列预防和改善措施,建立健全质量保证体系,从管理部门、设计部门到施工部门,层层重视、层层控制、层层落实。使工程质量得到有效保证,并加强养护工作,出现问题及时修缮,严格控制超载超限车辆的管理。只有这样,才能从根本上减少沥青路面的早期破损现象的发生。使公路有效的服务于经济建设,保证广大人民群众出行安全。参 考 文 献1 摘自中国公路2 摘自公路工程网3 公路沥青路面施工技术规范(JTJ032-94).北京:人民交通出版社.19944 摘自道路桥梁工程质量通病防治手册

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