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沥青路面破损的调查和养护对策


 更新时间:2005年11月22日  来源:河南交通科技信息网 作者:

1 沥青路面破损分类和原因

高速公路沥青路面破损主要分为四种类型:裂缝类、变形类、松散类、功能性破坏类。这四类破损的成因归纳如下。

(1)沥青混凝土的温度稳定性。影响沥青混凝土温度稳定性的因素有多种,主要是组成材料和施工质量的影响。

①矿料与级配:尽量选用碱性矿料可提高与沥青的结合力,从而提高沥青混凝土的稳定性。最佳的矿料级配可增加内摩擦角和矿料间的嵌锁作用,在条件允许下,增加碎石用量,可同时提高混合料的抗剪稳定性和抗车辙能力。

②沥青与油石比:选择温度稳定性好的沥青是提高沥青混凝土温度稳定性和抗剪强度的主要措施,在规定沥青标号范围内使用较稠的沥青可以提高沥青混凝土的抗变形能力。沥青用量宜控制在3%~6%之间。

③矿粉:宜使用石灰岩、冶金矿渣等磨成的碱性矿粉,应严格控制矿粉的用量,一般矿粉与沥青用量比宜控制在1.0~1.2之间。

④施工质量:施工过程中拌和、摊铺和压实的质量以及施工环境均会影响沥青混凝土的稳定性和技术性能。

(2)水稳定性。从设计到施工水没能得到有效控制。路面中的水存在形式多样,作用方式也各有不同:动水压力的作用影响沥青与矿料的结合力,使混合料的整体性受到破坏;外界水的冲刷破坏路面的材料结构;水的渗透会引起路基的不均匀沉陷。

(3)路基、路面的强度未达到设计要求。

(4)初期养护不及时、不到位。

2 沥青路面破损的调查和养护对策的确定

2.1 沥青路面的调查及评价指标

要养护好路面,必须了解和掌握在行车和自然因素综合作用下不断发生变化的路面状况,路面使用质量的调查应选择最不利的季节进行。通过调查评定被调查路面的功能指标,从而确定养护对策。一般采用定期检查或随时抽查的形式,分4个方面内容进行调查。

(1)路面破损的调查。高速公路宜采用先进快速的方法,每100~500m作为一个调查路段,将各类损坏分别统计后计算综合破损率DR,以路面状况指数(PCI)进行评价。

(2)强度的调查。沥青路面强度采用强度系数SSI作为评价指标,SSI为路面允许弯沉值与路段代表弯沉值之比。

(3)平整度调查。以路面行驶质量指数RQI评价。

(4)抗滑能力调查。路面抗滑能力以摆值BPN或横向力系数SFC评价。

2.2 养护对策

高速公路沥青路面养护与维修可分为日常养护、中修、大修。路面设计年限一般为15年,使用初期应以预防为主,并进行日常养护;投入运营后5~7年开始出现路面破损,应及时有效地进行专项治理。根据对路面各项技术指标的调查,对路况做出准确的评价。

(1)路面状况指数PCI>65,行驶质量指数RQI>6的路段,以日常养护为主,局部进行小修。中等路况的高速公路应中修罩面。

(2)PCI<65,RQI<6,SSI>0.8的路段,宜安排中修罩面;若SSI<0.8时应大修补强。

(3)高速公路路面平整度、破损率和强度均满足要求,而抗滑能力不足,即SFC<0.4或BPN<37的路段,应加铺抗滑磨耗层。

在使用的最佳时机进行中修、补强、罩面,能够大大延长高速公路的使用寿命,并且达到最佳的经济效果。如果破损得不到及时有效的处理,必将引起基层的破坏,最终导致路面的大修,增加了工程难度和资金投入。

3 沥青路面的养护与维修

3.1 裂缝的处治

(1)沥青路面裂缝每年都有增长。据调查,大部分裂缝因冻缩、干缩引起,对行车及路面结构影响不大,养护时可根据裂缝宽度相应封闭裂缝防水即可。缝宽在6mm以内,可采用热油灌缝,防止水的渗透;缝宽大于6mm,可用炒拌好的沥青砂或细粒式混凝土混合料填充、捣实、烙铁封口、撒砂扫匀。

热油灌缝的施工程序:清理缝隙-将沥青加热到130~170℃,用灌缝机慢慢注入,灌满为止-冷却至50~60℃,铲除多余沥青-开放交通。

(2)路面出现发裂或轻微的龟裂,无明显变形,可用刷油法处治,或进行喷油封面,防止渗水而扩大病害。

(3)由于基层、土基的破坏而引起的裂缝,经调查考证,采用挖补法先治理基层、土基的病害,密实稳定后,再处治面层。龟裂也应采用挖补法,连同基层一块处治。

挖补法的施工程序:划出修补轮廓线-沿轮廓线开槽,凿除破坏层-清净槽底、槽壁-刷一薄层透层沥青,均匀布满界面-分层填铺混合料(厚度不大于6cm)-分层整平压实(压实度控制在95%以上)—四周接缝面层涂冷补胶来防水—控制温度,开放交通。

3.2 坑槽处治

受水的作用和冻融影响,在寒冷地区,春季面层开始融化期间,路面极易出现坑槽,给行车带来不利。为了保证行车安全、畅通,要做到快速及时的应急维修和常规修补。

(1)由面层或基层的破坏导致坑槽,可采用挖补法维修(同4.1中所述)。

(2)在寒冷地区,为使出现坑槽路段不受温度限制,采用预制块修补法。

预制块修补施工程序:开挖坑槽(尽量与预制板的尺寸相适应)-清除废料,在坑槽壁、底面刷一薄层粘结油-撒砂填平-放置预制块,夯实-将预制块边部空隙用砂、石填满捣实-热油灌缝烙平。

3.3 车辙、拥包、翻浆等病害的处治

引起车辙的因素很多,其中面层、基层强度不足及渠化交通使行车道路面疲劳是造成车辙的主要原因。另外,由于车辆荷载、高温、水等因素的影响,路面出现车辙、拥包;已有裂缝渗水引发局部沉陷、车辙、拥包,严重路段基层裸露,甚至出现大面积坑槽。

针对路面的车辙、沉陷、拥包等病害,结合调查数据及现场取芯分析,采取有效的维修对策。维修的宗旨是把破损的路面从上到下,从面层到基层逐层修理,使面层和基层的强度达到原有设计标准,彻底根治病害,恢复路面正常行驶功能。

(1)对面层结构破损路段,用铣刨机铣刨上、中面层(及下面层)并清除—浇洒0.4~0.6kg/m2(0.8~1.0kg/m2)透层沥青—分两层(三层)铺筑沥青混凝土面层—分层碾压—控制交通,初期养护。

破损涉及中面层时进行二层维修,下面层破坏的路段进行三层维修。以广州—佛山高速公路为例,上面层采用4cm中粒式沥青混凝土;中面层5cm粗粒式沥青混凝土;下面层6cm沥青碎石。面层材料可据工程实际适当调整。

(2)对基层结构破损路段:铣刨面层、基层并清除—在底基层上加铺25cm或20cm水泥稳定石屑—浇洒透层沥青—分三层铺筑路面。底基层破坏的路段,将面层、基层、底基层铣刨清除—铺筑30cm水泥稳定砂土或水泥稳定土,压实—铺筑基层,压实—浇洒透层沥青—分三层铺筑沥青混凝土路面。

(3)对土基结构破损路段:往往会引发路基沉陷而连带路面一起破坏,季节性冰冻区还会因水的作用产生翻浆现象。应设置垫层,即底基层采用15~35cm的水泥稳定粒料(或石灰稳定粒料)作为垫层,以调节水温状况。若使维修效果更佳,可在垫层与基层之间铺一层土工布过滤,同时增设纵横盲沟。原路面与基层的处理同上述方法,修补基层,重铺面层。