基于市政道路沥青路面的病害及养护技术探讨

2022-09-10 版权声明 我要投稿

引言:

公路运输是我国主要运输途径之一,公路质量关系国计民生。目前,我国公路路面主要分两种,沥青路面和混凝土路面。其中沥青路路面占比较大,质量较好,使用周期长,维护比较方便。但是由于天气环境变化以及公路载荷随着经济发展而迅速增加,对沥青路面长期使用提出了更高的要求。一般来说,沥青路面病害有变形、裂缝、泛油、松散等,相关部门需要掌握沥青路面病害的成因规律,构建科学的检测、养护机制,合理养护路面,提升沥青路面使用寿命。

1 沥青路面病害种类

1.1 裂缝

裂缝的产生分两方面阐述,一是自然雨雪的影响,二是外界载荷的影响,这两方面交互作用,共同导致裂缝的产生。沥青路面铺设完成后,沥青底层的基层结构中的拉应力分布不均衡,在拉应力作用下,会有微小裂缝产生。初始阶段,微小裂缝对沥青路面使用不造成影响。随时间积累,在外界车辆经过时微小裂缝因应力增大而成长,逐渐扩散到沥青路面的上层结构。同时自然雨雪天气时,雨水会沿着裂缝进入沥青基层,导致裂缝两侧与土基的含水量存在差异,再加上外界车辆的应力作用下,更加加剧了裂缝的发展速度,导致沥青路面质量迅速下降,丧失稳定性。

常见的裂缝种类主要包括龟裂和网状裂缝、横向裂缝、纵向裂缝等。

(1)网裂与龟裂。网裂是指路面形成细小裂缝,裂区不明显且未变形,无散落情况。龟裂是指路面形成较宽的裂缝,裂区明显且发生较大变形,散落情况严重。

(2)纵向裂缝。纵向裂缝,顾名思义就是开裂走向沿道路纵向延伸的裂缝。纵向裂缝按照受损程度分为轻度裂缝和重度裂缝。轻度裂缝特征是裂缝缝壁散落情况未出现或者不明显,未产生支缝。中重度裂缝的特征是裂缝缝壁散落情况较严重,并且产生支缝。

(3)横向裂缝。横向裂缝是指沿着路面纵向间隔一定距离产生的裂缝。横向裂缝也可分为重度和轻度两种。

1.2 变形

在沥青道路使用年限中后期,路面结构随着长期轮载作用而产生变化,强度和稳定性下降程度很大。同时加上高温等特殊天气原因的影响,沥青道路往往会遇到变形病害。变形病害主要有三种:车辙、搓板、沉陷。

(1)车辙。车辙是指在车轮轮载作用下,沿固定路线形成的纵向凹陷。这是一种比较严重的变形病害,通常原因有三个。一是夏季高温条件下,沥青路面材质受热稳定性差,容易变形,此时受到较大重量的车轮碾压,载荷应力超出了材质在此温度下的强度极限值,路面产生形变,形变量逐渐积累形成较严重的车辙病害。二是施工阶段未按照设计要求配比沥混合料,导致沥青路面使用稳定性降低。三是基层施工时,沥青路面未做好压实处理,车轮载荷重复作用下,基层、面层两层材料的强度不足,在轮迹周围产生侧向剪切位移和固结变形,导致车辙病害出现。

(2)搓板。搓板病害特征是,沥青路面沿纵向出现连续起伏的严重变形现象。沥青路面出现搓板现象主要原因是混凝土材料选用达不到目标要求,或者没按照规定进行施工导致路面强度不达标。在路边、路口等处由于车辆往复启动,路面不能提供足够水平力,导致搓板变形产生。

(3)沉陷。沉陷病害是指沥青路面在载荷较大位置出现的严重的凹陷变形现象,往往伴有凹陷周围隆起的情况,严重阻碍沥青路面政正常使用。沉陷病害的成因一般和当地土地质量有关,土地含水量较高时,土质松软,在沥青路面正常使用时无法承受来自轮载的应力,导致严重的竖直变形,最终形成路面沉陷。

1.3 泛油

泛油现象是指沥青路面出现镜面发亮现象,主要是由于沥青配料含油量超出允许值导致的。泛油的主要成因有:一是路基不平,有很多坑塘时一般选择加大灌油量,这种情况加上高温天气,会导致油料上涌,形成泛油;二是配制沥青混合料时,沥青比例过高,造成混合料空隙率下降,高温环境下路面稳定性下降,泛油问题较易出现。

1.4 松散

沥青混合料配制时沥青含量较少,或是混合料搅拌不均匀,沥青路面受到较大载荷时出现泵吸现象,导致路面结构遭到破坏,变得松散。

(1)啃边。由于混合料相互作用力较弱,路面边缘混合料受力破碎散落,若破碎混合料宽度长于10cm,称为啃边。啃边成因是道路施工时,未按照要求对边缘进行压实处理,随着车载负荷的长时间作用,路面混合料缺失导致的。

(2)麻面。麻面病害一般指路面中因为混合料不够密实,路面结构遭到破坏而导致道路表面坑洼以及渗水。

2 沥青路面病害养护技术

2.1 裂缝问题的处理

(1)龟裂网裂的处理。对于龟裂,分为早期和晚期处理,处理方式有所不同。早期龟裂需要进行薄层罩面处理,以减轻交通压力。网状龟裂里的杂质需要清理干净,以免影响乳化沥青的效果。乳化沥青经过一段时间破乳后,可采用米砂摊铺处理,控制龟裂进一步发展。晚期龟裂裂缝发展程度深,面积大,上述方法无法修补完整,需要挖补处理。对龟裂部位铣刨干净,用同类结构层填补。

(2)横纵裂缝的处理。根据裂缝宽度不同,操作不同。小于1cm的裂缝采用热沥青或者乳化沥青灌缝维修。大于1cm的一般采用热补灌法处理。具体操作是撑开裂缝、清理干净、热沥青灌缝、清理多余沥青。后者对操作时裂缝的干燥度、沥青温度等要求较高。

2.2 变形问题的处理

(1)车辙的处理。根据车辙发展程度采取不同的措施。夏季沥青因为炎热环境产生软化,结构面本身未遭到破坏,变形很轻微时,可不进行处理,随着温度下降和行车碾压,沥青路面会恢复平整。对于车辆行驶载荷造成的车辙,一般开槽处理,在沥青混合料填入前,用粘结沥青先喷涂于槽表面。对于车辙造成的变形已经影响到地基的情况,需要对病害所在位置进行铣刨,重新铺设面层,注意接缝处压紧密实。

(2)搓板的处理。搓板病害产生时,基层已经严重变形。必须将基层和沥青路面挖开,清理破碎的不稳定层,然后利用粘层油加上新的沥青混合料铺设厚度、结构和之前相同的层面。

(3)沉陷的处理。对于路面沉陷问题,通常采用开挖修复的方法进行处理。开挖后,用水稳碎石恢复基层,然后铺设表层。如果桥头沉陷,在面层施工时,沥青面层不应铺设在距桥面10-20米的范围内。先铺路面砖,待沉降过程稳定后拆除路面砖,重新铺沥青面层。

2.3泛油问题的处理

处理泛油问题时,轻度情况一般采用向病害路面撒砂砾或石屑的方法,碎粒粒径控制在3-5毫米。情况比较严重时,选择粒径5-10毫米的石屑或者米砂,使用压路机碾压压平,最后撒粗砂。

2.4松散问题的处理

(1)啃边的处理。用粒料加固路肩,使路肩平整坚实。适当加宽路面或路面基层,并设置路缘石。保持路肩应有的横坡,路面与路肩衔接平顺,以利于路面排水。出现大面积啃边,应进行修补,将啃边处切除后把路面深挖,将层面加厚。

(2)麻面的处理。由于温过高,粘结料老化而造成松散,应挖除重新铺筑沥青混合料面层。由于基层或土基松软变形而引起的松散,应先处理基层或土基的问题,然后重做路面。

3沥青路面养护技术探讨

3.1沥青路面养护技术现状

我国公路路面以沥青路面为主,使用率较高。沥青路面正常寿命在15年左右。但由于全国各地自然条件各异,道路负责的运输任务负荷不同,对沥青路面的病害检测以及养护技术提出了更高要求。当前公路养护还存在一定问题,比如养护意识不强、养护工作形式化严重,养护技术使用针对性不强、养护技术手段不规范等。

3.2公路沥青路面养护技术

按照沥青路面使用周期来看,养护技术分为预防性养护和修补性养护。预防性养护是指在沥青路面病害尚未发生或者影响比较轻微时,针对该段路面经常遇到的问题进行针对性预防养护,比如通过限速、限制重量、限制履带车通行,路面泛油后撒料等方式进行养护。其中关键点是路面质量的检测以及定期养护制度的建立。修补性养护是指病害发生后,及时按照相关要求对路面进行修补,延长路面使用寿命。第2章提到的针对性养护技术都是指修补性养护。

只有将预防性养护和修补性养护结合使用,定制合理的检测方法,定期维护路面,才能更好地延长路面使用寿命,使道路发挥出最大价值。

4总结与展望

沥青路面是我国使用率最高的一种公路材质,对沥青路面常见病害的科学认识以及规范处置方法是公路养护单位的必备知识。尤其是近年来随着经济社会发展,对公路的运输能力提出了更高的要求,更需要相关单位加强重视沥青路面养护技术。

公路养护部门应当加强认识,统一管理,针对沥青路面的特点,以预防性养护为主,修补性养护为辅,优化养护技术手段,完善监测-预防-维修体系,切实保障沥青路面的使用稳定性和寿命。

摘要:城市道路在国民生活中起到重要作用。市政道路中多数为沥青路面,一般比较平整,缓震效果较好,车辆行驶产生的噪音小,维修快捷方便。随着自然环境中各类天气变化以及经济社会发展导致车辆日益增多,道路载荷不断增大,沥青路面会出现诸多问题。比如,变形、裂缝、泛油、松散等,都会对公路的正常使用造成不便,严重时会导致交通事故发生率增加。针对这些问题提出相应的解决措施,并根据目前我国沥青路面养护现状,探讨设计合理养护技术的可能性。

关键词:市政道路,沥青路面,病害,路面养护

参考文献

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