山區高速公路瀝青路面病害產生原因及對策

李小東

山區高速公路瀝青路面病害產生原因及對策

李小東

通過對某高速公路路面病害基本情況的調查,分析了路面病害形成的原因,提出了科學合理的修補方法和注意事項,解決了山區高速公路路面修補的困難問題,從而確保行車安全。

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重慶地處西部山區,溫暖濕潤,雨量充沛,具有春早夏長、秋雨連綿、多霧特點。重慶高速公路屬于典型的山區高速公路,路面病害的產生發展在西部山區具有典型性。現針對某高速公路的情況作一簡要分析。

1 高速公路路面概況

該高速公路于 2002年上半年建成通車,路基寬度 24.5m,雙向四車道,為瀝青混凝土路面。原設計路面結構采用 15 cm瀝青結構層,半剛性基層厚度為 50 cm,路面總厚度 65 cm。

2 路面病害基本情況

經過幾年的運營后開始出現路面縱橫向開裂、龜裂、網裂、沉陷、局部橋面鋪裝破損等病害,且病害主要集中在左幅的北碚至北環段。由于水損壞嚴重,重貨車通行較多,瀝青路面病害還在進一步發展,且病害發展有加快加劇趨勢,特別是局部小修較多的路段,路面質量已大幅度下降,甚至已威脅到通行安全。這說明對路面的簡單修補已達不到預期效果,需要認真分析,采取切實可行的措施。

3 路面病害調查以及原因分析

3.1 路面橫向開裂

路面橫向開裂是一個比較普遍的病害,在全線主、超車道都有出現,其中一些裂縫已經采用乳化瀝青進行了封閉處理,但在調查中發現又有一些新的橫向裂縫出現。橫向裂縫表現形式主要有以下兩種：1)單一的反射裂縫;2)橫向開裂并伴有支裂縫,但是裂縫周圍并沒有出現沉陷以及唧漿的反射裂縫。路面出現橫向裂縫主要由以下兩個方面的原因造成：1)由于路面基層裂縫自下而上反射而來;2)在填挖交界處以及橋臺搭板末端、涵洞兩端由于不均勻沉降導致路面橫向開裂。

3.2 路面縱向開裂

縱向裂縫普遍存在,無論是在路基挖方、填方還是半填半挖路段都有出現。其中絕大多數裂縫已經采用乳化瀝青進行了封閉處理,但是在調查中發現又有一些新的裂縫出現,說明病害仍在進一步發展。根據調查,路面產生縱向裂縫主要是由于以下原因造成的：1)由于在輪跡帶附近處路面在行車荷載的重復作用下因層間粘結差及基層板體性較弱產生的疲勞開裂,挖坑調查的結果表明這種裂縫已經發展到了基層。2)出現在高填方路段以及半填半挖路段,由于填方路堤的工后沉降、不均勻沉降等原因導致路面出現縱向裂縫。

3.3 龜裂

龜裂是裂縫進一步發展的結果。病害大多呈零星斷續分布,通常和沉陷等病害一起出現,渝合高速公路的龜裂主要以縱向輪跡處龜裂、松散型龜裂等形式出現。出現龜裂的主要原因是因為層間粘結差、瀝青混合料抗疲勞性能較差或基層板體性較差導致強度很低而造成的。

3.4 沉陷

由于路面開裂如龜裂、縱裂,雨水進入路面結構層,在行車荷載作用下導致病害處唧漿,進而沉陷變形,同時沉陷變形又加劇了路面病害的發展。

4 瀝青路面修補方法

4.1 橫向裂縫維修

1)裂縫邊緣輪廓不清晰,尚未發展出支縫的輕微裂縫,可不做處理。2)裂縫邊緣輪廓清晰,尚未發展出支縫的裂縫,采用裂縫貼進行封閉處理,其施工要求如下：清除裂縫塵土和臟物,保持縫面清潔、干燥。裂縫貼的寬度大于裂縫的寬度 3 cm～5 cm,嚴禁污染裂縫貼的粘貼面。為加強與舊路面的粘結,用液化氣噴槍烘烤縫面和裂縫貼。3)已經發展出支縫,表面尚未出現明顯的唧漿或沉陷變形的裂縫,一般在裂縫兩邊各開挖至少 50 cm寬(視裂縫的寬度及彎曲程度確定)至瀝青面層的中面層頂面,在裂縫上對中鋪貼至少50 cm寬的 SBS改性瀝青防水卷材。裂縫一般是彎曲的,卷材的實際寬度應根據每一條縫的走向,卷材邊緣距裂縫邊緣的距離不得小于25 cm,且盡可能的保證居中的位置。

4.2 縱向裂縫維修

如果路基沉降已經穩定,則與處理路基沉降引起的橫向裂縫方式一樣;如果沉降未穩定,則僅需要灌縫,將水堵住即可。

4.3 龜裂維修

發生龜裂和網裂的瀝青路面,須沿發生破壞處的外側 1.0m進行開挖,開挖后視具體情況決定是否繼續向外挖除,如果開挖過程中,發現相鄰路面底層具有較多水分,且結合界面發生了沖刷現象,或者相鄰的路面有其他損壞現象,則繼續向外側挖除原路面。開挖深度視龜裂或網裂發生的結構層位而定,通常情況下應清除全部瀝青結構層,清除瀝青結構層時,不同瀝青結構層之間的搭接寬度為 30 cm～50 cm,在工作面干凈、干燥的條件下,灑布改性乳化瀝青粘層,然后依次鋪筑普通瀝青混凝土 AC-20C、改性瀝青AC-13C和改性瀝青AC-13C,側壁采用貼縫條粘貼,瀝青結構層之間灑布改性乳化瀝青粘層。

4.4 沉陷維修

坑洞(沉陷)是瀝青路面的水損壞主要表現形式,坑洞(沉陷)的維修挖除以坑洞外側50 cm為宜,同時根據坑洞的深度靈活進行處理,按方形進行開挖,然后灑布改性乳化瀝青粘層,鋪筑改性瀝青AC-13C,側壁采用貼縫條粘貼。

5 施工控制

瀝青路面維修施工過程中,路面開挖需要注意以下事項：

1)施工前,務必作好交通組織和安全文明施工準備,預防出現交通堵塞和一切安全事故。2)瀝青路面開挖前,做好路面現場的調查與檢測工作,由于設計前檢測與施工時的路面狀況可能存在差異,再與項目業主代表、監理、施工單位技術負責人一道,按照設計文件的要求,共同確定開挖的范圍和深度;必要時設計代表同時參加。3)路面宜采用大型銑刨設備開挖,人工進行清理的方式進行;開挖過程中,注意對臨近路面的保護工作,以保證未維修的路面在施工過程中不被破壞。4)做好路面排水工作,在路面開挖以后,如果未能在下雨之前完成路面維修,宜在開挖的位置做好排水通道,以避免路面受雨水浸泡,影響路面結構強度。5)開挖過程中,注意環境保護,嚴禁將廢棄料亂丟亂扔,棄料應及時運出公路路界外,保持維修現場的整潔。6)采取單幅全封閉的施工方式,對其他社會車輛采取單幅雙向通行臨時控制。每一封閉路段不宜超過 3.0 km,以免對高速公路的車輛通行造成嚴重的影響。7)施工期間必須根據施工段落的封閉情況,利用中央分隔帶開口、立交、老路等路口進行交通轉換并增設醒目、清晰的臨時指向牌和標識牌。8)施工單位應設專人進行交通管制,明示每天施工路線,協同交通轉換。9)每條高速公路封閉施工的路段間距不宜小于 15 km,以便于交通轉換。

6 各施工環節的注意事項

1)拌和。把好原材料質量關,注意目測檢查混合料的均勻性,及時分析異常現象。如確認是質量問題,應作廢料處理并及時予以糾正,拌和樓的控制室要逐盤打印各種材料的用量和拌和樓運行情況,并定期對拌和樓的計量系統進行校核。2)運輸。拌和機向運料車放料時,汽車應前后移動,分三堆裝料,以減少粗集料的分離現象,同時應對每車混合料的溫度進行檢測;瀝青混合料運輸車的運量應較拌和能力和攤鋪速度有所富余,攤鋪機前方應有 5輛運料車等候卸料。3)攤鋪。攤鋪機應根據攤鋪寬度配置合理長度的螺旋布料器,布料器外側螺旋距擋板的距離不應超過 30 cm。攤鋪時螺旋布料器的料量應控制在 2/3螺旋高度附近,使熨平板的擋料板前混合料在全寬范圍內均勻分布,并在每天起步前將料量調整好,再實施攤鋪,避免攤鋪層出現離析現象。連續穩定的攤鋪,是提高路面平整度最主要措施。用機械攤鋪的混合料未壓實前,施工人員不得進入踩踏。注意攤鋪機接料斗的操作程序,以減少粗細料離析。攤鋪應選擇在當日高溫時段進行,路表溫度低于 15℃時不宜攤鋪。4)碾壓。瀝青混合料的壓實是保證面層質量的重要環節,應選擇合理的壓路機組合方式及碾壓步驟;初壓應盡量在較高溫度下進行,一般采用雙鋼輪振動壓路機;復壓應緊跟初壓,一般采用輪胎壓路機,當出現粘輪現象時,不得向壓路機涂油或油水混合液,必要時可噴涂清水或皂水。為避免碾壓時混合料推擠產生壅包,碾壓時應將驅動輪朝向攤鋪機,碾壓路線及方向不應突然改變;壓路機啟動、停止必須減速緩行,不準剎車制動。壓路機折回不應處在同一橫斷面上。在當天碾壓的尚未冷卻的瀝青混凝土層面上,不得停放壓路機或其他車輛,并防止礦料、油料和雜物散落在瀝青層面上。壓實完成 12 h后,方能允許施工車輛通行。

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On reasons for diseases of asphalt pavement of exp ressways in mountainous areas and strategies

LI Xiao-dong

According to the investigation of basis situation of pavement diseases of exp ressways,the paper analyzes the reasons for pavement diseases,points outscientific and reasonablemaintenancemethods and p recautions,and solves the difficulties in the pavementmaintenance of expressways ofmountainous areas,so as to ensure the traffic safety.

mountainous areas,expressways,diseases,maintenance

U 416.217

B

1009-6825(2011)09-0148-03

2010-12-17

李小東(1978-),男,工程師,重慶高速公路集團有限公司,重慶 401121