高速公路沥青路面早期破坏的原因及维修对策 高速公路沥青路面

时间:2019-10-09 07:33:08 来源:易达学习网 本文已影响 易达学习网

高速公路沥青路面早期破坏的原因及维修对策

高速公路沥青路面早期破坏的原因及维修对策 广东省高速公路路面多为沥青路面为主,随着交通量的 增长,很多高速公路沥青路面均呈现一定的早期破坏,针对 这一现象分析产生的原因,并提出了养护与维修的对策及建 议。

摘 要:
高速公路;
沥青路面;
早期破坏;
养护;
对策 1 前言 2 沥青路面的早期破坏形式 尽管目前沥青路面设计方法是建立在层状弹性理论基 础上耐久性设计方法,沥青路面仍存在着设计年限内由于各 种原因而发生的早期破坏。

2.1 开裂——冬季沥青路面的横向开裂。

2.2 路面车辙——夏季高温期在重载车作用下造成的纵 向或横向的永久性变形。

2.3 水损害——雨季或春融季节出现的坑槽。

2.4 路面的表面功能衰减——沥青路面由于泛油、石料 磨光及路面破损引起的表面功能降低或丧失。

3 沥青路面早期破坏原因分析 3.1设计方面 我国沥青路面的开发、研究及大规模设计、施工是近10 年来伴随高速公路建设发展起来的,还有不少设计问题值得 研究。由于各地区气候、水文、材料情况对路面结构设计和配合比设计要求通过铺筑试验路积累经验不同,再加上近年 来公路建设飞速发展,设计时间紧迫,设计中调查、研究不 够,使得一些沥青路面设计存在诸多不合理,从而导致早期 破坏。因此有不少设计问题有待研究和完善,设计中的主要 问题有:
(1)结构设计不合理,如基层厚度不够,面层分层及 材料配合比设计不当,面层厚度不合理等。

(2)路面、基层、底基层排水设计考虑不周。

(3)路面所处的土质和水文情况与实际出入大,使得 路面设计参数不符合实际。

(4)地基处理设计不合理,使得地基沉降未达到允许 的工后沉降等。

(5)其它设计方面的原因。

3.2 施工方面 3.2.1 软土地基沉降 所谓软土就是含水量较高,强度低、孔隙比大、压缩性 高的软弱土层,为了保证公路路基的稳定性,必须对公路经 过地段的软土进行加固处理,使软土排水固结,使路基沉降 逐渐减小,软土的排水固结是一个长时间的过程,国外一般 软土地基路段沉降几年后再铺筑路面,这样公路完工后沉降 量小,不至于发生地基不均匀沉降而出现路面破坏,我国目 前普遍存在施工周期短的问题,因此软土地基处理后,没有 足够的沉降时间就修筑路面,从而引起路面出现早期网裂、唧泥、坑洞、纵横裂缝等破坏。

3.2.2 路基压实度不足 路基压实是路基施工过程中的重要工序,土是三相体, 土粒为骨架、颗粒之间的孔隙为水分和气体所占据。压实的 目的在于使土粒重新组合,彼此挤紧,孔隙缩小,土的密度 提高,形成密实整体,最终强度增加,稳定性提高。由于路 基压实度不足,会导致公路路面出现纵向裂缝和横向裂缝。

3.2.3 路面基层施工质量低劣 由于抢工期、赶进度,造成料源紧缺,原材料质量难以 保证,不能按照施工规范的要求施工。半刚 性基层没有合 理的龄期,放松对工程质量的控制,使得基层质量低劣,造 成基层网裂破坏,反射到面层,面层出现网裂。

3.3 沥青路面材料方面 3.3.1 沥青和矿料 沥青混合料使用性能是受沥青结合料影响的,沥青质量 的优劣与沥青路面的好坏有密切关系,直接影响到沥青路面 的使用性能;
矿料质量的好坏直接影响到沥青混合料的强度, 是沥青路面早期破损的主要因素。

3.3.2 矿料的级配及空隙率 沥青面层结构中仅有一层是密实式Ⅰ型沥青混凝土来 防止水破坏是不够的。哪一层空隙率大,一旦水进去,那一 层就会产生水破坏。因此沥青面层各层都应该采用密实型的 Ⅰ型沥青混凝土。3.4 管理方面 近年公路建设,为了加强质量控制,制定了一系列的法 规,推行“四制”管理,使施工质量大有改变,但在管理上 还存在一定的问题。

3.4.1 未严格按基本建设程序办事,前期工作滞后;
路 面设计方案研究试验不够。

3.4.2 未严格实行招投标,一些无路面施工经验,无路 面施工设备和技术力量的施工队伍承担路面施工。

3.4.3 工期紧迫,施工技术管理不严,不能严格地按施 工技术规范要求施工。

3.4.4 重建轻养,不重视养护管理。

3.4.5 对采用新技术、新工艺、新设备开发研究不够。

3.5 外部作用 3.5.1 交通量大、重车多、超载现象严重,是路面产生 结构性破坏的直接原因。路面破坏是一个累积的过程,与作 用荷载的强度有直接关系,超载现象严重缩短了路面的使用 年限。

3.5.2 全球性气候变暖,特别是持续高温时间过长。

3.5.3 水对路面结构的破坏。路面各种裂缝是水渗入路 面结构的重要途径,雨水通过裂缝渗入两侧的路面结构层, 特别是裂缝附近土基的含水量加大,甚至饱和。其结果是产 生两种情况:1)路面强度明显降低,在大量行车荷载作用 下,产生冲刷和唧浆现象,在面层与基层之间形成一层软弱夹层。通过路面结构分析,,认为软弱夹层的存在,引起路 面计算弯沉和层底弯拉应力迅速增加,在行车荷载的不断作 用下,导致路面的疲劳破坏;
2)当水进入面层后,基层为 不透水层,因此面层与基层形成层间滑动。由于层间条件由 层间连续变为层间滑动,层底弯拉应力陡然增大,导致路面 破坏。

4 沥青路面维修对策 针对以上问题,在制定维修方案时,需考虑四个方面的 影响因素:1)病害的平面位置:病害对行车的影响有多大、 行车对病害的继续发展有什么作用;
2)病害的严重程度:
仅仅是沥青面层破损还是基层出现破损,是结构性破损还是 非结构性破损;
3)经济条件:可供使用的维修经费有多少, 或者技术上怎么样做才是经济的;
4)维修的目标:是一次 性完全修复还是采取分期维修措施。主管工程师在综合评估 后必须明确回答上述四个问题。

4.1 非结构性路面损坏的维修对策 维修的基本原则和任务有两个,一个恢复行车平顺,二 是封闭裂缝,避免降水下渗引发结构性破坏。

4.1.1 恢复行车的平顺性 桥头跳车和车辙的平面分布截然不同,桥头跳车是横向 的,车辙是纵向的。

桥头跳车处路面维修以恢复路面平顺为原则,以整幅路 面作为维修宽度。维修长度应满足三个要求:1)从桥梁伸缩装置起,直到伸入正常路段一定长度;
2)保证摊铺机械 能正常施工;
3)拉坡平顺。

因为驾驶员驾驶车辆有明显靠车道左侧行驶的习惯。导 致车辙在行车道上分布偏左。与此相应,车辙的维修平面位 置在横向也应作适应调整。维修宽度应满足以下条件:1) 横向应至少保证一个车道的宽度,并将车辙影响的范围包括 在内;
2)与摊铺机一次摊铺宽度及碾压机械轮宽相适应;
3) 纵向接缝最好距车道轮迹30cm以上。维修长度以车辙出现的 长度为基本长度,伸入相邻路段一定距离,或以结构物以为 界划定。与相邻路段连接要注意轮迹平顺过渡,选择合适的 碾压机械和碾压方式,必要时辅以人工修整,避免连接处形 成行车冲击点。

4.1.2 封闭裂缝 对于单条横缝和纵缝用常规灌缝措施即可。如果缝隙太 宽灌缝不能实施,可沿裂缝两则切割出10~15cm宽的条形槽, 深度为上面层厚,清洁槽壁,人工填实裂缝,涂刷粘层油, 然后用细粒式沥青混合料填筑碾压。这种处理方法柔性连接, 胶结材料充足,可以应缝宽的季节变化。

桥面沥青铺装层剥落发生于交通荷载影响范围之内,其 维修关键在于保证铺层厚度达到设计要求。因此,维修时应 将剥落处及邻近范围内的桥面板混凝土超高部分凿除,然后 重新铺面。

4.2 结构性破损的维修对策其维修的首要任务就是恢复路表平整,封闭缝隙,以免 破坏范围扩大。

4.2.1 局部凹陷龟裂的维修 (1)基层局部存在缺陷 有两种方案供选用,一是将破损的基层挖出,用半刚性 材料回填修补;
二是将破损的基层局部的挖出,用沥青混合 料回填修补。

(2)整个路段基层存在缺陷 a如果整个路段达到大修程度,则对存在缺陷的半刚性 基层进行翻新重铺,局部凹陷龟裂一并处置。

b虽存在缺陷,但累计轴载远未达到使整个路段破坏的 程度,则将局部凹陷龟裂按4.2.1(1)方法进行处置。

c如对有缺陷的路段实施施工整体补强措施,施工前将 局部破坏按4.2.1(1)方法进行处置。

4.2.2 结构性辙槽的维修 这种辙槽的关键是路面承载力不足,基层破损或板结完 全丧失。它对路面结构和交通安全的威胁较大,需专门设计 维修方案。

1)一次整幅重铺基层,彻底消除缺陷,使整个路段路 面完全恢复正常使用性能;

2)两侧车道与行车道分期维修,先维修行车道。将两 侧车道与行车道看作为两个不同的路面,测定它们的承载能 力,从已有交通资料预测交通量的增长与横向分布,从而确定两侧车道的剩余使用寿命。以此作为行车维修的寿命,计 算使用末期的累计轴载,确定行车道辙槽破坏的维修方案, 等两侧车道与行车道达到剩余使用寿命后再一并整幅处置。

参考文献 [1]JTJ014-97,公路沥青路面设计规范[S].北京:人民 交通出版社,1997. [2]JTGF40-2004,公路沥青路面施工技术规范[S].北京. 人民交通出版社,2004. [3]JTJ032-95,公路养护技术规范[S].北京. 人民交通 出版社,1996. [4]沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防[M]. 北京:人民交通出版社,2001.

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