山区高速公路沥青路面病害产生原因及对策

李小东

山区高速公路沥青路面病害产生原因及对策

李小东

通过对某高速公路路面病害基本情况的调查,分析了路面病害形成的原因,提出了科学合理的修补方法和注意事项,解决了山区高速公路路面修补的困难问题,从而确保行车安全。

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重庆地处西部山区,温暖湿润,雨量充沛,具有春早夏长、秋雨连绵、多雾特点。重庆高速公路属于典型的山区高速公路,路面病害的产生发展在西部山区具有典型性。现针对某高速公路的情况作一简要分析。

1 高速公路路面概况

该高速公路于 2002年上半年建成通车,路基宽度 24.5m,双向四车道,为沥青混凝土路面。原设计路面结构采用 15 cm沥青结构层,半刚性基层厚度为 50 cm,路面总厚度 65 cm。

2 路面病害基本情况

经过几年的运营后开始出现路面纵横向开裂、龟裂、网裂、沉陷、局部桥面铺装破损等病害,且病害主要集中在左幅的北碚至北环段。由于水损坏严重,重货车通行较多,沥青路面病害还在进一步发展,且病害发展有加快加剧趋势,特别是局部小修较多的路段,路面质量已大幅度下降,甚至已威胁到通行安全。这说明对路面的简单修补已达不到预期效果,需要认真分析,采取切实可行的措施。

3 路面病害调查以及原因分析

3.1 路面横向开裂

路面横向开裂是一个比较普遍的病害,在全线主、超车道都有出现,其中一些裂缝已经采用乳化沥青进行了封闭处理,但在调查中发现又有一些新的横向裂缝出现。横向裂缝表现形式主要有以下两种：1)单一的反射裂缝;2)横向开裂并伴有支裂缝,但是裂缝周围并没有出现沉陷以及唧浆的反射裂缝。路面出现横向裂缝主要由以下两个方面的原因造成：1)由于路面基层裂缝自下而上反射而来;2)在填挖交界处以及桥台搭板末端、涵洞两端由于不均匀沉降导致路面横向开裂。

3.2 路面纵向开裂

纵向裂缝普遍存在,无论是在路基挖方、填方还是半填半挖路段都有出现。其中绝大多数裂缝已经采用乳化沥青进行了封闭处理,但是在调查中发现又有一些新的裂缝出现,说明病害仍在进一步发展。根据调查,路面产生纵向裂缝主要是由于以下原因造成的：1)由于在轮迹带附近处路面在行车荷载的重复作用下因层间粘结差及基层板体性较弱产生的疲劳开裂,挖坑调查的结果表明这种裂缝已经发展到了基层。2)出现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、不均匀沉降等原因导致路面出现纵向裂缝。

3.3 龟裂

龟裂是裂缝进一步发展的结果。病害大多呈零星断续分布,通常和沉陷等病害一起出现,渝合高速公路的龟裂主要以纵向轮迹处龟裂、松散型龟裂等形式出现。出现龟裂的主要原因是因为层间粘结差、沥青混合料抗疲劳性能较差或基层板体性较差导致强度很低而造成的。

3.4 沉陷

由于路面开裂如龟裂、纵裂,雨水进入路面结构层,在行车荷载作用下导致病害处唧浆,进而沉陷变形,同时沉陷变形又加剧了路面病害的发展。

4 沥青路面修补方法

4.1 横向裂缝维修

1)裂缝边缘轮廓不清晰,尚未发展出支缝的轻微裂缝,可不做处理。2)裂缝边缘轮廓清晰,尚未发展出支缝的裂缝,采用裂缝贴进行封闭处理,其施工要求如下：清除裂缝尘土和脏物,保持缝面清洁、干燥。裂缝贴的宽度大于裂缝的宽度 3 cm～5 cm,严禁污染裂缝贴的粘贴面。为加强与旧路面的粘结,用液化气喷枪烘烤缝面和裂缝贴。3)已经发展出支缝,表面尚未出现明显的唧浆或沉陷变形的裂缝,一般在裂缝两边各开挖至少 50 cm宽(视裂缝的宽度及弯曲程度确定)至沥青面层的中面层顶面,在裂缝上对中铺贴至少50 cm宽的 SBS改性沥青防水卷材。裂缝一般是弯曲的,卷材的实际宽度应根据每一条缝的走向,卷材边缘距裂缝边缘的距离不得小于25 cm,且尽可能的保证居中的位置。

4.2 纵向裂缝维修

如果路基沉降已经稳定,则与处理路基沉降引起的横向裂缝方式一样;如果沉降未稳定,则仅需要灌缝,将水堵住即可。

4.3 龟裂维修

发生龟裂和网裂的沥青路面,须沿发生破坏处的外侧 1.0m进行开挖,开挖后视具体情况决定是否继续向外挖除,如果开挖过程中,发现相邻路面底层具有较多水分,且结合界面发生了冲刷现象,或者相邻的路面有其他损坏现象,则继续向外侧挖除原路面。开挖深度视龟裂或网裂发生的结构层位而定,通常情况下应清除全部沥青结构层,清除沥青结构层时,不同沥青结构层之间的搭接宽度为 30 cm～50 cm,在工作面干净、干燥的条件下,洒布改性乳化沥青粘层,然后依次铺筑普通沥青混凝土 AC-20C、改性沥青AC-13C和改性沥青AC-13C,侧壁采用贴缝条粘贴,沥青结构层之间洒布改性乳化沥青粘层。

4.4 沉陷维修

坑洞(沉陷)是沥青路面的水损坏主要表现形式,坑洞(沉陷)的维修挖除以坑洞外侧50 cm为宜,同时根据坑洞的深度灵活进行处理,按方形进行开挖,然后洒布改性乳化沥青粘层,铺筑改性沥青AC-13C,侧壁采用贴缝条粘贴。

5 施工控制

沥青路面维修施工过程中,路面开挖需要注意以下事项：

1)施工前,务必作好交通组织和安全文明施工准备,预防出现交通堵塞和一切安全事故。2)沥青路面开挖前,做好路面现场的调查与检测工作,由于设计前检测与施工时的路面状况可能存在差异,再与项目业主代表、监理、施工单位技术负责人一道,按照设计文件的要求,共同确定开挖的范围和深度;必要时设计代表同时参加。3)路面宜采用大型铣刨设备开挖,人工进行清理的方式进行;开挖过程中,注意对临近路面的保护工作,以保证未维修的路面在施工过程中不被破坏。4)做好路面排水工作,在路面开挖以后,如果未能在下雨之前完成路面维修,宜在开挖的位置做好排水通道,以避免路面受雨水浸泡,影响路面结构强度。5)开挖过程中,注意环境保护,严禁将废弃料乱丢乱扔,弃料应及时运出公路路界外,保持维修现场的整洁。6)采取单幅全封闭的施工方式,对其他社会车辆采取单幅双向通行临时控制。每一封闭路段不宜超过 3.0 km,以免对高速公路的车辆通行造成严重的影响。7)施工期间必须根据施工段落的封闭情况,利用中央分隔带开口、立交、老路等路口进行交通转换并增设醒目、清晰的临时指向牌和标识牌。8)施工单位应设专人进行交通管制,明示每天施工路线,协同交通转换。9)每条高速公路封闭施工的路段间距不宜小于 15 km,以便于交通转换。

6 各施工环节的注意事项

1)拌和。把好原材料质量关,注意目测检查混合料的均匀性,及时分析异常现象。如确认是质量问题,应作废料处理并及时予以纠正,拌和楼的控制室要逐盘打印各种材料的用量和拌和楼运行情况,并定期对拌和楼的计量系统进行校核。2)运输。拌和机向运料车放料时,汽车应前后移动,分三堆装料,以减少粗集料的分离现象,同时应对每车混合料的温度进行检测;沥青混合料运输车的运量应较拌和能力和摊铺速度有所富余,摊铺机前方应有 5辆运料车等候卸料。3)摊铺。摊铺机应根据摊铺宽度配置合理长度的螺旋布料器,布料器外侧螺旋距挡板的距离不应超过 30 cm。摊铺时螺旋布料器的料量应控制在 2/3螺旋高度附近,使熨平板的挡料板前混合料在全宽范围内均匀分布,并在每天起步前将料量调整好,再实施摊铺,避免摊铺层出现离析现象。连续稳定的摊铺,是提高路面平整度最主要措施。用机械摊铺的混合料未压实前,施工人员不得进入踩踏。注意摊铺机接料斗的操作程序,以减少粗细料离析。摊铺应选择在当日高温时段进行,路表温度低于 15℃时不宜摊铺。4)碾压。沥青混合料的压实是保证面层质量的重要环节,应选择合理的压路机组合方式及碾压步骤;初压应尽量在较高温度下进行,一般采用双钢轮振动压路机;复压应紧跟初压,一般采用轮胎压路机,当出现粘轮现象时,不得向压路机涂油或油水混合液,必要时可喷涂清水或皂水。为避免碾压时混合料推挤产生壅包,碾压时应将驱动轮朝向摊铺机,碾压路线及方向不应突然改变;压路机启动、停止必须减速缓行,不准刹车制动。压路机折回不应处在同一横断面上。在当天碾压的尚未冷却的沥青混凝土层面上,不得停放压路机或其他车辆,并防止矿料、油料和杂物散落在沥青层面上。压实完成 12 h后,方能允许施工车辆通行。

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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.

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U 416.217

B

1009-6825(2011)09-0148-03

2010-12-17

李小东(1978-),男,工程师,重庆高速公路集团有限公司,重庆 401121