刘永金
厦门海沧城建园林景观工程有限公司(361000)
道路沥青混凝土路面病害与修复措施研究
刘永金
厦门海沧城建园林景观工程有限公司(361000)
近些年来我国道路交通量日益增大,道路病害的问题是交通安全运输的关键。笔者结合自己多年的工作经验,主要对沥青混凝土道路路面病害问题进行了分析探讨,并提出了相应的修复措施,具有一定的理论与实际意义,以期能给同类工程参考借鉴。
沥青路面;裂缝;病害;处理方法
路面是道路质量优劣最直接的表现,它不仅会对行驶的车辆舒适程度产生影响,还会影响道路的使用年限。沥青混凝土路面属于柔性路面,具有养护方便、表面平整无接缝、行车平稳振动小等特点,已在道路建设中被广泛采用。沥青混凝土路面由于使用或施工中出现了一系列的病害,对整个道路的使用安全造成了很大的威胁,因此,加强沥青混凝土路面的病害防治具有重要的现实意义。
以下就某道路沥青施工过程中出现的裂缝、泛油等病害原因及处理措施进行简要探讨。
1.1 横向裂缝的成因
某路段路面沥青在大面积摊铺前,选择一段沥青施工试验段,在路面钢纤维混凝土铺装层完成后,需要对铺装层进行抛丸施工,然后才能进行沥青工序施工。试验段是在2013年3月初进行的,这个时期温度比较低,而且昼夜温差也比较大,沥青混凝土摊铺完成后,沥青混合料表面温度迅速下降,沥青表面逐渐变硬变脆,此时就产生了收缩变形,当收缩应力超过了沥青混凝土的极限抗拉强度时,沥青路面就会被拉裂,并逐步向下发展,形成上宽下窄的横向裂缝。
由于当时沥青施工经验不足,再加上摊铺沥青时气温比较低,在沥青面层摊铺完成几天后,路面就出现了不同程度的裂缝。针对路面出现裂缝病害的程度,制定出了不同的处理措施,如今通车已经达3年之久,处理过的裂缝未发生反弹现象。
1.2 横向裂缝的处理方法
1)针对路面沥青产生裂缝的原因,项目部首先从材料源头着手分析,查阅沥青路面施工及验收规范,并结合当时气候、沥青摊铺机械设备等综合因素的影响,对沥青材料进行相关试验,最终选择了合适的沥青类型,通过试验反复验证达到了减少甚至消除沥青面层由于温度原因产生收缩裂缝的目的。
2)试验段出现了裂缝病害,说明试验段施工存在缺陷,必须对所出现的缺陷进行修复处理,如果试验段施工不能取得成功,将无法为后续路面沥青大面积摊铺提供参考指导。当时路面出现了不同程度的裂缝,对出现裂缝的部位进行了标记,按照裂缝的宽窄程度进行了不同的归类标记,其中有细小裂缝(2~5mm),也有大于5mm的裂缝。按照沥青道路施工规范要求,对于小于2mm的裂缝可以不用处理,但是本工程的质量目标是创“鲁班奖”,因此项目部对细小裂缝也提出了处理的要求,做到精细化施工。根据以往路面沥青路面细小裂缝修复经验,项目部选择了采用改性乳化沥青进行灌缝。在灌缝前,安排专人清理缝内的灰尘,用吹风机将缝内杂物从一端向另一端全部吹干净,保证缝内干净干燥后,采用乳化沥青将缝隙灌满,最后用细砂撒在表面上。在处理大于5mm裂缝时,先采用空压机将缝内杂物吹出,缝内有的杂物无法吹干净,就采用钢锯条进行清除,保证缝内干净干燥,用小于5mm的细碎石和乳化沥青按照一定的比例进行调配并拌合均匀填入缝内,填入缝内的拌合料要高于沥青已铺完的面层,以便进行压实,保证沥青路面整体平整度。
3)在后续沥青摊铺时,要求将工作面尽量拉长,保证连续摊铺作业,最大程度地避免了冷接缝的产生,有些关键部位,由于施工平面不足,不得不留冷接缝,当进行后续施工时就要对冷接缝进行处理,一般采用切割机将冷接缝沿边缘切割整齐,并清除切割后产生的碎料,然后对接缝处进行预热软化处理,处理完成后立即涂刷乳化沥青,待乳化沥青破乳后再铺筑沥青混合料并压实。
4)沥青路面摊铺前,应对混凝土表面进行清扫,及时将混凝土表面的泥灰清理干净。为确保工程进度,2013年4月18日在进行某段清理工作时,时间紧迫,为了给后续伸缩缝施工预留必须的施工时间,在桥梁混凝土表面灰尘清理完成后立即进行了SBS沥青碎石同步封层施工。沥青摊铺完成通车后,不到一个月路面沥青就出现了开裂,主要原因就是路面清理工作深度不够,导致SBS热沥青与路面混凝土黏结力降低,在车辆荷载的反复作用下,沥青产生裂缝,随着时间的推移,裂缝会越来越严重,最终会影响车辆行驶的安全,根据常规裂缝修复方法已经无法达到彻底恢复的效果。项目部立即决定外租一台铣刨机对沥青进行铣刨,将路面出现裂缝的部位进行了60m×8m的扩大范围铣刨,然后将铣刨后的沥青沿边缘切整齐,进行SBS沥青碎石同步封层并碾压,涂刷乳化沥青后重新进行沥青摊铺并碾压。
将裂缝的几种处理方法进行对比,就修复时间长短而言,铣刨要比常规修复快得多,而且施工工序也没有那么复杂;就经济方面而言,常规修复要比铣刨经济得多。采用何种修复处理方法,就需要根据实际裂缝病害的程度以及面积范围而定。
现如今该工程通车1年多了,当初经过裂缝修复的部位依旧完好,没有出现病害扩大的情况。
2.1 泛油产生的原因
沥青路面出现泛油现象主要由以下几个方面原因造成:1)配合比的设计,马歇尔设计法是沥青混合料配合比设计的标准方法,但是马歇尔击实方法不能模拟压路机和行车的压实和冲击作用,与实际路面的工程性质相关性较差,马歇尔击实成型试验确定的最佳油石比要比旋转压实成型试验确定的最佳油石比大。从而在配合比设计中容易造成沥青用量过多,即沥青的填充率过高,在高温天气下,过量的沥青在高温作用下发生膨胀,在充满沥青混合料中的空隙后溢出到路表,从而引起泛油。另外,由于设计过程中所选骨料级配偏细而造成空隙率过小,饱和度较大,在行车荷载和高温的作用下,沥青被挤出有限的空间,同样会造成路面泛油。2)施工工艺的影响:摊铺设备的机械性能以及操作员的操作技能差都会引起沥青混合料离析,使得细集料产生聚集,使局部混和料的沥青含量过大;沥青混和料的运输距离过远,引起沥青混和料的分布不均匀;压实工艺以及过早开放交通都会对沥青路面的质量造成影响,过压和过早开放交通都会使混和料在没有达到设计稳定值时空隙率下降过大,导致沥青溢出路面形成油膜。3)在降雨量较大季节,路面积水一旦渗入到路面结构中,在行车荷载的反复作用和动压水的冲刷下,集料表面的沥青膜剥落形成自由沥青,并在水的作用下被迫向上迁移从而使面层上部泛油。
2.2 泛油的处理方法
在实际沥青施工过程中,面层出现了泛油现象,沥青路面泛油会对路面的使用功能带来一定的影响,甚至会给行车造成一定的安全隐患,如何控制或者减少沥青路面泛油现象的发生?项目部根据现场实际从以下几个方面着手控制泛油现象的发生:
1)由于路面结构孔隙率设计过小造成的泛油带来的危害比较严重,防治的关键在于沥青路面设计阶段,项目部时刻保持与设计院的沟通联系,优化路面结构孔隙率的设计,并严格进行集料相关性能的选择,以此来提高路面结构孔隙率的稳定性。
2)加强沥青路面施工质量的管理,严格控制沥青混合料的油石比,在规范允许的范围内,尽量减小油石比,避免多余的沥青在高温作用下发生膨胀,在填满骨料后溢出路面,在面层上形成泛油。
3)在沥青摊铺过程中,严格按照沥青施工技术规范进行碾压,按照初压—复压—终压的程序选择相应吨位的机械进行碾压,安排专人负责控制沥青路面的压实度,并加强路面压实度检测力度。
4)路面沥青路面面层局部位置出现了轻微泛油,表面石子外露,按照沥青路面施工及验收规范要求,可不作处理;对于路面小范围泛油的部位,采用小型切割机将泛油部位切齐,然后人工配合风镐对泛油的面层沥青进行凿除并清理干净,立即涂刷乳化沥青,采用沥青面层混凝土进行修补并碾压;有些部位因施工质量差引起水损坏且出现坑槽和大范围泛油,及时采用铣刨机将病害部位面层铣刨后重新摊铺并压实。
根据现场实际发生的泛油范围和严重程度,选择合适的处理方法非常重要,既要经济又要快捷,而且还要达到修复效果,该工程以前出现泛油的部位,经过处理后也没有再发生了。
随着社会和经济的高速发展,国家对城市交通基础设施进行了大量的投入,我国交通建设方面取得了巨大的成就,不仅是在交通施工领域取得了令世界瞩目的成就,而且在交通工程管理以及养护方面也积累了相当多的经验。往后,我国道路桥梁事业的工作重点也将从建设期转移到养护期,由于沥青路面的各种病害成因比较复杂,沥青路面一旦出现损坏,其维修不但会增加人力和物力的投入,而且还会影响交通运输的安全和通畅,因此应该加大沥青路面的养护和管理力度,采取必要的措施防止沥青路面病害的产生,在病害出现后,应立即组织力量进行处理,以防病害的损坏程度进一步扩大深化!
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[2]曾志华.沥青混凝土路面病害原因分析及防治措施[J].四川建筑,2010.
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