朱海清
(海南省公路管理局信息中心,海南 海口 570100)
对高速公路沥青路面病害处治技术的探讨
朱海清
(海南省公路管理局信息中心,海南 海口 570100)
高速公路沥青路面投入使用后,经历了风吹日晒常会出现不同程度的病害,对高速公路通行状态产生影响。对高速公路沥青路面出现的常见病害原因、类型、处治技术、预防建议等进行了分析和研究,并提出了防范措施。以助于减少沥青路面的早期破损,更好地提高沥青路面质量,保证道路交通顺利通畅。
高速公路;沥青路面;影响因素;处治技术
如今,我国综合国力不断增强,高速公路建设也不断发展。对于我国高速公路路面来说,往往对应的是沥青路面,但沥青路面相关影响因素比较多,这些因素的存在会导致沥青路面受损。因此高速公路沥青路面病害问题是比较严重的,必须及时明确病害原因,并加大养护力度以及防治力度。
在高温天气下,高速公路沥青路面由于被车辆多次碾压,其荷载力和承受力会大大降低,一旦大于沥青混合料的最高稳定度,就会导致高速公路沥青混合料流动,长时间下去会形成车辙。对于车辙的出现,主要受重载车辆碾压的影响。如果施工时期高速公路建设所用的沥青混凝土质量或者级配不合格的话,还会导致车辙问题严重化,最终使得路面受损。
对于高速公路路面来说,在温度比较高的天气下,容易受到动荷载作用的影响,且这种影响是不间断的。随着高速公路沥青的不断上浮,高速公路混凝土稳定性相应地不断降低,高速公路路面层也受损。对于层间水来说,是能在高速公路沥青各个面层内存留的,也可能会渗透到路面基层以及底基层,进而留在底基层。在这样的情况下,路面各层次是无法承受相应外力的,这样会导致应力集中化问题出现,导致高速公路沥青路面受损。对水渗透来说,是导致高速公路路基沉降的主要原因,也是导致桥头沉降、高速公路路面开裂的主要原因[1]。
如果高速公路路基强度不够强的话,也会导致沥青路面病害出现。导致路基强度降低的原因比较多,主要有软基处理不当、相应的压实度不达标,尤其当路堤边侧压实度不足时,会导致地基严重下沉,另外还包括地下水未隔断以及分隔带排水系统问题等。当高速公路路面稳定降低后,也会导致沥青路面病害出现。
要想从根本上避免高速公路沥青路面病害,必须定期和及时养护沥青路面。具体来说,沥青路面养护方法比较多,不仅包括修补车热料热补和切割热料冷补,还包括封堵灌缝以及及时清理路面积水等。针对那些先天就有的沥青路面病害来说,必须采取预防性的养护措施。
其为沥青路面发生概率最高的病害,可分为横向、纵向、网状裂缝,干扰了高速公路沥青路面的外观和安全性,促使水分渗入到沥青路面的内部,破坏内部结构。
此类病害分为流动性车辙、结构性车辙两部分,当沥青路面承受的荷载过大时,就会出现车辙问题。
当面层的材料未正确组合,施工的质量较差或者材料的黏结力不足时会导致面层混合料的集料之间黏结力不够而发生成片散开的问题。而这些松散的材料在受到车轮后的真空吸力后或者受到风雨的影响而脱离路面,形成了大小不一的坑槽。究其原因在于沥青路面的结构遭到了破坏,常会发生路面松散,而初期的坑槽比较大,且受到来自荷载以及车辆压力等多种作用力后,会导致坑槽被破坏的速度逐渐加快,高速公路沥青路面失去稳定性,行车的风险大大增加[2]。
此类病害破坏了沥青路面的表层结构,影响到结构的安全和强度,泛油不均匀的分布在高速公路沥青路面的表层,干扰路面结构的压实度,促使高速公路沥青路面面临很大的结构风险,不利于通车的安全性和稳定性。
发生沉陷的主要原因在于未能较好地压实路基,或者地基的土质较差,受到来自地下水的入侵后,路基不够稳定以及受到行车荷载等多种作用力后,发生了竖向的变形,使得路面局部出现了下沉。而路面结构所具有的变形能力难以承受大的弯曲变形后,路面则会出现裂缝,最终形成了网裂。
由于桥面水泥混凝土铺装层与沥青混凝土面层之间摩擦力小,沥青混合料在行车荷载的作用下沿桥面的纵向发生位移,形成推移。
3高速公路沥青路面病害处治技术
高速公路沥青路面裂缝病害的处治方式分为三种,主要是根据裂缝的性质安排的。结合高速公路沥青路面裂缝病害,分析处治措施的应用:
(1)沥青路面宽度小于3 mm,使用专门的修补胶,涂抹在路面裂缝的位置,防止水分渗透到高速公路沥青路面内部,防止裂缝再次扩大。
(2)裂缝宽度在3~5 mm,先借助压缩空气,清理高速公路沥青裂缝的表层,清除杂物,再用热沥青、改良沥青灌入到裂缝内,促使修补材料缓慢地流入到缝隙内。针对此类沥青路面裂缝,也可以借助开槽机,将砂粒混合沥青填入到裂缝内,利用烙铁封住表层,涂抹防水材料。
(3)裂缝大于5 mm,在裂缝的两侧开出5 cm的槽口,向下开挖大约6 cm的深度,保持10 cm的宽度,清理裂缝后,灌入稀释的沥青,在涂抹黏层油,确保灌入的沥青与原本的沥青路面结构保持一定的黏结性。
高速公路的车辙对沥青路面结构有破坏性,增加了高速公路的运行负担,车辙病害的表现也有多种。例举高速公路沥青路面车辙的处治措施:
(1)车辙深度小于10 mm,如果沥青路面、基层的连接比较好,采用热烘的方法加热车辙的位置,促使沥青路面软化,混合料加入到车辙的位置并且压实。车辙大于10 mm,对车辆有很大的安全干扰,先采用铣刨机,刨除高速公路沥青路面的面层结构,清理杂物,喷洒黏层油,在使用土工合成材料铺设,利用机械摊铺的方式,保障修复路面与原有路面的压实度。
(2)高速公路沥青路面结构内,由于沉降或强度问题引起的车辙,需要先处理好基层结构,在按照普通车辙的处理方式进行,用于提高沥青路面的稳定性,解决车辙的问题[3]。
高速公路的坑槽处治分为面层和基层的坑槽处理。分析沥青路面坑槽处理的措施:
(1)面层坑槽处理。面层坑槽分布在高速沥青路面的局部位置,遵循“圆洞方补,斜洞正补”的原则,修补后的四周线需要和中心线保持垂直、平行的关系,坑槽开挖的面积要大于实际沥青路面的坑槽面积,将锯缝机对准坑槽,挖出槽底的杂物,在坑槽底部和四周涂抹上黏层沥青,采用与高速公路沥青路面性能相近的修补材料,由两边向中间推进,注重整体的铺筑方式,提高坑槽填充的压实度。
(2)基层坑槽处理。高速公路在处理基层坑槽时,标记出坑槽的具体位置,锯缝机挖开坑槽的四周,挖除有坑槽病害的土体,清理基层槽底,使用混合的填筑料,按照分层夯实的方式维护坑槽压实度,待基层坑槽处理后,还需在顶面上喷洒透层油,覆盖无纺土工布进行养护。
高速公路沥青路面的泛油病害在处治上工艺简单。路面泛油的面积小,利用高温加热的方法铲除沥青路面上泛出的油,处理好后,把碎石子、石屑的混合物在高温软化的条件下压入到沥青路面内,提高沥青路面的强度和稳定性,路面稳定后通车即可。路面泛油量和泛油面积比较大时会影响到通车的安全,修复时需要暂时停止通车,处理好后再通车,以此来提高路面的结构水平,保障高速公路沥青路面的质量和性能。
处理高速公路沥青路面出现的沉陷问题,则先要确定修补范围并划线,用液压工作站切开沉陷范围四周的沥青面层和水稳层部分实施修补,其挖补工艺流程为:划定维修范围→沿范围四周锯缝→凿除病害层→清除废料→高压吹风机将修补界面吹净→重新添加级配料→整平压实→洒黏层油布满界面→分层填筑(厚度不大于6cm)→分层压实,压实度达到96%以上→冷却到50℃以下时开放交通。
当桥面发生推移后,行车的安全会受到影响,为了确保行车的安全则需要铲除桥面推移,并对水泥混凝土桥的桥面进行凿毛,而后进行铺装,使得水泥混凝土跟沥青混凝土之间的摩擦力有所增加,再加铺沥青混凝土磨耗层。值得注意的是,拌和沥青混凝土时要控制好拌和的质量,减少沥青以及细集料的含量,使得摊铺过程中要防止出现离析问题,遵循相关的技术规范和要求进行摊铺,从而提高沥青混合料的稳定性。
高速公路沥青路面在施工中应该严格管控材料的入场质量,严格规划材料的配比,确保沥青材料可以根据配比进行配合,用于提高沥青路面的质量水平。沥青路面材料的质量与高速公路的性能存在直接的关系,规划材料配比不仅能够保证材料的质量,还能加强高速公路沥青路面的强度,延长高速公路路面的使用寿命,同时还能提升路面的耐磨性能。高速公路沥青路面材料配比时,要特别注意用量的控制,禁止各项材料的用量超标,保持材料在施工现场的性质,按照最佳的材料配比方案配置公路沥青路面的施工材料。
摊铺是高速公路沥青路面施工的核心工艺,路面摊铺时,最好采取一次性摊铺的方式,由此才能提升路面的工艺水平。摊铺的过程中要注意裂缝的预防,防止摊铺时出现裂缝,保障路面的平整度。高速公路沥青路面摊铺幅度很大,需要采取分段摊铺的方式,采取两台摊铺机同时运行,纵向接缝的位置控制在2.5~5 cm的重叠区域,由专业的摊铺人员操作,避免出现摊铺问题。
碾压工艺关系到高速公路沥青路面的耐久性、强度。高速公路沥青路面在碾压工艺的作用下,提升路面结构的压实度。沥青路面碾压之前先要安排碾压试验,经过室内的试验后才能准确地把控碾压的过程,再落实碾压施工,完善碾压的过程。
路面早期破损已成为沥青路面的主要危害之一,各级交通管理部门都应引起足够的重视,并根据其成因从路面设计、原材料进场到具体施工有针对性地采取一系列预防和改善措施。同时必须建立健全质量保证体系,从管理部门、设计部门到施工部门,层层重视、层层控制、层层落实。只有这样,才能从根本上减少沥青路面的早期破损现象发生,使高速公路建设质量全面提高,更上新台阶。
[1]潘永明,孟宪峰.沥青路面病害的原因及处理方法[J].科技创新与应用,2012(17):173-174.
[2]王双喜.沥青混凝土路面病害分析及应对措施[J].黑龙江交通科技,2011(11):29-36.
[3]卢毅强.沥青混凝土路面病害的防治[J].交通世界(建养·机械),2013(1):92-93.
U418.6
B
1009-7716(2017)10-0148-03
10.16799/j.cnki.csdqyfh.2017.10.045
2017-06-28
朱海清(1983-),男,海南万宁人,助理工程师,从事高速公路养护管理工作。