公路沥青路面病害成因分析及预防处置

2020-06-22 01:26
中国公路 2020年11期
关键词:稀浆封层摊铺

(海南省公路管理局文昌公路分局,海南文昌571300)

近年来,随着我国社会经济不断发展,超载重车和交通量的增加造成公路使用超常负荷,路面出现早期病害。因此要不断提高路基实际承载力,做好路面预防性养护,延长公路使用寿命是目前需要迫切解决的问题,也对满足社会生产及人们出行安全具有重要意义。

一、公路路面病害成因

(一)路面裂缝渗水

1.横向裂缝主要是温度应力影响导致的裂缝,最先出现在温度变化最大的表面,之后持续深入蔓延。受到沥青混凝土老化的影响,路面的抗裂能力明显降低,再加上其他因素的影响,容易出现裂缝问题。

2.纵向裂缝与公路路面施工存在关联,如果施工中出现填土或者地基不均匀,则容易出现纵向裂缝。

(二)网裂

网裂即龟裂,在路面整体强度偏低时易出现基层软化、水损害等现象,这些现象加速了沥青路面老化速度,逐步延展成网状裂缝,主要集中在行车道轮迹处。

(三)车辙

在车辆载荷重复作用下,路面出现带状凹槽,不同的影响因素下出现的车辙类型不尽相同:结构性车载,主要因荷载持续作用而引发,经常集中在沥青面层下方,为典型的永久性变形形式,车辙宽度相对较大,横断面呈明显凹字形。流动性车辙,与车轮持续碾压有关,相比于沥青混合料的稳定极限而言,实际承受的荷载应力明显超过该值,出现车辙且不断加深,在车轮作用下,将出现下凹现象,同时在车轮作用相对较少的区域,会出现两侧向上隆起的现象,弯道处还容易向外堆挤。磨损性车辙,与车辆运行过程中对路面的持续磨损有关,主要受重载车辆影响。

(四)泛油

在沥青混凝土层中,沥青逐步上移,表面出现大量沥青。新建路面通车后,在第一个高温季节高温天气时,重载车辆通行向下压实地面,加剧了结构层沥青上移,出现泛油,且集中在油石比相对较大的区域。高温季节降雨后,雨水持续向结构内渗入,若沥青与矿料不具备有效黏结力,沥青将在集料表面大范围剥落,逐步向上移动最终出现极为明显的泛油现象。通常而言,泛油仅集中在行车道,在分布形态上呈现出间断式的特点。

除此之外,沥青面层泛油还与施工中沥青用量过大有直接关联,在部分严重泛油的路段,路面将变得更为光量,摩擦系数降低,抗滑性能大幅下降,难以满足车辆的稳定运行要求,易引发交通事故。

(五)坑槽

1.路面水浸泡。降水对公路路面的影响非常普遍,尤其是随着使用年限的增加,雨水会沿着裂缝渗透到路面结构中,再加上车辆的长时间碾压,地基组成材料发生变化,久而久之,路面坑槽、下陷等病害就会大量出现。

2.油渗入路面。在公路上行驶的车辆非常多,一旦车辆出现漏油等情况,油污在路面上很难清理,路面的性能就会发生变化,加剧路面病害的出现。

二、路面病害预防处置

(一)工程概况

某公路总长度105km,采取双向四车道设计,路基宽26.5m,为满足路面稳定性要求,结构设置方案为:4cmAC13厚沥青混合料+6cmAC16厚沥青混凝土+30cm厚水泥稳定碎石+20cm厚级配碎石底基层。根据现场情况,基层采取的是沥青施工的方法。结束各环节施工作业后,经检测得知各项指标都与设计要求相符,表明施工状况良好,技术方案可行性高。

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正式施工前全面检测原路面质量,根据道路存在缺陷等病害,工程人员通过补强措施提升其完整性,其余路面均采取罩面处理方式。根据现场情况确定罩面结构方案,主要流程为:补强处理→喷洒粘层油→铺筑施工→施作AC13沥青混凝土结构层(此部分厚度设置为15cm)→碾压→施作稀浆封层。

(二)材料选择及配合比设计

1.挑选合适的乳化沥青材料,重点考虑各项性能指标。

2.注重集料的选择,可通过岩浆岩破碎的方式制得,从实际应用的角度来看,主要用于沥青混凝土连接层。

3.确定合适的配合比,主要考虑乳化沥青、石屑、水等。对此,经试验后确定合适的矿料配比,具体内容如表1所示。

表1 矿料的配合比

(三)稀浆封层养护技术应用

1.施工准备

正式施工前进行试验,为后续施工提供指导。经试验后,确定最适应于施工需求的稀浆混合料拌制工艺。挑选合适的材料,并确定各材料的具体用量,在各项指标都满足设计要求后,才具备正式稀浆封层作业的条件。与此同时,由于原路面存在裂缝等病害,因此施工前要处理到位,尽可能提升公路的承载力。由于施工作业对机械设备的需求量较大,应配置合适的设备,形成科学的组织方案。

2.装料及摊铺

摊铺机行走时必须以控制线为准,若出现偏差需灵活调整,将完成拌制的稀浆转移到铺槽中,正式摊铺。施工中,需注重对流量的控制,若稀浆量达到槽容量的2/3,便要及时启动底盘,保持匀速行进的状态,根据摊铺要求,时速应稳定在1.5km~3.0km,与此同时调节好出料速度与摊铺速度。为确保施工作业的持续性,摊铺槽内必须存有稀浆。摊铺过程中若某一材料耗尽,需马上停止摊铺,将设备匀速驶离路面。施工中设置接头区域,安排专员将多余的稀浆清理干净,无误后,展开下一路段的施工作业。

3.碾压施工

压实作业采取先两侧后中间的方法,调整碾压设备与压实线路平行。首道碾压采取静压的方式,持续2遍至3遍,时速稳定在5km左右;随后采取振动碾压,施工人员要加强对压实度的检查,所用设备以冲击压路机为宜,碾压4遍至6遍。根据工程经验,碾压过程中易遇到坑洞,此时可使用推土机处理,以确保碾压效果,保证各处的密实性。

4.接缝处理

纵向接缝处理过程中若出现凸出部分,需使用橡胶刮耙清理,不可残留任何杂物,满足纵向接缝平顺的要求。施工中采取防护措施,尽可能避免横向裂缝,若存在横向裂缝则要填充适量稀浆,再用小型压实设备碾压,提升密实性。

5.开放交通

结束稀浆封层作业后,封闭交通,以免行人或车辆对路面质量造成影响。养护过程中做好路面的观测工作,若出现局部损坏,需分析具体成因,并第一时间处理。最后检验稀浆强度,与设计要求相符后便可开放交通。

七、结语

本文仔细分析了公路路面病害基本形成原因,并详细介绍了罩面结构方案下稀浆封层养护技术的具体应用,对有效处理网裂、松散等病害的处置,延长公路路面使用寿命等具有重要作用。

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