現(xiàn)在我國正處于飛速發(fā)展的時期,交通行業(yè)也取得了很大的發(fā)展,瀝青路面也隨之被應(yīng)用的越來越多。這是因?yàn)闉r青路面具有養(yǎng)護(hù)時間短、適應(yīng)強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。然而市區(qū)瀝青路面同時也面臨著很多的病害,比如裂縫、變形、松散和泛油等,本文結(jié)合調(diào)研淮南市區(qū)瀝青路面情況,分析了這四類病害的成因,并提出了一些相應(yīng)的預(yù)防和修補(bǔ)措施,為以后類似瀝青路面破壞維護(hù)提供一定的借鑒和參考。
1 瀝青路面裂縫形式與成因分析
裂縫主要包括三種形式,下面將分別闡述這三種裂縫的形式和成因。
1.1 縱向裂縫 縱向裂縫主要有兩種:一種是主要發(fā)生在緊急停車或路肩部位的呈月牙形的裂縫,危險性很大;另一種多是呈縱向條帶狀,這種裂縫主要發(fā)生在行車道部位。如圖1所示。
產(chǎn)生縱向裂縫的原因主要有:①地基土原因。有些路段由于地勢復(fù)雜,如果施工時沒有做好處理,很容易造成地基不均勻沉降,導(dǎo)致縱向裂縫。②路基施工質(zhì)量原因。如果路基施工質(zhì)量不過關(guān)可能導(dǎo)致縱向裂縫。③水的滲透破壞原因。如果中央分隔帶、邊坡等滲水,或填料是弱膨脹土,又沒有進(jìn)行處理就會導(dǎo)致裂縫。
1.2 橫向裂縫 橫向裂縫多出現(xiàn)在路面兩側(cè)的硬路肩,經(jīng)過不斷的發(fā)展會貫通全路幅,形狀大約是呈均勻分布。橫向裂縫破如圖2所示。
產(chǎn)生橫向裂縫的原因主要有:①材料收縮引起橫向裂縫。一種是基層材料由于溫度驟降而造成的低溫收縮開裂。一種是在基層成型過程中,由于基層材料失水收縮造成規(guī)則的橫向裂縫。②瀝青溫縮引起的裂縫。由于瀝青是一種對溫度變化非常敏感的材料,一旦溫度下降,瀝青就會發(fā)生收縮變形,如果收縮拉應(yīng)力超過其抗拉強(qiáng)度,就會發(fā)生橫向裂縫。③不均勻沉降引起的橫向裂縫。在一些交接處很容易發(fā)生不均勻沉降,造成橫向裂縫。
1.3 網(wǎng)裂 如果地表水進(jìn)入瀝青路面,并且滯留在瀝青面層的上下層交界面上,經(jīng)過長時間的行車碾壓,瀝青膜就會發(fā)生脫落現(xiàn)象,并且會隨著行車荷載作用的不斷加大而逐步擴(kuò)展,等到面層的底部也脫落了,瀝青混凝土就沒有了強(qiáng)度,這時就會出現(xiàn)網(wǎng)裂和形變。如圖3所示。
路面的整體強(qiáng)度不足是造成網(wǎng)裂的主要原因:①路面結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理,路基路面壓實(shí)度不足等使瀝青與石料粘結(jié)性差;②路面出現(xiàn)裂縫后未及時的采取防治措施,造成網(wǎng)裂。此外,瀝青老化和汽車嚴(yán)重超載也是造成網(wǎng)裂的重要原因。
2 瀝青路面變形破壞種類及成因分析
2.1 車轍 市區(qū)交通量比較大,尤其是早晚高峰期。車輛荷載作用次數(shù)非常多,并且存在普遍超載的現(xiàn)象,勢必會加速車轍、推移,車速會在進(jìn)口匝道處變化頻繁,這時就會容易形成車轍。瀝青是一種對溫度變化非常敏感的材料,遇到高溫其容易發(fā)生變形,在車輛反復(fù)碾壓下,路表變形過大,容易行成車轍。如圖4所示。
形成車轍的主要原因有:①行車荷載的影響。如果車輛荷載作用次數(shù)不斷增大,就會形成車槽。②基層施工質(zhì)量差。如果基層施工質(zhì)量差,其基層整體強(qiáng)度就會變?nèi)酰坏┖奢d作用超過路面強(qiáng)度,就會形成轍槽和推移。③瀝青面層高溫穩(wěn)定性差。瀝青面層高溫穩(wěn)定性差,如果車輪碾壓反復(fù)作用,那流動變形就會變成車轍和推移。
2.2 沉陷 沉陷指的是路基壓實(shí)度不夠或構(gòu)造物地基土質(zhì)不良,在水、荷載等因素作用下產(chǎn)生的不均勻的豎向變形。一般來說,沉陷都是由于基層局部成形不足、強(qiáng)度不夠,如果經(jīng)過行車荷載和自然因素的反復(fù)作用形成的,但如果是比較大的沉陷,基本上都是因?yàn)槁坊鶋簩?shí)度不足造成的。如圖5所示。
3 瀝青路面松散與坑槽成因分析
3.1 松散 松散是由于瀝青混凝土表面層中的集料顆粒脫落,從表面向下發(fā)展的漸進(jìn)過程,顆粒脫落的主要原因是集料顆粒與裹覆瀝青之間喪失粘結(jié)力。松散是瀝青路面常見病害,其癥狀為瀝青混凝土中瀝青與集料的粘結(jié)力作用逐漸下降并喪失,在車輛荷載作用下使瀝青混凝土表面層呈松散狀態(tài),面層中的集料顆粒脫落,路面磨損,路表粗麻,各處微坑,表層剝落,路面外觀質(zhì)量差。
3.2 坑槽 龜裂、松散等損壞進(jìn)一步發(fā)展的結(jié)果就是坑槽。如圖7所示。
造成坑槽的原因主要有兩方面:①雨水由路面的縫隙和破損處滲入,在行車荷載的反復(fù)作用下,會出現(xiàn)網(wǎng)裂,車輪會把一些破裂的小塊面層或基層材料帶走,最終形成坑槽。②如果車輛修理或機(jī)動車油滲入路面,會造成瀝青混合料松散,經(jīng)過行車反復(fù)碾壓后就會形成坑槽。
4 瀝青路面泛油成因分析
瀝青泛油現(xiàn)象更多的會出現(xiàn)在新建的瀝青混凝土在通車后的第一個高溫季節(jié)的路面,尤其是連續(xù)多日的高溫天氣,經(jīng)過車輛荷載不斷反復(fù)作用,混凝土內(nèi)部中過去的自由瀝青會向上移動,出現(xiàn)泛油現(xiàn)象,油石比偏大地段表現(xiàn)尤為明顯,會出現(xiàn)更嚴(yán)重的泛油現(xiàn)象,一般來說,泛油只出現(xiàn)在行車道中,并且是間斷式的片狀分布。如圖8所示。
造成泛油的原因有以下五種:一是混合料配合比設(shè)計不當(dāng);二是混合料拌合控制不嚴(yán);三是粘層油用量不當(dāng);四是施工質(zhì)量差;五是水破壞作用。
5 瀝青路面災(zāi)害綜合治理
5.1 裂縫預(yù)防與控制措施 對于縱向裂縫的處治:處理好地基可以有效預(yù)防縱向裂縫的產(chǎn)生。如果縱向裂縫不嚴(yán)重可不作處理,如果大于3mm小于5mm,只需用熱瀝青等材料封堵住即可。對于裂縫寬大于5mm,則需銑刨上面層和中面層,清除干凈,沿縱縫鋪設(shè)玻璃格柵,攤鋪中面層,然后在中面層上沿縱向每隔5m設(shè)寬為1.2m的玻璃格柵,最后再攤鋪上面層。對于橫向裂縫的處治:應(yīng)該選擇符合要求的瀝青,控制好瀝青用量,精選礦料,準(zhǔn)確組成級配,或使用纖維等添加劑,均可有效減少裂縫。另外還應(yīng)設(shè)計合理的路面結(jié)構(gòu)并且精心施工。對于網(wǎng)裂的處治:加強(qiáng)貨車的載重管理,及時修補(bǔ)路面裂縫。尤其對于淮南地區(qū),重車較多,應(yīng)嚴(yán)格控制。
5.2 變形破壞控制措施 預(yù)防車轍和推移病害,首先,要選取合適的筑路材料。其次,在施工中要加強(qiáng)控制壓實(shí)度。最后,在高溫季節(jié),應(yīng)嚴(yán)格控制大型超載車通行。
對車轍的修復(fù)方法是:①如果車轍現(xiàn)象不是很嚴(yán)重,只需對路面烘烤、耙松、添加適當(dāng)新料后壓實(shí)即可。②當(dāng)瀝青面層磨損、橫向推移時,應(yīng)清除不穩(wěn)定層,用銑刨機(jī)拉毛,重鋪面層。③當(dāng)基層或土基不穩(wěn)定時,應(yīng)先進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)處理后,再修復(fù)面層。④對于因基層施工質(zhì)量差引起的車轍、推移,在重新攤鋪面層前應(yīng)先行處理好軟弱基層。
5.3 松散與坑槽防治 對于松散防治:嚴(yán)格控制用油量,縮短瀝青保溫時間,且保溫溫度控制在110度作用,加熱油溫控制在150度左右。同時控制礦物料溫度在170-190度之間。嚴(yán)格控制細(xì)顆粒的級配,使級配盡量滿足規(guī)范要求,F(xiàn)階段修補(bǔ)路面坑槽的方法主要有:①冷補(bǔ)法:首先應(yīng)該確定切槽的修補(bǔ)范圍,然后用液壓風(fēng)鎬切槽,用高壓風(fēng)槍將槽底、槽壁廢料及粉塵清除干凈。然后用噴燈烘干槽底、槽壁,并在其表面均勻噴灑一薄層粘層油。最后將準(zhǔn)備好的熱料填補(bǔ)至坑槽中,從四周向中間碾壓。②熱補(bǔ)法:首先應(yīng)該依據(jù)實(shí)際情況選擇合理的熱輻射加熱板區(qū)域,把加熱板調(diào)到合適的位置加熱3min~5min,就可以軟化被修補(bǔ)區(qū)域。之后把準(zhǔn)備好的熱料放到被修補(bǔ)處,攪拌攤平,并從四周向中間碾壓。
5.4 泛油治理 預(yù)防泛油,應(yīng)該防止雨水大量滲入、優(yōu)化施工、合理設(shè)計混合料配合比等。泛油的處治方法有以下幾種:①如果泛油現(xiàn)象不是很嚴(yán)重,可不作處理。②如果泛油是由于施工質(zhì)量差引起的,應(yīng)按坑槽修補(bǔ)方法處治或微表處理。③如果泛油現(xiàn)象嚴(yán)重,應(yīng)采用碎石壓入法處治或銑刨原路面重新攤鋪面層。
6 結(jié)語
市區(qū)美麗瀝青路面是城市一道風(fēng)景線,路面破壞對整個市區(qū)環(huán)境造成一定影響,同時對城市交通運(yùn)作產(chǎn)生危害,并且一旦瀝青路面出現(xiàn)病害,不但維修起來耗時耗力,也會影響人們的正常出行,因此對于城市市區(qū)瀝青路面的各種病害應(yīng)該以預(yù)防為主。在設(shè)計、施工和管理養(yǎng)護(hù)等環(huán)節(jié)中盡可能消除病害隱患。
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