路橋畢業(yè)論文--瀝青路面常見病害及防治措施.doc

目 錄 0 前言前言 .1 1 裂縫裂縫 .2 1.1 縱向裂縫.2 1.1.1 縱向裂縫的成因2 1.1.2 縱向裂縫的防治. .2 1.2 橫向裂縫.3 1.2.1 橫向裂縫的成因3 1.2.2 橫向裂縫的防治4 1.3 網(wǎng)裂.4 1.3.1 網(wǎng)裂的成因 .4 1.3.2 網(wǎng)裂的防治 .5 2 坑槽坑槽 5 2.1 坑槽的成因.5 2.2 坑槽的防治.5 2.2.1 冷補法.6 2.2.2 熱補法.6 3 車轍和推移車轍和推移 .6 3.1 車轍和推移的成因.6 3.2 車轍和推移的防治.7 4 泛油泛油 .7 4.1 泛油的成因.7 4.2 泛油的防治.8 5 綜合防治措施綜合防治措施 .8 5.1 材料方面.8 5.2 設(shè)計方面.8 5.3 施工方面.8 5.4 養(yǎng)護(hù)方面.9 5.5 加強交通管制.9 6 結(jié)束語結(jié)束語 .9 8 參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn) .10 - 1 - 瀝青路面常見病害及防治措施瀝青路面常見病害及防治措施 【摘 要】文章介紹了高速公路瀝青路面的常見病害,簡要的分析了病害產(chǎn)生的原因,并結(jié) 和工程實踐總結(jié)了相應(yīng)的預(yù)防措施和治理方法。 【關(guān)鍵詞】高速公路；瀝青路面；病害；對策 近年來，為適應(yīng)社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，高 速公路在我國發(fā)展迅速。瀝青路面因為具有養(yǎng)護(hù)時間短、行車舒適、適應(yīng)性強、養(yǎng)護(hù)維修 方便等優(yōu)點而被廣泛采用。但是高速公路瀝青路面因為種種原因容易產(chǎn)生各種病害，如不 及時處理將會影響道路的使用性能。最常見的病害主要為裂縫、車轍和推移、坑槽和泛油 四大類，本文將分別介紹這四類病害的成因并總結(jié)相應(yīng)的預(yù)防和治理方法。 0 前言 瀝青路面具有表面平整，堅實、無接縫、施工工期短、養(yǎng)護(hù)維修簡便和有 良好的減振性等優(yōu)點，使行車平穩(wěn)、舒適而低噪聲。但由于受到交通量增長、 重載超載車輛的增多、溫度變化、濕度變化，冰凍作用、設(shè)計、施工、采用材 料和養(yǎng)護(hù)管理等因素的影響，出現(xiàn)了多種瀝青路面病害，如瀝青路面的裂縫、 車轍和水損害等。根據(jù)我們這幾年來對我省瀝青路面的實際損壞情況的調(diào)查， 談?wù)劄r青路面常見的病害與裂縫出現(xiàn)的原因及其預(yù)防措施。 寧波同三線高速公路是交通規(guī)劃建設(shè)的沿海主骨架同三線中寧波境內(nèi)的 一段。路線按平原微丘區(qū)高速公路標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)，雙向 4 車道，原設(shè)計路面結(jié)構(gòu)： 4cm（AK13A）瀝青混凝土抗滑表層+5cm（AC20I）中粒式瀝青混凝土 +6cm（AC25I）粗粒式瀝青混凝土+41cm 二灰碎石基層+13cm 級配碎石底基層。 該工程于 2001 年建成通車，經(jīng)過幾年的通車營運，瀝青路面產(chǎn)生了多種路面 早期破壞現(xiàn)象，如橫向裂縫、縱向裂縫、網(wǎng)裂、松散麻面、坑槽、凹陷等。經(jīng) 全線調(diào)查，新產(chǎn)生的橫向裂縫仍在不斷增加；全線路面松散狀態(tài)普遍存在。由 于路面松散，坑洞、龜裂、網(wǎng)裂等現(xiàn)象較多。個別路段出現(xiàn)車道落槽，雨天積 水嚴(yán)重。在橋頭高 6m 以上的路堤部分有不太明顯的錯臺 - 2 - 1 1 裂裂 縫縫 裂縫病害有縱向裂縫，橫向裂縫和網(wǎng)裂三種形式，以下將分別介紹。 1.11.1 縱向裂縫縱向裂縫 縱向裂縫一般有兩種：一種主要發(fā)生在緊急停車帶或路肩部位,其形狀是沿 路肩邊緣向內(nèi)逐步擴(kuò)大,呈月牙形，這種裂縫容易使路基發(fā)生滑移，危險性很 大；另一種是發(fā)生在行車道部位,多為縱向條帶狀，裂縫兩端未延伸到路堤邊 緣。 1.1.11.1.1 縱向裂縫的成因縱向裂縫的成因 (1)地基原因。有些路段處于丘陵低洼、河谷處,地基土天然含水量較高,在 設(shè)計及施工時未做處理,在高填土后,由于地基承載能力的差別出現(xiàn)不均勻沉降,造 成路面縱向開裂。 (2)路基施工原因。如果土基施工時天氣干燥,局部路堤填料土塊粉碎不 足,路基壓實不均勻,暗埋式構(gòu)造處因構(gòu)造物長度限制,路基邊緣不能超寬碾 壓,致使路基邊緣壓實度不夠，或者混合料攤鋪時縱向施工搭接質(zhì)量不好,都 會造成縱向裂縫。 (3)中央分隔帶、路表、邊坡等滲水,使局部路基受水浸泡后承載力值降 低,在動靜荷載的作用下,路基滑動產(chǎn)生裂縫，另外填料若為弱膨脹土,如施 工中未做處理,滲水后含水量變化,也會導(dǎo)致裂縫產(chǎn)生,預(yù)防縱向裂縫產(chǎn)生的 主要措施是處理好地基,若路基分層填筑和壓實得好,使路基盡可能均勻,特 別在預(yù)先采取措施防止地表面水滲入地基的情況下,可以大幅度減少縱向裂 - 3 - 縫的數(shù)量,同時顯著延緩縱向裂縫出現(xiàn)的時間。 1.1.21.1.2 縱向裂縫的防治縱向裂縫的防治 (1)對于縫寬小于 3mm 的裂縫可不作處理，大于 3mm 小于 5mm 的縱向裂縫,可 將縫隙刷掃干凈,并用壓縮空氣吹凈塵土后,采用熱瀝青或乳化瀝青灌縫撒料法 封堵。 (2)如縱縫進(jìn)一步發(fā)展,出現(xiàn)啃邊、錯臺且裂縫寬大于 5mm,則需銑刨上面層 和中面層(銑刨寬度為裂縫兩側(cè)各 1m),并對裂縫按方法(1)先行填實,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。 (3)對于尚未穩(wěn)定的縱向裂縫,除按方法(1)處治外,還應(yīng)根據(jù)裂縫成因,采 取排水、邊坡加固等措施,以使裂縫穩(wěn)定不繼續(xù)發(fā)展。 1.21.2 橫向裂縫橫向裂縫 橫向裂縫是與路面中線近于垂直的裂縫,裂縫起初大多出現(xiàn)于路面兩側(cè)的 硬路肩,逐漸發(fā)展而貫通全路幅。貫通裂縫沿路面大致呈均勻分布。 1.2.11.2.1 橫向裂縫的成因橫向裂縫的成因 材料收縮引起橫向裂縫。一方面在基層成型過程中,因基層材料失水收縮 而形成規(guī)則的橫向裂縫，另一方面基層材料因溫度驟降而發(fā)生低溫收縮開裂。 這兩種收縮變形使面層底面承受拉力,當(dāng)拉力超過瀝青面層的抗拉強度時就使 - 4 - 瀝青面層底部拉裂,并隨著溫濕的循環(huán)變化及行車荷載的反復(fù)作用而導(dǎo)致瀝青 面層底面裂縫。 瀝青及混凝土的溫縮引起的裂縫。因瀝青是一種對溫度變化比較敏感的粘 彈性材料,溫度下降時,瀝青混合料逐漸變硬變脆,并發(fā)生收縮變形.當(dāng)收縮拉應(yīng) 力超過瀝青混凝土的抗拉強度時,瀝青路面表面就會被拉裂,并逐步向下發(fā)展, 形成上寬下窄的橫向裂縫，這種溫縮裂縫在北方溫差較大地區(qū)初冬一般寬度為 35mm,到嚴(yán)冬可加寬到 10mm,最寬達(dá)到 20mm,而到春季則又縮回。 差異沉降引起的橫向裂縫。在軟土地基與非軟土地基交界處、軟土地基處 理方法變化處或構(gòu)造物臺背與路段交接處,因地基或路基與構(gòu)造物差異沉降導(dǎo) 致基層開裂,并反射到瀝青面層,形成橫向裂縫。 因為溫度變化引起的瀝青面層本身收縮是造成橫向裂縫的重要原因，所以 瀝青含量越多裂縫越多，選用符合重交通道路石油瀝青技術(shù)要求的瀝青,控制 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。 1.2.21.2.2 橫向裂縫的防治橫向裂縫的防治 對于基層開裂引起的反射裂縫及瀝青混凝土溫縮等引起的橫向裂縫,如縫 寬較小可不予處理,如寬度在 3mm 以上,可將縫隙刷掃干凈,并用壓縮空氣吹凈 塵土后,采用熱瀝青或乳化瀝青灌縫撒料法封堵。如縫寬在 5mm 以上,可將縫口 雜物清除,或沿裂縫開槽后用壓縮空氣吹凈,采用砂料式或細(xì)粒式熱拌瀝青混合 料填充搗實,并用烙鐵封口。 (2)對于由土基沉降引起的橫向裂縫,如出現(xiàn)錯臺、啃邊、裂縫寬度大于 5mm 以上的,則需沿橫縫兩側(cè)各 50cm100cm 范圍開槽,挖除上面層,按照方法(1)先 將裂縫填實,然后沿橫縫加鋪玻璃格刪, 格柵網(wǎng)孔尺寸 25.4mm25.4mm,抗拉強 度要求不小于 50kN/m,最大負(fù)荷延伸率不大于 3%,對全線病害進(jìn)行處理后，仍 存在著縱橫坡面的不平整，路表面彎沉不能滿足原設(shè)計彎沉要求等，所以全線 加鋪最小厚度行車道為 5cm，硬路肩為 4cm 的 AC-16I 型混凝土罩面層，采用的 瀝青為國產(chǎn) SBS 改性瀝青，以改善路面表面的性能。 1.31.3 網(wǎng)網(wǎng) 裂裂 網(wǎng)裂是相互交錯的疲勞裂縫,形成一系列多邊形小塊組成的網(wǎng)狀開裂,它的 - 5 - 初始形態(tài)是沿輪跡帶出現(xiàn)單條或多條平行的縱縫,而后,在縱縫間出現(xiàn)橫向和斜 向連接縫,形成縫網(wǎng)。 1.3.11.3.1 網(wǎng)裂的成因網(wǎng)裂的成因 網(wǎng)裂主要是由于路面的整體強度不足而引起的。一個原因可能是路面結(jié) 構(gòu)設(shè)計不合理,路基路面壓實度不足,路面材料配合不當(dāng)或未拌和均勻等使瀝 青與石料粘結(jié)性差；另一個原因可能是由于路面出現(xiàn)橫向或縱向裂縫后未及 時封填,致使水分滲入下層,使基層表面被泡軟，在汽車荷載反復(fù)作用下，粉 漿通過面層裂縫及空隙被壓到表面產(chǎn)生唧漿,基層表面被逐步淘空,產(chǎn)生網(wǎng)裂。 另外，瀝青老化和汽車嚴(yán)重超載，使基層產(chǎn)生疲勞破壞也是導(dǎo)致瀝青面層形 成網(wǎng)裂的重要原因，為預(yù)防網(wǎng)裂必須加強貨車的載重管理，在路面出現(xiàn)裂縫 時要及時修補處理。 1.3.21.3.2 網(wǎng)裂的防治網(wǎng)裂的防治 對于輕微網(wǎng)裂可用玻璃纖維布罩面，對于大面積的網(wǎng)裂、常加鋪乳化瀝青 封層或在補強基層后,再重新罩面,修復(fù)路面。 2 2 坑坑 槽槽 路面上出現(xiàn)的坑槽,是龜裂、松散等其它損壞進(jìn)一步發(fā)展的結(jié)果。 2.12.1 坑槽的成因坑槽的成因 - 6 - 水損害在開始階段,雨水由瀝青路面大空隙或破損處滲入,停留在基層表面 上,在行車荷載反復(fù)作用下動水沖刷半剛性基層的細(xì)料并逐漸形成灰漿,使瀝青 面層與基層脫開,灰漿被行車荷載擠壓,通過面層裂縫或面層混合料中的空隙唧 到表面。在產(chǎn)生唧漿的位置,瀝青面層產(chǎn)生網(wǎng)裂,接著一些碎裂的小塊面層或基 層材料被車輪帶走,而逐步形成坑洞,并不斷的擴(kuò)大，最后形成坑槽。 2.22.2 坑槽的防治坑槽的防治 預(yù)防坑槽損害，首先要選用粘附性和抗老化性強的瀝青,恰當(dāng)采用集料, 合理設(shè)計混合料級配； 其次要嚴(yán)格控制混合料的出廠、攤鋪、碾壓及終了溫 度，確保壓實度達(dá)到規(guī)范要求，確保瀝青面層的厚度和平整度；再次要確保路 表排水暢通,以預(yù)防為主,對裂縫、小面積松散、沉陷等作用及時科學(xué)的維修, 避免其迅速發(fā)展為坑槽。 2.2.12.2.1 冷補法冷補法 首先測定坑槽的深度,劃出切槽修補的范圍,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)備好的熱料填補至坑槽中，如厚度大于 6cm 將 分層填筑,從四周向中間碾壓。 2.2.22.2.2 熱補法熱補法 首先根據(jù)坑槽修補范圍確定熱輻射加熱板區(qū)域，將加熱板調(diào)到合適位置, 加熱 3min5min,使被修補區(qū)域路面軟化。然后將準(zhǔn)備好的熱料放到被修補處, 攪拌攤平,并從四周向中間碾壓。 - 7 - 3 3 車轍和推移車轍和推移 車轍是在行車荷載重復(fù)作用下,路面產(chǎn)生永久性變形積累形成的帶狀凹槽。 車轍和推移降低了路面平整度，當(dāng)車轍達(dá)到一定深度時,由于轍槽內(nèi)積水,極易 發(fā)生汽車飄滑而導(dǎo)致交通事故。 3.13.1 車轍和推移成因車轍和推移成因 (1)行車荷載的影響。車輛按規(guī)定正常在行車道行駛,使得高速公路的交通 渠化現(xiàn)象非常突出,隨著車輛荷載作用次數(shù)增加,行車道車輛輪跡處進(jìn)一步壓實 并逐漸形成不同程度的車槽。 (2)基層施工質(zhì)量差。因基層的厚度不足或因基層材料、施工、養(yǎng)生不當(dāng)導(dǎo) 致基層整體強度不足,由于荷載作用超過路面各層的強度，使得路表變形過大 而形成轍槽和推移。 (3)瀝青面層高溫穩(wěn)定性差。由于瀝青混合料是一種彈塑性材料,如瀝青、 礦料的選材不當(dāng)或混合料組成不當(dāng)會導(dǎo)致瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性差、抗塑性 變形能力低,在高溫條件下,車輪碾壓反復(fù)作用,荷載應(yīng)力超過瀝青混合料的穩(wěn) 定極限,使流動變形不斷積累形成車轍和推移。 預(yù)防車轍和推移病害，首先，要選取合適的筑路材料。選用低針入度,高軟 化點,低含蠟量的高粘度瀝青和表面粗糙、嵌擠作用好,與瀝青粘結(jié)性能強的集 料,可在一定程度上緩解車轍的形成。其次，在施工中要加強控制壓實度,是避 免壓實度不足引起車轍的有效途徑。再次，在高溫季節(jié),應(yīng)嚴(yán)格控制大型超載 車通行。 3.23.2 車轍和推移的處治車轍和推移的處治 (1）對于連續(xù)長度不超過 30、轍槽深度小于 8、行車有小擺動感覺 的,可通過對路面烘烤、耙松、添加適當(dāng)新料后壓實即可。 (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)行補強處理后,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。 - 8 - 4 4 泛泛 油油 瀝青混合料中的瀝青在天氣炎熱時向上遷移到路面表面,而在冷天時又不 存在逆過程,因而瀝青積聚在路面表面,形成一層有光澤的瀝青膜的現(xiàn)象為泛油。 4.14.1 泛油的成因泛油的成因 （1)混合料組成設(shè)計不當(dāng)?；旌狭现袨r青用量過多或空隙率過小,在車輛 荷載反復(fù)作用下,多余瀝青由下部泛到路表形成泛油。 （2）混合料拌和控制不嚴(yán)。細(xì)料含量過少,混合料比表面積較小,則瀝青用 量相對較多,也易出現(xiàn)泛油。 （3）粘層油用量不當(dāng)。噴灑過多或灑布不均勻也會局部出現(xiàn)泛油。 （4）施工質(zhì)量差。攤鋪時混合料產(chǎn)生離析,局部細(xì)料過分集中,也易泛油。 （5）水破壞。雨水滲入使下層瀝青與石料剝離,在水作用下瀝青膜剝落,上 泛引起表層泛油。 預(yù)防泛油，必須合理設(shè)計混合料組成比例，避免瀝青用量過多；精細(xì)施工， 嚴(yán)格控制施工質(zhì)量；投入使用后注意養(yǎng)護(hù)，防止雨水大量滲入。 4.24.2 泛油的防治泛油的防治 （1)對于路表輕微泛油,表面石子仍外露的路段可不作處理。 (2)對于局部施工質(zhì)量差引起水損壞且出現(xiàn)坑槽破壞的,宜按坑槽修補方法 處治。 - 9 - (3)對于大段泛油嚴(yán)重,磨擦系數(shù)降低較多,影響行車安全的可采用碎石壓 入法處治或銑刨原路面重新攤鋪面層。 5.5.綜合防治措施綜合防治措施 針對以上分析的瀝青路面病害的原因，主要從施工材料、設(shè)計、施工、 養(yǎng)護(hù)和交通管理等 5 個方面采取相應(yīng)的預(yù)防措施。 5.15.1 材料方面材料方面 合理確定瀝青路面結(jié)構(gòu)，瀝青面層的裂縫主要由瀝青面層本身的低溫收 縮引起的。選用低溫勁度小、延度大、溫度敏感性差、含蠟量低的優(yōu)質(zhì)瀝青， 精選礦料，準(zhǔn)確級配瀝青面層的礦料和合理配置瀝青混合料配合比。配制出 性能優(yōu)良的瀝青混合料，控制瀝青用量，保證瀝青混合料性能優(yōu)良，均可有 效減少裂縫。 5.25.2 設(shè)計方面設(shè)計方面 精心設(shè)計，對地形復(fù)雜地段做好地質(zhì)調(diào)查工作。要特別注意加固地基， 防止因地基軟弱而出現(xiàn)不均勻沉降，使用合格填料填筑路基，或?qū)μ盍线M(jìn)行 處理后再填筑路基，確保路基有足夠的強度和穩(wěn)定性，以保證路面具有穩(wěn)定 的基礎(chǔ)：選用抗沖刷性能好、干縮系數(shù)和溫縮系數(shù)小及抗拉強度高的半剛性 材料做基層：選用優(yōu)質(zhì)瀝青做瀝青面層；在穩(wěn)定度滿足要求的前提下，應(yīng)該 選用針入度較大的瀝青做瀝青面層。 5.35.3 施工方面施工方面 精心施工，選擇先進(jìn)施工工藝和機械設(shè)備，制定完善的施工方案，確保 壓實度達(dá)到規(guī)范要求，嚴(yán)格按設(shè)計要求進(jìn)行軟基處理，提高軟基處理的施工 質(zhì)量，嚴(yán)格控制半剛性基層施工碾壓時的含水量，混合料的含水量不能超過 壓實需要的最佳含水量或控制在施工規(guī)范容許的范圍內(nèi)；半剛性基層碾壓完 成后。要及時養(yǎng)生，防止其產(chǎn)生裂縫反射到表面層，保護(hù)混合料的含水量不 受損失；養(yǎng)生結(jié)束后，應(yīng)立即噴灑透層油，并盡快鋪筑瀝青面層。 5.45.4 養(yǎng)護(hù)方面養(yǎng)護(hù)方面 嚴(yán)格養(yǎng)護(hù)管理，加強路面保潔，確保排水性能良好。及時對裂縫的進(jìn)行 科學(xué)的處理，避免病害的進(jìn)一步擴(kuò)展。 - 10 - 5.55.5 加強交通管理加強交通管理 加強交通管理，限制大型超載車通行；在夏季連續(xù)高溫時段，運營管理 單位可將重車安排在夜間、凌晨路表氣溫較低時段通過：禁止帶釘輪胎對路 面的過度磨損或者更加嚴(yán)厲地限制使用。 6 6 結(jié)結(jié) 語語 高速公路路面一旦出現(xiàn)病害，維修起來不但費時費力，而且影響公路的 正常使用，所以對于高速公路路面的各種病害應(yīng)以預(yù)防為主。為有效預(yù)防病 害發(fā)生，必須深入研究各種病害的形成機理、預(yù)防措施和處治方法，從而為 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提供理論支持。