沥青路面早期病害的成因分析与防治措施.doc

沥青路面早期病害的成因分析与防治措施 摘要：根据沥青路面早期病害的特点，从沥青路面设计、路用材料、路基路面施工及养护等方面对沥青路面早期病害的成因进行分析，提出沥青路面早期病害的预防和处治措施，为沥青路面病害处治和后期道路建设提供依据。 关键词：沥青路面；病害分析；防治措施 一、前言 沥青路面是用沥青材料作结合料粘结矿料修筑路面面与各类基层和垫层所组成的路面结构。沥青路面具有良好学性、耐久性、抗滑性和稳定性，适用于各种车辆通行，一次性投资小，相对造价低、行车舒适、修复方便，能够利用石化企业副产品等优点。随着国民经济和道路建设的快速展，中国90％的公路路面均采用沥青路面。但由于种种原因，沥青路面早期破坏的现象时有发生，主要表现为路面泛油浪、拥包、裂缝、坑槽、局部沉陷、松散、车辙等，产生要因素涉及沥青路面材料、路面设计、路基稳定性、视械施工工艺及养护等方面，影响交通运输和行车安全，影响沥青路面的使用功能。通过对沥青路面早期病害的成因进行分析，提出预防和处治措施，以解决沥青路面早期通病。 二、沥青路面早期病害因素的分析 1．沥青路面早期病害的表现形式 (1)裂缝类：如龟裂、网裂、纵横肉裂缝。 (2)变形类：如车辙、沉陷、拥包、波浪、搓板等。 (3)松散类：如松散、剥落、脱皮、坑槽、啃边等。 (4)其它病害：如富油、泛油、磨光等。 (5)特殊类：如冻胀、翻浆等。 2．路面设计不规范 (1)结构设计不合理 沥青路面结构选用不当、混合料类型不合理。根据沥青面设计规范，沥青面层除应满足车辆的使用要求外，还应足f村水不渗等要求，宜选用粒径和空隙较小的级配混合料，量采用小粒径沥青混凝土，以提高沥青路面面层的防渗性。于选甩中粗料混凝土或开级配或半开级配沥青碎石的沥青面，必须在沥青面层下设下封层、防止雨水渗入。这些因在设计时易被忽视，造成沥青路面破坏隐患o (2)旧路补强段的路面厚度考虑不足 一些设计单位没有认真细致的调查路况，大致给出一个强厚度及路段桩号就草草了事，结果导致许多补强路段补后弯沉值大于设计值，造成新路强度不足，早期破坏严重。 (3)路面厚度设计问题 路面厚度设计的依据是设计年限内的累计当量轴次(即路面设计弯沉值)。笔者经过多次上路观察认为，在非标准车向标准车轴载换算过程中，实际上不管是按标准车的轴载还是非标准车的轴载，尤其是非标准车的轴载，车辆的实际轴载远大于设计轴载(货运车辆大多数为超载运输)，由此得出设计路面实际承受的当量轴次远远大于其设计年限内累计当量轴次，即现阶段新建路面早期破坏情况较多功能的症结之一所在～公路在短期内(1-2年)已达到设计年限内的累计当量轴次。 3．沥青路面材料 (1)沥青 沥青质量的优劣与沥青路面的好坏有密切的关系，直接影响到沥青路面的使用性能。从大量路面结构损坏原因的调查分祈来看。路用沥青品质不良是其主要原因之一。由于国内石油品质及沥青炼制工艺流程的特点，致便路用沥青大多数含蜡高，延度小，温度敏感性强，使得许多沥青路面面层结构在远远小于使用寿命的年限内出现损坏。 (2)矿料 矿料质量的好坏直接影响到沥青混合料的强度，是沥青路面早期破坏的主要影响因素。碎石的压碎值、磨耗值不符合要求将造成沥青混合料的稳定度偏低，引起沥青路面的早期剥落。沥青混合料一般使用碱性矿料，若使用酸性矿料，通常添加一定数量的抗剥落剂。另外，矿料的筛分问题也影响沥青混合料的强度。 4．沥青路面施工 路基路面施工过程是其质量形成的关键环节。直接影响面层质量的施工主要是路基施工、路面基层和面层施工。 (1)路基施工 1)路基压实度不够，主要是由于含水量过大或过小，碾压遍数不均匀造成路基不稳定。 2)路基排水不畅或地下水位高，有的软土地基没有进行有效处理，造成翻浆。 3)边坡不稳定，雨水冲刷后坍塌，造成路面破坏。 4)路基填挖接茬处没有认真处理和压实，导致不均匀沉陷。 5)路堤填料不当，如填筑冻土块、过湿土、风化页岩等，又未做特殊处理，致使路基松软，破坏路面。 (2)路面基层施工 1)基层、底基层、路面表面清除不干净。 2)基层松铺系数(或标高)控制不严而导致二次补加层。 3)部分基层压实度不足。 (3)面层施工 1)对原材料检验不严，对沥青混合料的配合比控制不够，特别是矿粉和沥青用量不准，使沥青路面早期出现推拥、油包、露骨、坑槽等。 2)施工机械设备陈旧、不配套，使混合料的配合比计拌合均匀性、压实度、平整度等受到很大影响。 3)沥青混合料加热温度过高，这种现象一般是矿料加温度过高，当沥青和矿料拌和时，沥青被矿料的高温灼焦，沥青老化，使路面强度不足，产生松散、坑槽等病害。 4)碾压温度过高。 5)沥青混合料摊铺较厚。 6)碾压时为防止粘轮而洒用柴油，使沥青粘结力降低，出现松散等病害。 (4)施工季节不合理 1)雨季施工，又未采取有效的保证质量的措施。 2)低温季节施工。 5．养护管理 (1)养护不及时 沥青路面在行车作用下出现小面积松散、个别坑槽后，来及时进行养护，特别是采用层铺法施工的贯入式路面和表面处治，初期及时养护更为重要。 (2)养护方法不当 有些养护人员，在沥青混凝土路面上采取人工喷油(或洒布机喷油)、人工洒料方法进行养护，结果破坏了原路的平整度，甚至由于喷油不够，用油量控制不当，造成泛油、推拥、松散等病害。 5．其它原因 (1)建设程序不规范，前期工作滞后，路面设计方案研究、试验不够。 (2)未实行招投标；一些无路面施工经验、无路面设备和技术力量的施工队伍承担路面施工；监理有职无权、无法严格监理。 (3)施工技术管理、质量管理不严。出现质量问题，不认真总结，而是推诿扯皮，缺乏严肃处理。 三、沥青路面早期病害的预防措施 1．沥青路面结构的合理设计 (1)根据路面弯沉设计标准，合理确定路面设计厚度。 (2)适应行车荷载作用的要求 作用在路面上的行车荷载，通常包括垂直力和水平力，在进行路面结构组合时，各结构层应按强度和刚度自上而下递减的规律安排，以使各结构层材料的效能得到充分发挥。适宜的结构层厚度应结合材料供应、施工工艺确定，从强度要求和造价考虑，宜自上而下由薄到厚设计。 (3)在各种自然因素作用下稳定性好 在潮湿和某些中湿路面上修筑沥青路面时，由于沥青层不透气，使路基和基层中水分蒸发的通路被隔断，因而向基层积聚，容易导致路面开裂破坏。所以沥青路面的基层一般应选择水稳性好的材料，在潮湿路段尤应如此。在季节性冰冻地区，路面结构中应设置防止冻胀和翻浆的垫层；在冰冻地区和气候干燥地区，无机结合料稳定土或粒料的基层常常产生收缩裂缝，应在其间加设一层粒料或优质沥青材料层，或者适当加厚面层。 (4)考虑沥青路面结构层的特点 在进行路面设计时，要按照面层耐久、基层坚实、土基稳定的要求，贯彻因地制宜、合理选材、方便施工、利于养 护的原则以及上述结构组合原则，结合当地经验拟定几种路面结构方案，进行分析比较，并优先选用便于机械化施工和质量管理的方案，做到技术先进，经济合理。 2．合理选用沥青材料 (1)沥青标号的选用 1)沥青路面所用的沥青材料有石油沥青、煤沥青、液油沥青和沥青乳液等。煤沥青不宜作沥青面层用，—般仅作为透层沥青使用。选用乳化沥青时，对于酸性石料、潮湿的石料，以及低温季节施工宜选用阳离子乳化沥青，对于碱性石料或与的水泥、石灰、粉煤灰共同使用时，宜选用阴离子乳化沥青。 2)由于国产沥青路用性能差、含蜡量高，在较高等级 路使用时要掺入丁苯橡胶等高分了聚合物进行改性，提高沥青的粘度和稳定性。为防止沥青老化，可加入树脂改性。 3)为了减少沥青混合料的低温开裂，在同等条件下，优先选取延度大、稠度低的环烷基原油沥青，最好不要用石蜡基原油沥青o (2)粗集料的选用 沥青路面所用的粗集料有碎石、筛选砾石、破碎砾石、矿渣等。沥青路面所用的碎石应具有足够的强度和耐磨眭能，据路面的类型和使用条件选定石料的等级。碎石应匀质、洁坚硬、无风化现象，路面抗滑表层粗集料应选用坚硬、耐磨、抗冲击性好的碎石，不得使用筛选砾石、矿渣及软质集料。 (3)沥青面层的细集料应采用天然砂、机制砂和石屑，还要洁净、干燥、无风化、无杂质，含有适当颗粒组成。 (4)沥青混合料的填料宜采用石灰岩或岩浆岩中的强基性岩石等憎水性石料经磨细得到的矿粉，原石料中的泥土杂质应除净。矿粉要求干燥、洁净，当采用水泥、石灰、粉煤灰作填料时，其用量不宜超过矿料总量的2％。 3．合理选用沥青混合料类型 (1)根据理论和实践，北方等冰冻地厦罐．廉交通量、修建费用、使用年限等情况下，特别要选取具有良好抗冻裂陛的混台咽i类型，保 (2)作为上封层的沥青混合料应采用密实性沥青混凝土，以提高路面的防渗水能力，同时要解决防滑问题。 (3)设计中路面层整体结构应按强度和刚度自上而下递减的规律安排，以提高路面层的整体强度和抗变形能力。 (4)为了保证沥青面层的水稳性，基层最好选择水稳性材料。 (5)沥青混凝土路面以下为半刚性基层时，为了减少反射裂缝，最好在半刚性基层之上增加柔性基层作为过度层。 (6)在阴湿地区沥青面层不宜采用透水性很强的“贯入式”路面类型。宜采用封水性好、空隙率小的密实型沥青混凝土路面类型。 4．精心组织施工，确保工程质量 沥青路面施工应根据全面质量管理的要求，建立健全有效的质量保证体系，实行严格的目标管理、工序管理与岗位责任制度，对施工各个阶段的质量进行检查、控制、评定，以保证达到规定的质量标准。 四、沥青路面早期病害的处治措施 1．裂缝类病害的处治 (1)灌油修补法 就是将纵横裂缝处清扫干净，用液化气或喷灯将裂缝壁加热至粘性状态，然后用油壶或专门“灌缝”设备直接向裂灌入加热的沥青，最后在裂缝口撒布热砂或石屑进行养护。 (2)乳化沥青稀浆封层法 当气温在零上5℃时，可以将级配骨料(50％石屑、30％砂、20％细砂)与乳化沥青混合成稀浆，用专门设备进行封层。稀浆油石比最好控制在8％一1 20／o；之间。此法适应大面积裂缝处治。 (3)沥青混合料罩面法 根据交通量大小，选取细粒式或中粒式沥青混合拌和料，行封层。厚度一般控制在1．S-4．0cm之间。 (4)用土工织物做加强层 在乳化沥青稀浆封层和罩面法中引入土工布或土工格栅为应力吸收层，对抑制裂缝发展起到了良好的效果。具体法是在封层前，首先在原路面喷洒改性热沥青摊铺土工织后，再进行封层。 2．变形类病害的处治 (1)车辙的处治 用平地机或其它“剖削”设备将面层中油石比偏高、细过多的经行车挤压到轮迹外侧的隆起部分刮除，然后用小型压路机碾平，最后用沥青石屑或沥青砂填补空隙即可。对表面磨损过度而出现的车辙，可增补磨耗层找平。磨耗层可用乳化沥青稀浆封层或用细、中粒式沥青混凝土。 (2)拥包、波浪、搓板、沉陷的处治 对于路面产生的拥包、搓板、波浪可以用铣刨设备或人工刨削蜂顶，挖出高于原路面的峰顶，用拌和法和层铺法填补低凹处。对于沥青含量较大的拥包要彻底挖除，重新铺筑沥青面层。沉陷病害要根据成因区别处治。由于土基浸水造成的沉陷，要先进行水害防治，然后重新修补基层和沥青面层。对于施工时因压实度不足造成的不均匀沉陷，可采用化学性浆法或重新回填、压实土基，重新铺筑基层和沥青面层 3．松散类病害的处治 (1)松散、脱皮、剥落等病害处治 1)采用乳化沥青稀浆封层进行处理。一般采用中、粗粒式稀浆进行封层。还可推荐用改性乳化沥青稀浆封层。 2)用细粒式、中粒式沥青混凝土进行封层处理。保证与原路面的粘结，应先洒布快凝型液体沥青作为粘层油然后再加铺沥青混凝土混合料碾压密实。 3)在等级低的公路上，可用沥青洒布罩面的方法进行处治。 罩面厚度控制在1．5—2．5cm，用油量控齐—般适于夏季施工，洒布完后要注意撒布矿料及时养护。 4)对于因温度过高导致沥青老化而产生的松散等病害，应铲除旧路面重作面层。 5)由于基层软化产生的松散可按基层翻浆处理。 (2)坑槽、啃边的处治