淺論公路工程瀝青混凝土路面常見病害和治理方式
2016-02-29
引言：
瀝青混凝土路面的光滑的表面，固體，無縫，縮短施工時間，設計器易于維護和良好的阻尼性能優(yōu)勢使光滑，舒適和低噪聲。由于增加的交通流量的增長和重型車輛，在溫度和濕度的變化改變行動、 設計、 施工和材料的使用和維護管理的影響瀝青路面的各種行動。對在我們省，瀝青混凝土路面的損傷分析常見的疾病和治療措施的原因
一、瀝青路面破壞的類型
1、瀝青混凝土路面破壞類型分為裂縫類、變形類、松散類及其他類4種：
1）裂縫：是指路面因各種原因而出現的不規(guī)則的縫。表現有橫縫、縱縫，龜裂、網裂等。裂縫的成因一般有以下三種：①基層強度過高或路基沉降不均勻造成基層破裂，再由基層反射到路面；②路表面收縮造成；③路基拼接縫沉降不均造成。網裂的成因主要有以下兩種：①基層強度偏低；②路基或路面局部壓實度不足。
2）坑槽；瀝青路面的坑槽是一種最常見的主要的病害，是指因路面局部承載力不足致使路面局部出現的一種顆粒松散的粉碎性破壞，造成路面出現凹坑。坑槽的成因主要有以下三種：①營運中的車輛滴漏油污造成；②裂縫未及時灌膠封閉或灌膠脫落，遇水并經車輪碾壓，不斷擴展惡化形成；③由于路面松散、龜裂損壞在行車作用下擴展形成。
3）車轍與擁包：是指車道表面因車輛行駛推移而產生順著交通車輛輪跡的縱向凹陷或局部隆起，隆起帶內混合料粘結性差，呈松散狀。車轍與擁包的成因主要有以下四種：①超載車輛較多，且軌道式行駛；②路面中下層或基層強度偏低；③使用的瀝青軟化點偏低；④混合料中的用油量偏高或級配不合理。
4）松散：是指路面集料與結合料粘性降低或消失，路面在行車作用下集料從表面脫落的現象。松散的成因主要有以下四種：①路面瀝青稠度偏低、含量偏少，或油溫過高，致使與礦料的粘附力不足；②集料過濕或集料含泥量偏大，致使瀝青對其粘附性差；③抗剝落劑老化；④瀝青混合料攤鋪溫度偏低或碾壓不及時，表面未壓實。
二、路面病害的成因分析
一般來說，可以從道路施工期和道路營運期兩個方面分析里面病害的成因。
1、道路施工期的原因
1）設計中存在的問題目前，《公路瀝青路面設計規(guī)范》（JTG D50-2006）中里面設計仍然采用彎沉值控制，以設計年限內標準軸載累計數和折合成標準軸載累計數作為控制指標。在路面設計中，對交通車輛流量調查資料中沒有考慮到超載的因素，使得設計實際上得不到準確的載軸，出現設計年限內累計標準載軸與實際嚴重不符的情況，造成路面整體剛度不足，導致路面提前破壞。此外，在道路結構層的厚度設計、材料的使用上過于強調“經濟使用”的原則，而對交通量的變化、使用年限并沒有進行有針對性的重點研究。
2）瀝青于材料等原材料的質量問題，高速公路采用的瀝青標號未按照氣候條件、交通條件、路面類型及在結構層中的層位和受力特點、施工方法等，結合當地的使用經驗綜合確定，使得瀝青混合料的請的、高溫穩(wěn)定性、疲勞耐久性等性能明顯下降。集料對路面質量和使用壽命具有決定性作用。集料分檔，材料級配對提高瀝青混合料高溫抗變形能力作用明顯。集料加工不規(guī)范，加工設備落后，多個料場供料，造成材料差異性較大。采用的粗集料中針片狀含量大，級配合材料均勻性差，并且集料方解石含量、粉塵含量均超編的集料很難生產出質量穩(wěn)定的瀝青混合料。此外，填料用量過高以及在拌合過程中不能均勻分散也影響著瀝青混凝土的質量。
3）氣候的影響
?。?）低溫裂縫
當氣溫較低時，瀝青材料發(fā)硬并收縮，面層中產生的收縮拉預應力一旦超過瀝青路面的抗拉輕度，瀝青面層就會開裂，造成路面表面出現收縮裂縫。
路面基層為水穩(wěn)半鋼性，因溫度變化產生收縮裂縫，反射至瀝青面層也會造成裂縫。
（2）溫度疲勞裂縫
這種裂縫主要發(fā)生在日溫差大的地區(qū)。友誼溫度反復升降導致瀝青面層溫度應力的疲勞使瀝青路面的極限伸應變變小，加上瀝青的老化使瀝青勁度增高，應力松弛性能降低，最終達到極限抗拉強度引起路面產生裂縫。
?。?）高溫軟化
瀝青路面具有高溫軟化特性，盡管設計 及施工中都會盡可能降低油石比，最大限度地利用集料級配提高高溫穩(wěn)定性，但在車輛重復荷載作用下仍將產生較大的剪切變形，出現車轍。泛油一般出現在高溫天氣，路面溫度升高超過瀝青軟化點。
4）施工原因
?。?）瀝青混凝土配合比設計存在的問題
瀝青混凝土配合比設計按規(guī)范要求應經過三個階段，即目標配合比設計階段、生產配合比設計階段及驗證階段，各階段對要達到的目標都有明確的要求。在施工時，有的施工單位將配合比設計壓縮為兩個階段，有的甚至不進行試拌試鋪僅憑經驗進行規(guī)模施工，因此理論與實踐存在較大的偏差，從而導致瀝青混凝土在質量存在先天不足。
?。?）瀝青混凝土拌合溫度的控制；由于設備和人員素質等原因，瀝青混合材料和溫度時高時低很不穩(wěn)定。溫度過高可能使瀝青老化、失去粘性，導致瀝青混凝土松散；溫度過低導致瀝青混合材料拌合不勻。在瀝青混合材料拌制完成后，從拌合場向攤鋪現場運輸過程中，由于保溫措施不利，加之車輛行駛形成的相對風速較高，會使混合料溫度在到達現場前有較大的下降，溫度過低導致瀝青路面出現局部松散病害。
（3）瀝青混凝土攤鋪；攤鋪幅面過寬，瀝青混合材料由于中間通過絞輪輸送到兩側時，由于距離長，造成粗細集料離析，從而改變了瀝青混凝土生產配合比。此外混合料從運輸車向攤鋪機喂料斗卸料到刮料板輸料過程中，特別是兩側車廂接觸面的表面層料，在每車料中最后刮料板送到螺旋布料器，即每一車料降溫幅度最大的表層“冷”料層集中攤鋪，表面料降溫幅度較大、在正常碾壓過程中壓實度難以達到要求，從而導致路面發(fā)生松散、坑槽和滲水破壞。
?。?）層間粘結不良的影響
粘層油（透層）質量不符合要求、用量不足或灑布不均勻，導致路面層間粘結不良，出現面層剝落現象。
?。?）平行交叉作業(yè)隊路面質量的影響，高速公路路面施工難免與綠化交通工程設施、機電等施工作業(yè)產生平行交叉。由此，對路面質量產生不利影響，如在路基碾壓成型以后，管線施工又挖溝下管，回填時壓實質量達不到要求，因此，造成局部均勻沉降。又如瀝青混凝土攤鋪下面層、中面層時，綠化、交通安全設施和機電工程施工中的灰土等污染物導致路面污染嚴重，從而使路面層與層之間的粘結受到影響，特別是當瀝青面層較薄時，在車輛高速行駛荷載作用下，瀝青路面易產生坑槽、擁包、裂縫等病害。
2、營運期的原因
1)路面自身病害的發(fā)展
?。?）源于水泥穩(wěn)定碎石基層的收縮裂縫。水泥穩(wěn)定碎石是一種半剛性材料，在強度形成過程中，會產生干縮裂縫。半剛性基層的收縮裂縫會不可避免地反射到面層表面。
（2）行車荷載和雨水作用加速裂縫的發(fā)展。水泥穩(wěn)定碎石基層在施工及運營中由于種種原因會產生細微裂縫，根據斷裂力學理論，半剛性基層內儲存的能量由行車荷載提供，并通過裂紋失穩(wěn)擴展消耗能量，這個過程不斷反復進行，是裂紋擴展，直到形成小裂縫，最后發(fā)育成貫穿裂縫。這是行車道裂縫多于超車道的原因。由于瀝青上面層存在空隙，雨水滲入路面結構層間后，水分不斷匯集到裂縫處并沿裂縫下滲，由于基層強度大，結構致密，水很難排出，在行車荷載作用下裂縫處出現唧漿現象，水泥穩(wěn)定碎石松散、導致路面排水是第一要務，排水不暢勢必留下路面破壞的隱患。
?。?）超載是公路路面的“殺手”。由于受經濟利益的驅動，大型貨車超載現象嚴重，更加重了路面病害的擴展，促使路面開裂、推擁，甚至局部出現沉陷。
2）公路管養(yǎng)維護中存在的問題
（1）公路營運單位不重視路面早期破損的治理
有效的早期養(yǎng)護不但能很好的改善瀝青路面的質量情況，而且能大大地延長瀝青路面使用壽命。應提倡以路面為中心的全面的預防性養(yǎng)護，避免路面早期破壞。
?。?）病害處治施工中存在的工藝和質量問題
處理小范圍病害時，如果路面瀝青混合料離析現象嚴重，容易造成局部滲水，使路面出現新的病害。施工中壓實不足也是病害產生的重要原因，由于片面追求路面平整度，未在溫度極高的時候及時壓實，造成路面表層看起來很平整，通車不久平整就迅速下降。
三、瀝青混凝土路面病害處置的方法
瀝青混凝土路面病害處治分罩面與非罩面路段，其處治方法基本一致，但也有一些區(qū)別，其主要區(qū)別在于：①病害稍輕的裂縫、車轍在非面罩路段一般不進行處治；②銑刨后的坑槽回填材料有明顯的不同，罩面段上面層一般回填中粒式AC-16改性瀝青混合料，中下面層一般回填粗粒式AC-20、AC-25、或ATB-25普通瀝青混合料，而非罩面段上面層一般回填細粒式AC-13、SMA-13或SMA-10（用于軌道式2.5cm厚的薄層）改性瀝青混合料，中下面層回填材料與罩面段回填料一致。
1. 各種類型病害的處治方法
1）縱橫向裂縫的處治
(1)對于單條輕微裂縫（≤5mm,沒有或僅有少量支縫），一般不進行銑刨處治，若以擬罩面路段，則在罩面前直接粘貼高分子抗裂貼（寬度一般為32cm和48cm）或聚酯玻纖布進行處治（寬度一般為191cm）；若為非罩面路段一般采用開槽灌縫封閉。
(2)對于單條嚴重裂縫（寬度＞5mm且邊緣存在支縫或脫落），一般用銑刨機銑刨原中、上面層厚度，若裂縫仍明顯則加深銑刨，寬度一般為2m，并在槽底灑布粘層或透層油后，在粘貼高分子抗裂貼、或聚酯玻纖布、或土工布（用于基層頂面），然后分層回填瀝青混合料。
?。?）對于密集型橫向裂縫（間距≤10m），一般采用連片銑刨，銑刨厚度視裂縫及其他綜合性病害嚴重程度及下承層情況而定，一般在橫向裂縫處加深銑刨，在對裂縫位置粘貼高分子抗裂貼、或聚酯玻纖布、或土工布（用于基層頂面），然后分層回填瀝青混合料?；蛘置媛范我部刹捎谜访驿佋O一層聚酯玻纖布（主、超車道均鋪）后直接進行罩面，但嚴重裂縫必須先銑刨處治再鋪聚酯玻纖布。
2）網裂、龜裂與坑槽的處治對于局部龜裂、網裂與坑槽病害，一般按照“圓洞方補、斜洞正補、小洞大補、淺洞深補”的原則進行小范圍的銑刨處理。對于大面積龜裂、網裂（整車道或大面積網裂且網裂范圍內存在龜裂）病害，一般宜連片銑刨，銑刨厚度視其他綜合性病害嚴重程度及下承層情況而定，再粘貼高分子抗裂貼、或聚酯玻纖布、或土工布（用于基層頂面），然后分層回填瀝青混合料。
3）車轍病害的處治
?。?）對于車轍深度≤1.5cm的結構型車轍，一般不作處理。
?。?）對于車轍深度在1.5-2cm之間的結構型車轍病害，罩面前可對車轍凸起部分進行調平銑刨處理，然后進行罩面?；蜍壍朗姐娕俣囖H部位，寬度為1.3m，深度分2.5m和4-6cm兩種，回填料分別采用AC-13或AC-10和AC-16；非罩面路段一般不處理。
?。?）對于失穩(wěn)型車轍（深度＞2cm，或原中、下層面呈松散狀），一般采用整車道或軌道式銑刨回填的方法處理，銑刨深度根據取芯情況確定，一般銑刨不少于2層（原中、下面層）；銑刨寬度視車轍走向而定，一般整車道為3.5-3.9m，軌道式1.3m×2輪跡帶。
4）翻漿的處治
一般采用開挖后設置盲溝和開挖后封堵的方法處治以及注漿加固工藝。
?。?）設置盲溝的處治方法適用于主車道翻漿，其施工方法為：先根據翻漿范圍劃定主坑槽的銑刨范圍，再沿翻漿點中心向四周擴散開挖至基層頂面以下約15-20cm，視基層松散情況確定開挖深度至基層堅固密實為止，在基層頂面設置寬度大于15cm寬的縱、橫向臺階，面層結構間不設臺階。沿主坑槽的外緣一側，開挖寬度不小于30cm的橫向盲溝，深度較主坑槽底面低4-5cm，其底部橫坡不小于3%。盲溝及主坑槽開挖結束后采用掃帚清掃和空壓機吹凈槽（溝）底、側壁的松散物，接著回填粒徑為4-6cm的單粒徑碎石5-8cm厚，在盲溝部位放置一根或兩根四面打孔或開槽的PVC或PPR管（管徑5cm，長度外至邊坡內至主坑槽5cm；若放置兩根，兩管應并排放置在盲溝反濾層上并扎緊），再繼續(xù)回填碎石至基層頂面以下10cm上下。然后回填粗粒式瀝混合料并壓實，再在其頂面鋪設一層T010/140型瀝青浸漬無紡土工布，最后，分層回填瀝青混合料，并采用小型壓實設備壓實，再對接縫進行封邊。若主坑槽位于大面積病害銑刨路段，則可同步施工，回填壓實采用大噸位壓路機碾壓。
?。?）開挖后封堵的方法適用于超車道翻漿，其施工方法為：先根據翻漿范圍劃定銑刨范圍，再沿翻漿點中心向四周擴散開挖基層頂面，視基層松散情況確定開挖深度至基層堅固密實為止，在基層頂面設置寬度大于15cm寬的縱、橫向臺階，面層結構間不設臺階。其次用空壓機吹凈坑槽的松散物和塵埃槽（如遇槽底積水或潮濕，可撒干水泥止水），再向坑槽噴灑改性透層油（0.7-1.1L/�），接著鋪設T010/140型瀝青浸漬無紡土工布。然后分層回填瀝青混合料，并壓實。最后對接縫進行封邊。
結束語：泛型的瀝青混凝土路面，波油，以及松散和其他疾病不僅嚴重危及道路質量的也影響到道路的正常使用，增加道路建設和維護的成本。瀝青是不合標準、 非標準施工，養(yǎng)護不是到位了路面，公路建設中嚴格按照氣候和環(huán)境的設計規(guī)格的公路等級要求到控件中，選擇一個質量瀝青，標準化的建設、 提高路面的使用壽命和提高投資效率的主要原因。
