路桥毕业论文--沥青路面常见病害及防治措施.doc

目 录 0 前言前言 .1 1 裂缝裂缝 .2 1.1 纵向裂缝.2 1.1.1 纵向裂缝的成因2 1.1.2 纵向裂缝的防治. .2 1.2 横向裂缝.3 1.2.1 横向裂缝的成因3 1.2.2 横向裂缝的防治4 1.3 网裂.4 1.3.1 网裂的成因 .4 1.3.2 网裂的防治 .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 冷补法.6 2.2.2 热补法.6 3 车辙和推移车辙和推移 .6 3.1 车辙和推移的成因.6 3.2 车辙和推移的防治.7 4 泛油泛油 .7 4.1 泛油的成因.7 4.2 泛油的防治.8 5 综合防治措施综合防治措施 .8 5.1 材料方面.8 5.2 设计方面.8 5.3 施工方面.8 5.4 养护方面.9 5.5 加强交通管制.9 6 结束语结束语 .9 8 参考文献参考文献 .10 - 1 - 沥青路面常见病害及防治措施沥青路面常见病害及防治措施 【摘 要】文章介绍了高速公路沥青路面的常见病害,简要的分析了病害产生的原因,并结 和工程实践总结了相应的预防措施和治理方法。 【关键词】高速公路；沥青路面；病害；对策 近年来，为适应社会经济发展的需要，高 速公路在我国发展迅速。沥青路面因为具有养护时间短、行车舒适、适应性强、养护维修 方便等优点而被广泛采用。但是高速公路沥青路面因为种种原因容易产生各种病害，如不 及时处理将会影响道路的使用性能。最常见的病害主要为裂缝、车辙和推移、坑槽和泛油 四大类，本文将分别介绍这四类病害的成因并总结相应的预防和治理方法。 0 前言 沥青路面具有表面平整，坚实、无接缝、施工工期短、养护维修简便和有 良好的减振性等优点，使行车平稳、舒适而低噪声。但由于受到交通量增长、 重载超载车辆的增多、温度变化、湿度变化，冰冻作用、设计、施工、采用材 料和养护管理等因素的影响，出现了多种沥青路面病害，如沥青路面的裂缝、 车辙和水损害等。根据我们这几年来对我省沥青路面的实际损坏情况的调查， 谈谈沥青路面常见的病害与裂缝出现的原因及其预防措施。 宁波同三线高速公路是交通规划建设的沿海主骨架同三线中宁波境内的 一段。路线按平原微丘区高速公路标准建设，双向 4 车道，原设计路面结构： 4cm（AK13A）沥青混凝土抗滑表层+5cm（AC20I）中粒式沥青混凝土 +6cm（AC25I）粗粒式沥青混凝土+41cm 二灰碎石基层+13cm 级配碎石底基层。 该工程于 2001 年建成通车，经过几年的通车营运，沥青路面产生了多种路面 早期破坏现象，如横向裂缝、纵向裂缝、网裂、松散麻面、坑槽、凹陷等。经 全线调查，新产生的横向裂缝仍在不断增加；全线路面松散状态普遍存在。由 于路面松散，坑洞、龟裂、网裂等现象较多。个别路段出现车道落槽，雨天积 水严重。在桥头高 6m 以上的路堤部分有不太明显的错台 - 2 - 1 1 裂裂 缝缝 裂缝病害有纵向裂缝，横向裂缝和网裂三种形式，以下将分别介绍。 1.11.1 纵向裂缝纵向裂缝 纵向裂缝一般有两种：一种主要发生在紧急停车带或路肩部位,其形状是沿 路肩边缘向内逐步扩大,呈月牙形，这种裂缝容易使路基发生滑移，危险性很 大；另一种是发生在行车道部位,多为纵向条带状，裂缝两端未延伸到路堤边 缘。 1.1.11.1.1 纵向裂缝的成因纵向裂缝的成因 (1)地基原因。有些路段处于丘陵低洼、河谷处,地基土天然含水量较高,在 设计及施工时未做处理,在高填土后,由于地基承载能力的差别出现不均匀沉降,造 成路面纵向开裂。 (2)路基施工原因。如果土基施工时天气干燥,局部路堤填料土块粉碎不 足,路基压实不均匀,暗埋式构造处因构造物长度限制,路基边缘不能超宽碾 压,致使路基边缘压实度不够，或者混合料摊铺时纵向施工搭接质量不好,都 会造成纵向裂缝。 (3)中央分隔带、路表、边坡等渗水,使局部路基受水浸泡后承载力值降 低,在动静荷载的作用下,路基滑动产生裂缝，另外填料若为弱膨胀土,如施 工中未做处理,渗水后含水量变化,也会导致裂缝产生,预防纵向裂缝产生的 主要措施是处理好地基,若路基分层填筑和压实得好,使路基尽可能均匀,特 别在预先采取措施防止地表面水渗入地基的情况下,可以大幅度减少纵向裂 - 3 - 缝的数量,同时显著延缓纵向裂缝出现的时间。 1.1.21.1.2 纵向裂缝的防治纵向裂缝的防治 (1)对于缝宽小于 3mm 的裂缝可不作处理，大于 3mm 小于 5mm 的纵向裂缝,可 将缝隙刷扫干净,并用压缩空气吹净尘土后,采用热沥青或乳化沥青灌缝撒料法 封堵。 (2)如纵缝进一步发展,出现啃边、错台且裂缝宽大于 5mm,则需铣刨上面层 和中面层(铣刨宽度为裂缝两侧各 1m),并对裂缝按方法(1)先行填实,沿纵缝铺 设玻璃格栅,摊铺中面层,然后在中面层上沿纵向每隔 5m 设宽为 1.2m 的玻璃格 栅,最后再摊铺上面层。 (3)对于尚未稳定的纵向裂缝,除按方法(1)处治外,还应根据裂缝成因,采 取排水、边坡加固等措施,以使裂缝稳定不继续发展。 1.21.2 横向裂缝横向裂缝 横向裂缝是与路面中线近于垂直的裂缝,裂缝起初大多出现于路面两侧的 硬路肩,逐渐发展而贯通全路幅。贯通裂缝沿路面大致呈均匀分布。 1.2.11.2.1 横向裂缝的成因横向裂缝的成因 材料收缩引起横向裂缝。一方面在基层成型过程中,因基层材料失水收缩 而形成规则的横向裂缝，另一方面基层材料因温度骤降而发生低温收缩开裂。 这两种收缩变形使面层底面承受拉力,当拉力超过沥青面层的抗拉强度时就使 - 4 - 沥青面层底部拉裂,并随着温湿的循环变化及行车荷载的反复作用而导致沥青 面层底面裂缝。 沥青及混凝土的温缩引起的裂缝。因沥青是一种对温度变化比较敏感的粘 弹性材料,温度下降时,沥青混合料逐渐变硬变脆,并发生收缩变形.当收缩拉应 力超过沥青混凝土的抗拉强度时,沥青路面表面就会被拉裂,并逐步向下发展, 形成上宽下窄的横向裂缝，这种温缩裂缝在北方温差较大地区初冬一般宽度为 35mm,到严冬可加宽到 10mm,最宽达到 20mm,而到春季则又缩回。 差异沉降引起的横向裂缝。在软土地基与非软土地基交界处、软土地基处 理方法变化处或构造物台背与路段交接处,因地基或路基与构造物差异沉降导 致基层开裂,并反射到沥青面层,形成横向裂缝。 因为温度变化引起的沥青面层本身收缩是造成横向裂缝的重要原因，所以 沥青含量越多裂缝越多，选用符合重交通道路石油沥青技术要求的沥青,控制 沥青用量,精选矿料,准确组成级配,或使用纤维等添加剂,均可有效减少裂缝。 另外还应设计合理的路面结构并且精心施工。 1.2.21.2.2 横向裂缝的防治横向裂缝的防治 对于基层开裂引起的反射裂缝及沥青混凝土温缩等引起的横向裂缝,如缝 宽较小可不予处理,如宽度在 3mm 以上,可将缝隙刷扫干净,并用压缩空气吹净 尘土后,采用热沥青或乳化沥青灌缝撒料法封堵。如缝宽在 5mm 以上,可将缝口 杂物清除,或沿裂缝开槽后用压缩空气吹净,采用砂料式或细粒式热拌沥青混合 料填充捣实,并用烙铁封口。 (2)对于由土基沉降引起的横向裂缝,如出现错台、啃边、裂缝宽度大于 5mm 以上的,则需沿横缝两侧各 50cm100cm 范围开槽,挖除上面层,按照方法(1)先 将裂缝填实,然后沿横缝加铺玻璃格删, 格栅网孔尺寸 25.4mm25.4mm,抗拉强 度要求不小于 50kN/m,最大负荷延伸率不大于 3%,对全线病害进行处理后，仍 存在着纵横坡面的不平整，路表面弯沉不能满足原设计弯沉要求等，所以全线 加铺最小厚度行车道为 5cm，硬路肩为 4cm 的 AC-16I 型混凝土罩面层，采用的 沥青为国产 SBS 改性沥青，以改善路面表面的性能。 1.31.3 网网 裂裂 网裂是相互交错的疲劳裂缝,形成一系列多边形小块组成的网状开裂,它的 - 5 - 初始形态是沿轮迹带出现单条或多条平行的纵缝,而后,在纵缝间出现横向和斜 向连接缝,形成缝网。 1.3.11.3.1 网裂的成因网裂的成因 网裂主要是由于路面的整体强度不足而引起的。一个原因可能是路面结 构设计不合理,路基路面压实度不足,路面材料配合不当或未拌和均匀等使沥 青与石料粘结性差；另一个原因可能是由于路面出现横向或纵向裂缝后未及 时封填,致使水分渗入下层,使基层表面被泡软，在汽车荷载反复作用下，粉 浆通过面层裂缝及空隙被压到表面产生唧浆,基层表面被逐步淘空,产生网裂。 另外，沥青老化和汽车严重超载，使基层产生疲劳破坏也是导致沥青面层形 成网裂的重要原因，为预防网裂必须加强货车的载重管理，在路面出现裂缝 时要及时修补处理。 1.3.21.3.2 网裂的防治网裂的防治 对于轻微网裂可用玻璃纤维布罩面，对于大面积的网裂、常加铺乳化沥青 封层或在补强基层后,再重新罩面,修复路面。 2 2 坑坑 槽槽 路面上出现的坑槽,是龟裂、松散等其它损坏进一步发展的结果。 2.12.1 坑槽的成因坑槽的成因 - 6 - 水损害在开始阶段,雨水由沥青路面大空隙或破损处渗入,停留在基层表面 上,在行车荷载反复作用下动水冲刷半刚性基层的细料并逐渐形成灰浆,使沥青 面层与基层脱开,灰浆被行车荷载挤压,通过面层裂缝或面层混合料中的空隙唧 到表面。在产生唧浆的位置,沥青面层产生网裂,接着一些碎裂的小块面层或基 层材料被车轮带走,而逐步形成坑洞,并不断的扩大，最后形成坑槽。 2.22.2 坑槽的防治坑槽的防治 预防坑槽损害，首先要选用粘附性和抗老化性强的沥青,恰当采用集料, 合理设计混合料级配； 其次要严格控制混合料的出厂、摊铺、碾压及终了温 度，确保压实度达到规范要求，确保沥青面层的厚度和平整度；再次要确保路 表排水畅通,以预防为主,对裂缝、小面积松散、沉陷等作用及时科学的维修, 避免其迅速发展为坑槽。 2.2.12.2.1 冷补法冷补法 首先测定坑槽的深度,划出切槽修补的范围,用液压风镐切槽,用高压风枪将 槽底、槽壁废料及粉尘清除干净。然后用喷灯烘干槽底、槽壁,并在其表面均 匀喷洒一薄层粘层油。最后将准备好的热料填补至坑槽中，如厚度大于 6cm 将 分层填筑,从四周向中间碾压。 2.2.22.2.2 热补法热补法 首先根据坑槽修补范围确定热辐射加热板区域，将加热板调到合适位置, 加热 3min5min,使被修补区域路面软化。然后将准备好的热料放到被修补处, 搅拌摊平,并从四周向中间碾压。 - 7 - 3 3 车辙和推移车辙和推移 车辙是在行车荷载重复作用下,路面产生永久性变形积累形成的带状凹槽。 车辙和推移降低了路面平整度，当车辙达到一定深度时,由于辙槽内积水,极易 发生汽车飘滑而导致交通事故。 3.13.1 车辙和推移成因车辙和推移成因 (1)行车荷载的影响。车辆按规定正常在行车道行驶,使得高速公路的交通 渠化现象非常突出,随着车辆荷载作用次数增加,行车道车辆轮迹处进一步压实 并逐渐形成不同程度的车槽。 (2)基层施工质量差。因基层的厚度不足或因基层材料、施工、养生不当导 致基层整体强度不足,由于荷载作用超过路面各层的强度，使得路表变形过大 而形成辙槽和推移。 (3)沥青面层高温稳定性差。由于沥青混合料是一种弹塑性材料,如沥青、 矿料的选材不当或混合料组成不当会导致沥青混合料的高温稳定性差、抗塑性 变形能力低,在高温条件下,车轮碾压反复作用,荷载应力超过沥青混合料的稳 定极限,使流动变形不断积累形成车辙和推移。 预防车辙和推移病害，首先，要选取合适的筑路材料。选用低针入度,高软 化点,低含蜡量的高粘度沥青和表面粗糙、嵌挤作用好,与沥青粘结性能强的集 料,可在一定程度上缓解车辙的形成。其次，在施工中要加强控制压实度,是避 免压实度不足引起车辙的有效途径。再次，在高温季节,应严格控制大型超载 车通行。 3.23.2 车辙和推移的处治车辙和推移的处治 (1）对于连续长度不超过 30、辙槽深度小于 8、行车有小摆动感觉 的,可通过对路面烘烤、耙松、添加适当新料后压实即可。 (2）当沥青面层磨损、横向推移时,应清除不稳定层,用铣刨机拉毛,重铺 面层。 (3)当基层或土基不稳定时,应先进行补强处理后,再修复面层。 (4）对于因基层施工质量差引起的车辙、推移,在重新摊铺面层前应先行 处理好软弱基层。 - 8 - 4 4 泛泛 油油 沥青混合料中的沥青在天气炎热时向上迁移到路面表面,而在冷天时又不 存在逆过程,因而沥青积聚在路面表面,形成一层有光泽的沥青膜的现象为泛油。 4.14.1 泛油的成因泛油的成因 （1)混合料组成设计不当。混合料中沥青用量过多或空隙率过小,在车辆 荷载反复作用下,多余沥青由下部泛到路表形成泛油。 （2）混合料拌和控制不严。细料含量过少,混合料比表面积较小,则沥青用 量相对较多,也易出现泛油。 （3）粘层油用量不当。喷洒过多或洒布不均匀也会局部出现泛油。 （4）施工质量差。摊铺时混合料产生离析,局部细料过分集中,也易泛油。 （5）水破坏。雨水渗入使下层沥青与石料剥离,在水作用下沥青膜剥落,上 泛引起表层泛油。 预防泛油，必须合理设计混合料组成比例，避免沥青用量过多；精细施工， 严格控制施工质量；投入使用后注意养护，防止雨水大量渗入。 4.24.2 泛油的防治泛油的防治 （1)对于路表轻微泛油,表面石子仍外露的路段可不作处理。 (2)对于局部施工质量差引起水损坏且出现坑槽破坏的,宜按坑槽修补方法 处治。 - 9 - (3)对于大段泛油严重,磨擦系数降低较多,影响行车安全的可采用碎石压 入法处治或铣刨原路面重新摊铺面层。 5.5.综合防治措施综合防治措施 针对以上分析的沥青路面病害的原因，主要从施工材料、设计、施工、 养护和交通管理等 5 个方面采取相应的预防措施。 5.15.1 材料方面材料方面 合理确定沥青路面结构，沥青面层的裂缝主要由沥青面层本身的低温收 缩引起的。选用低温劲度小、延度大、温度敏感性差、含蜡量低的优质沥青， 精选矿料，准确级配沥青面层的矿料和合理配置沥青混合料配合比。配制出 性能优良的沥青混合料，控制沥青用量，保证沥青混合料性能优良，均可有 效减少裂缝。 5.25.2 设计方面设计方面 精心设计，对地形复杂地段做好地质调查工作。要特别注意加固地基， 防止因地基软弱而出现不均匀沉降，使用合格填料填筑路基，或