重庆地区沥青混凝土路面常见病害及其处治.doc

重庆地区沥青混凝土路面常见病害及其处治【摘 要】重庆位于中国西南部、长江上游，辖区主要分布在长江沿线，以丘陵、低山为主，平均海拔为400米，有“山城”“雾都”“火炉”之称，其气候特征恰如几句俗谚：“春早气温不稳定，夏长酷热多伏旱，秋凉绵绵阴雨天，冬暖少雪云雾多”。 特殊的地理位置决定了重庆的公路为典型的山区公路，其特征为：急湾、路陡、坡多。从而也造成沥青砼路面病害多而复杂。其常见病害有：裂缝、车辙、沉陷、坑槽、唧泥、泛油、波浪、壅包、表面磨光、松散剥落等。【关键词】公路；沥青混凝土；病害近年来、随着重庆市社会经济的发展，沥青混凝土路面由于具有表面平整度好、行车舒适、耐磨抗滑、噪音小、施工周期短、开放交通早等特点，越来越多地应用到高等级公路建设中来。目前许多城市道路也大量运用“白改黑”路面（在水泥混凝土路面上直接加铺一层沥青混凝土面层）。仅在过去的一年，重庆市国省干线公路就有超过1000公里的道路经过路面改造铺筑了沥青混凝土，在今后的五年内，还将计划在国省干线公路中通过路面改造再铺筑6000公里以上的沥青混凝土路面。大量的沥青混凝土路面运用于公路路面改造中，对改善道路状况，提高行车舒适度起了很大的作用。但是一些地区由于对沥青混凝土的性能认识还不是特别全面，对原有道路的状况调查不是特别清楚，再加上沥青混凝土本身固有的一些特性，使得沥青混凝土路面通车不久后就出现了不少病害，其常见病害主要有：裂缝、车辙、沉陷、坑槽、唧泥、泛油、波浪、壅包、表面磨光、松散剥落等。1. 沥青混凝土病害产生的原因1.1 由外界原因造成的路面病害。1.1.1 重庆地区特殊的地理气候。重庆地区气候特别，夏季炎热高温、春秋季阴雨连绵、冬季雨雪灾害，由于特殊的地理气候条件，导致沥青混凝土路面病害易发、多发。再加上重庆公路具有典型的山区公路特征：湾多、路陡。所以在弯道、下坡路段更容易发生沥青面层推移、脱落、壅包、车辙等病害。比如2008年的雨雪灾害，特别是今年夏天，重庆地区气温40以上的高温持续了40多天，是多年来十分罕见的，这种气候状况以后是否继续发生还有待时间的检验。另外重庆地区春秋季雨水多，阴雨天气经常持续十多天连绵不断，路面长期在雨水的侵蚀下也很容易遭到破坏。1.1.2 建设、设计、施工各方的原因。一是部分区县政府出于政绩考虑，不科学地压缩施工工期，片面追求工程进度，忽视工程质量。一般情况下桥涵结构物可以通过增加人员机械设备来抢进度，冬雨季也可安排施工，但路基、路面施工则受施工周期和气候的限制，不是简单的通过增加人员设备就能解决问题的，比如路面不均匀沉降大多就是因为路基工程施工没有遵循科学施工所引起的。二是设计调查不深入。在对旧路进行路面改造设计中，对旧路的具体设计、施工时间调查不清楚，对旧路的交通量统计不准确，对旧路路面的病害成因调查不全面，对旧路的路面结构组成不了解，导致在设计中出现不合理的路面病害处置方案。另外，目前我国柔性路面设计规范仍然采用弯沉值控制，并以黄河jn-150为标准荷载，作为设计参数，使用年限采用累计折合成标准荷载次数作为控制指标，而对重型车，特别是超重型车辆对路面结构强度的影响却没有过多过细的理论保证，规范中的折算系数并没有考虑路面承载极限能力。三是施工工艺落后、施工质量控制不严。主要是国省干线公路车流量大，干扰因素多，并且不能断道施工，这就要求在保证车辆通行的条件下科学合理的划分路段，组织施工。但实际上，由于管理不科学，施工质量控制不到位，导致很多路面纵横接缝处理不好，路面基层松散，基层未到龄期就开始铺筑面层的现象经常发生。1.1.3 车辆超载。随着重庆社会经济的发展，车流量激增，不少车辆超载超限违规运行，大大缩短了沥青混凝土路面的使用寿命，导致沥青路面病害多发。1.1.4 盲目的“白改黑”工程。由于沥青混凝土路面相对于水泥混凝土路面而言，有着表面平整、行车舒适、耐磨抗滑、噪音小、施工周期短、开放交通早等特点，使得一些地方政府盲目“白改黑”，片面追求沥青混凝土路面经济社会效益，只在原有水泥混凝土路面上简单铺一层沥青混凝土，结果经过一段时间通车运行后，原有水泥砼路面上的各种裂缝不同程度的反射到沥青面层，造成沥青面层出现反射裂缝。另外，由于经济原因，新铺的沥青面层比较薄，在高温及重车荷载的作用下，沥青面层出现向路肩两侧滑移现象，这种情况在弯道、下坡路段尤其严重。1.2 由沥青混凝土本身固有的特性造成的病害。1.2.1 沥青标号。由于重庆地区特殊的地理气候环境要求沥青具有特殊的性能，例如较高的软化点、较强的耐磨抗滑性能。但是过去一段时间对此没有引起足够的重视，导致铺筑的沥青混凝土路面天一热就变软，一下雨就打滑，重车一过就出现车辙的现象时有发生。1.2.2 沥青老化。随着时间的推移，沥青混凝土在自然条件下逐渐变硬、破碎，导致路面出现各种病害。1.2.3 沥青混凝土内部的温度、收缩应力。沥青混凝土是一种沥青、碎石、水的混合料，它本身就具有以温度裂缝为主的低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝，从而导致裂缝分别通过横向裂缝、纵向裂缝、网裂和反射裂缝等形式表现出来，反应在沥青混凝面层上，造成沥青面层病害。2. 沥青混凝土路面主要病害类型2.1 裂缝。裂缝是沥青混凝土路面早期破坏最常见的病害之一。它的危害主要在于从裂缝中不断渗入的水分使基层甚至路基软化，使路面结构层的强度、承载力下降， 从而加速沥青路面的破坏。其主要有横向裂缝、纵向裂缝、网状裂缝、龟裂、反射裂缝等。横向裂缝：主要是由于温度应力收缩产生的，这种温度裂缝往往开始于温度变化率最大的表面并很快向下延伸，并随着时间增长造成沥青老化，使沥青面层的抗裂缝能力逐年降低，裂缝也随之增加。其次设计不当和施工质量低劣， 车辆严重超载， 都可导致横向裂缝的产生。纵向裂缝：主要是路基不均匀沉降导致的路面不均匀沉降所引起的，其次沥青面层分幅摊铺时， 两幅接缝未处理好， 在行车荷载作用下， 易形成纵向裂缝，特别是在旧路基拓宽地段，由于土质台阶搭接处理不规范、分层填筑厚度及压实度控制不严，在车辆荷载及渗水作业下，容易产生纵向裂缝。网状裂缝、龟裂：纵横裂缝出现后，继续扩展，经过水的侵入以及在车辆荷载作用下逐渐发展而成。反射裂缝：主要是半刚性基层收缩产生的裂缝反射在沥青面层所形成的裂缝。另外在旧路面上加罩沥青面层后由于旧路面上的裂缝没有处理彻底也容易产生反射裂缝。2.2 松散。松散是由于沥青混凝土表面层中的集料颗粒脱落，从表面向下发展的渐进过程。集料颗粒与裹覆沥青之间丧失粘结力是颗粒脱落的主要原因。可能导致松散的情况还有：集料含泥量超标，表面离析，沥青混凝土面层密实度不够等。2.3 泛油。泛油是指沥青从沥青混凝土层的内部和下部向上移动，在表面形成过多沥青的现象。沥青用量过大是产生沥青面层泛油的最主要原因。新建沥青混凝土路面在通车后的第一个高温季节，特别在连续多天高温后，在大量行车特别是在重载车辆作用下进一步压实，容易导致沥青混凝土内部过多的自由沥青向上移动，产生泛油现象。在绝大多数情况下，泛油仅产生在行车道上，而且是间断式的片状分布。2.4 推移。在沥青混凝土路面铺筑前，由于基层表面清扫不干净、透层油洒布不均匀等都会容易造成沥青面层和基层粘结不良，在大量行车荷载（超载车辆）作用下，沥青面层沿施工接缝处开始产生向两侧滑动。随着时间增长，轮迹带两侧会产生壅包，甚至会出现由于推移而造成的严重裂缝，这种情况在弯道处最容易发生。2.5 波浪。基层平整度较差、面层厚度较薄的地段往往由于施工质量控制不严等原因，导致基层的不平整反映到沥青路面上，在车辆荷载长期反复作用下面层不平整会愈加明显，形成波浪。2.6 车辙。车辙是在行车荷载重复作用下， 路面产生的带状凹槽。它主要是由于沥青混合料级配设计不合理、基层及面层施工时压实度不足引起的。另外施工中沥青含量偏多， 沥青稠度偏低， 矿料级配中细料过多， 矿粉掺量过大也会产生车辙。3. 沥青混凝土病害处治沥青混凝土路面病害处治的原则：合理设计、精心选材、科学施工、及时养护。3.1 深入调查研究沥青路面病害原因，优化路面结构设计。在沥青混凝土路面改造设计中，要根据本地区社会经济的发展，结合当地地理位置条件，综合考虑当地交通量的增长、路面等级、当地建筑材料等各方面因素设计出合理的软弱路基处治方案、路面结构类型、厚度等技术指标。3.2 结合当地自然气候条件，选择最适宜的建筑材料。3.2.1 沥青材料：选用高低温性能好、抗老化性能好、含蜡量低、黏度高的优质沥青。在条件许可的情况下， 可在沥青中掺加各种类型的改性剂， 以提高其性能指标。采用改性沥青可解决路面抗滑及耐久性问题， 使沥青路面的热稳定性、冷稳定性和使用寿命都得到较大的提高。3.2.2 集料：应选用洁净、干燥、表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青黏附性能好的集料。如果集料呈酸性则应添加一定数量的抗剥落剂或石灰粉， 确保混合料的抗剥落性能， 同时应尽量降低骨料的含水量。另一方面， 还应注意混合料级配的确定以及沥青混合料的高温稳定性、抗疲劳性及低温抗裂性。路面表面特性和耐久性是一对矛盾， 相互制约， 照顾了某一方面性能， 可能会降低另一方面性能。3.3 精心组织，科学施工。3.3.1 严格控制沥青混合料的拌和质量。应严格控制沥青混合料的拌合温度和时间；拌合过程中发现“糊料”或“离析”等异常情况应立即进行处理；加大马歇尔试验频率，严格控制沥青混合料的油石比、稳定度、流值等指标，必要时对混合料进行特殊配合比设计。3.3.2 保证基层顶面粗糙度。改善基层材料级配，增加粗骨料，提高大中粒径集料含量；控制最佳含水量，改进碾压方法，避免过振过湿，不能使基层顶面形成灰浆硬壳，不能用细料进行压实后找平。3.3.3 合理洒布透层油、粘层油。沥青路面各类基层都必须喷洒透层油，一般在基层碾压成型后表面稍变干燥，但尚未硬化的情况下喷洒。粘层油应在沥青个面层之间喷洒，粘层油应以快裂或中裂型乳化沥青为宜。用沥青洒布车喷洒时，应保持稳定的车速和喷洒量，不能流淌和形成油膜，更不能有空白。3.3.4 提高面层摊铺质量。在摊铺混合料时，摊铺机必须缓慢、均匀、连续不断的摊铺，不得随意变换速度或中途停顿，以提高平整度，减少混合料的离析。摊铺速度控制在26m/min左右，摊铺温度应符合设计及规范要求，一般应控制在130150度范围之内。沥青混凝土压实层一般控制在48cm之内，并应配备足够数量的压路机，选择合理的压路机组合方式。碾压时应以慢而均匀的速度碾压，碾压速度控制在25km/h之内，并控制好初压、复压、终压的碾压时机及碾压变数。3.4 及时养护，防患于未然。在运营阶段发现病害及时处治，做到勤养护、早养护、科学养护，尤其是裂缝要及时处理。为防止雨水由裂缝渗透至路面结构， 对于细裂缝( 2 mm5 mm) 可用改性乳化沥青灌缝； 对大于5 mm 的粗裂缝， 可用改性沥青( 如sbs 改性沥青) 灌缝。灌缝前， 须清除缝内、缝边碎粒、垃圾， 并使缝内干燥， 灌缝后， 表面撒上粗砂或3 mm5 mm 石屑。4. 结论影响沥青混凝土路面破坏的因素很多， 也很复杂， 应该引起足够重视。在实际工作中， 应根据其成因综合考虑当地社会经济发展，交通量的增长，路面病害等原因等，设计出合理的路面处治方案。在具体施工过程中，