高速公路沥青路面破损类型及原因分析与对策研究

1、 网络高等教育专 科 生 毕 业 大 作 业 题 目： 高速公路沥青路面破损类型及原因分析与对策研究 学习中心： 天津宁河奥鹏 层 次： 高中起点专科 专 业： 土木工程 年 级： 2009年 秋 季 学 号： 学 生： 陶瑜棋 指导教师： 颜庆丽 完成日期： 2011年 7月31日 内容摘要高速公路沥青路面破损的原因十分复杂，涉及到工程设计、施工管理、营运养护以及地质气候等方方面面的因素，我们主要从沥青混凝土使用过程中对沥青路面破损的成因，并结合工作实际提出相应的防治措施。关键词：高速公路；沥青混凝土；病害成因；对策研究； 目 录内容摘要I引 言11 破损类型21.1 裂缝类21.2 松散类

2、21.3 变形类21.4 其他类22桥面铺装病害处置对策42.1开槽修补法42.2非开槽修补法即传统修补法52.3传统修补法和开槽式修补法的比较52.4改性乳化沥青稀浆封层72.5与其他道路养护方法相比较43沥青混合料预防措施104总结10参考文献11引 言 高速公路由于其具有高车速、重交通、大流量的特点，在使用过程中，会在行车荷载及环境因素的作用下，造成高速公路路面产生各种各样的病害，给安全行车带来了巨大安全隐患。因此，对此类病害的处理，即路面维修的质量就显得尤为重要。 1 高速公路沥青混凝土破损现象高速公路路面直接承受行车荷载、连体变形环境因素的作用，伴随着高速公路运营

3、年限的增加、一些施工设计因素、超载车辆的行驶等因素也加快了路面病害的产生和发展，以至于路面出现了裂缝、车辙等病害，对发现的病害应该尽早进行控制，及时的根据工作具体情况进行相应的治理与防护，这样才能更好保证高速公路服务水平。 1.1 裂缝类 裂缝产生的原因及其表现形式是很复杂的。按其成因分为荷载型裂缝和非荷载型裂缝两类；按其形式分则有纵向裂缝、横向裂缝、龟裂与网裂几种。形成的原因不同。裂缝的分布形式也不一样。(1)横向裂缝：这种病害比较普通，主要由于沥青面层温度收缩和半刚性基层的干缩或温缩引起。路基压实度不足也会引起这种病害。(2)纵向裂缝：大多发生在半填半挖路基或路面加宽处，主要由路

4、基的不均匀沉降造成 。(3)龟裂：其初始形态是沿轮迹带出现单条或多条平行纵缝，逐渐在纵缝间出现横向或斜向连接缝形成龟裂。主要是由于路面结构强度不足引起。1.2 松散类 松散多发生在沥青路面使用的初期，其原因是使用的沥青稠度偏低，用量偏少，与矿料的粘附力不足；或沥青加热过高失去粘性；或所用矿料过湿、铺撤不匀以及嵌缝料不合规格而未能被沥青牢固粘结所致。基层或土基湿软变形，也可导致松散产生。 1.3 变形类 首先铺装层沥青混合料设计孔隙率偏大或者施工时出现离析、压实不足，导致孔隙率更大，铺装层在水或者冰冻作用下，沥青逐渐失去，与矿料的粘合力，从矿料表面脱落，在车辆的作用下沥青混凝土铺装层出现松散状态

5、，以骨料从铺装层脱落形成坑槽；其次由于施工中沥青混合料加热温度过高，致使沥青老化失去粘结力，造成沥青从矿料表面脱落所致；其次桥面不平整，在行车和温度荷载的作用下，造成这些地方铺装层内产生局部应力集中，出现结构性的点损失，然后逐渐四周扩散，而形成变形。 (1)车辙：表现为沿行车带出现横向高差，主要是由于沥青混合料级配设计不合理，稳定性差或由于基层及面层施工时压实度不足，使轮迹带处的面层和基层材料在行车荷载反复作用下出现固结变形和侧向剪切位移引起。另外，重载和超载车辆过多也是产生车辙的重要原因。 (2)波浪：主要原因是路面组成材料设计不合理或施工质量差，导致路面材料不足以抵抗车轮水平力的

6、作用；在纵坡段，由于高温的原因也会出现这种病害。1.4其他类(1)滑溜 滑溜主要起因于路面光滑，这是由于路面在行车水平力的作用下表层骨料被磨光或沥青路面泛油所造成的。(2)脱皮脱皮是沥青面层在行车作用下产生大块的片状剥落现象(3)沉陷：主要是路基压实度不足引起的，特别是在一些高填方和压实困难的半填半挖路段以及构造物两端出现。2.1开槽修补法  开槽修补法适合中小裂缝，是较好的裂缝处理方法，使用的设备包括开槽机和灌缝机，补缝材料采用针对裂缝修补专门设计的密封胶(改性沥青聚合物),开槽尺寸至少为lcm宽，l3cm深，开槽的深度比不应超过2：l，深度比越小越好。开槽修补法的施工工艺流程如下

7、： (1)准备工作：检查开槽机和灌缝机，确保其技术状况良好：根据路面裂缝的具体情况，确定补缝设计方案；启动灌缝机并向密封胶加热罐内添加密封胶，将密封胶加热、搅拌至l90 ，不能超过200 ；加热期间将灌缝机拖挂在卡车后面，并把密封胶、隔离墩、安全指示标牌、开槽机和肩背式吹风机等装在卡车上，拖到预定施T地点，按公路养护安全作业规程(JTG H302004)的规定作为施工区进行作业。 (2)开槽：按照设计的开槽尺寸，预先调节好开槽机开槽深度，然后进行开槽作业。作业时，根据裂缝宽度种类情况，及时调节开槽尺寸，满足最低设计要求。 (3)清槽：用肩背式吹风机将槽内的碎渣及裂缝两侧至少l0cm范围内的灰尘

8、彻底清扫干净。 (4)灌缝： 若在气温低于4时灌缝，灌缝机须配有预热设备对开槽部位进行预热，若在此温度下不预热就进行补缝，会降低密封胶的粘结力；如果在气温高于4时灌缝，可不进行预热，一般预热后的补缝效果要好、在密封胶加热温度达到190左右时，用灌缝机带有刮平器的压力喷头将密封胶均匀地灌入槽内，并在裂缝两侧拖成一定宽度与厚度的封层。 (5)养护：密封胶灌缝后，在密封胶充分冷却并把路面上的碎渣清扫干净以后，才能开放交通。 一般冷却时间为15分钟左右，具体开放交通时间可根据气温情况灵活掌握。 22 非开槽修补法即传统修补法 非开槽修补法适合对微裂缝进行修补，根据使用材料的不同，这种修补法可以分为热补

9、和冷补2种。 (1) AH110#重交通石油沥青热补施工机具设备沥青热熔和喷涂设备(安装在工程车上)。施工工艺：准备工作备料加热熔解AH110#重交通石油沥青清除裂缝四周灰尘骑缝喷涂热熔石油沥青抹板抹平自然冷却开放交通。 (2)改性乳化沥青冷补施工改性乳化沥青是液态的混合冷补材料，对机具设备无特殊要求，现场搅拌后人工刮涂封缝(最少3遍).施工工艺：准备工作清缝人工拌料人工刮涂一次固化二次刮涂固化三次刮涂固化开放交通(固化时间l520 min)。 2.2 传统修补法和开槽式修补法的比较(1)对于传统修补法，无论是采用重交通石油沥青还是改性乳化沥青灌缝，虽然施工设备费用投入几乎没有，初期施工造价较

10、低，但随着表层及基层的温度收缩，最多不超过1年，维修后的裂缝又在原灌缝位置重新开裂，其失效率占80以上，只好第二年重新修补。这样经常的维修，不仅增加了养护费用，而且频繁的养护作业会造成行车的诸多不便和不安全因素。5年内每延米工程总造价为l5元左右。 (2)对于开槽式修补法，虽然初期施工设备费用投入较高，初期施工造价较高，但其使用寿命大为延长，裂缝密封的效果好，有效率大为提高，使用5年后，开槽式修补处理裂缝的有效率为85，5年内每延米工程总造价为ll元左右。 (3)传统修补法适合处理微裂缝和对中小裂缝进行临时应急处理；开槽式修补对中小裂缝进行一次修补可以保持5年以上，一次修补多年受益。 23 稀

11、浆封层稀浆封层技术对于新、旧路面的老化、裂缝、光滑、松散、坑槽等病害能起到预防和维修的作用，使路面的防水、抗滑、平整、耐磨性能迅速提高。近年来。由于稀浆封层施工的规范化、标准化，施工质量提高和成本的降低，稀浆封层已广泛应用于高等级公路的早期维修养护上。24 改性乳化沥青稀浆封层 该性乳化沥青是一种高温抗流变、低温抗脆裂，耐候性、抗磨性、抗老化性优良的路面铺筑材料，对于降低路面的透水系数，治理路面的初期病害，增大路面的平整度和摩擦系数，起到很好的作用。改性乳化沥青稀浆封层是一种由水质高分子改性乳化沥青与轧碎密集料、矿物填料、水和添加剂组成的表面处治层，特点是可以进行薄层摊铺，凝固快，主要用于路面

12、构造修整、龟裂、车辙等病害的处治，也可用于密封和提高路面的抗滑处治。但改性乳化沥青稀浆和其他薄层处治一样，只适用现有结构稳定的路段，弯沉值不够时必须补强后再施工。 25 与其他道路养护方法相比教 (1)与热沥青混合料铺筑相比，热沥青混合料摊铺厚度25cm，每平方米造价l82O元；改性乳化沥青稀浆封层摊铺厚度1cm，每平方米造价l3元左右，平均使用寿命为68年，可节约沥青1520，按路面11m宽计算每公里节约资金8.811万元。因为改性乳化沥青稀浆封层在5以上即可施工，因此可以延长施工时间12个月，且减少环境污染、施工简便、降低劳动强度、节约设备能源。改善施工条件。  (2)普通乳化沥

13、青稀浆封层开放交通时间需要4h，改性乳化沥青稀浆封层开放时间只要0.51h，中断交通时间大大缩短或半幅施工 ，半幅开放交通 ，使成本直接下降。 (3)改性乳化沥青自身有较好的弹性和高低温性能，改性稀浆封层混合料有较好的物理性能，因此，改性乳化沥青稀浆封层可以修复或减少路面病害，延长封层的使用年限，年使用成本比普通乳化沥青稀浆封层要低 (4)由于改性乳化沥青稀浆封层具有较好的防水和抗滑性能，而且缩短了开放交通时间。提高了路面的使用性能和机械设备利用率及劳动效率。极大地避免了夏季突然暴雨造成的水毁损失，每年可节约23万元。从缩短车辆停滞方面考虑。节约运输时间、减少车辆、商品在途中费用。其经济和社会

14、效益不可估量。 3 沥青混合料预防措施       （1）严把配制沥青混凝土原材料的质量关，加强对石料场生产碎石和石  规格的控制。在原材料进场时，要按规定中的质量要求进行检验，决不能将不任何不符合规范要求的原材料用来配制沥青混凝土。         （2）选择合适适宜的沥青材料，是避免或减轻以上质量病害的重要预防措施。在选择沥青材料时，应当特别注意沥青品种、沥青级别、针入度、延度、溶解度、黏度、蒸发残留量和沥青用量等，一般应

15、选用温度稳定性好的道路石油沥青或改性沥青，沥青的用量应通过实验确定，并要严格控制其掺量。         （3）严格控制沥青混凝土的生产配和比，加强铺筑后的施工碾压，使成型后的沥青路面符合压实度和平整度的要求。当采用连续级配粗粒式沥青混凝土时，应控制沥青含量，加足矿粉，适当增加粗集料的比例，使剩余空隙率不宜过大或过小，一般控制在3%5%为宜。另外，SMA的级配采用间断级配，也是一种具有优良高温稳定性的混合料，目前在使用中出现的车辙、拥包、搓板等质量病害很少。          （4）在沥青混合料运至现场后，要进行温度测量，对出场时间过长、结块、以及不符合设计要求的严禁使用。雨天以及摊铺路面基础有积水的情况下。严禁施工。 总结   鉴于目前沥青混凝土路面病害早期化的特点，在优化设计的同时，更为重要的是应该加强施工管理、提高现场施工质量，规范