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沥青路面常见病害及预防措施

日期:2017年3月21日 17:30

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、横向裂缝、纵向裂缝、网裂、松散麻面、坑槽、凹陷、车辙和水损害等。以下根据我们这几年来对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。

一、沥青路面的横向裂缝
     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、横向裂缝的成因
(1)施工缝未处理好,接缝不紧密,结合不良。  
(2)沥青未达到适合本地区气候条件和使用质量标准,致使沥青面层温度收缩或温度疲劳应力(应变)大于沥青混合料的抗拉强度(应变)。 
(3)半刚性基层收缩裂缝的反射缝。  
(4)桥梁、涵洞或通道两侧填土产生固结或地基沉降。
2、横向裂缝的防治措施
(1)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)充分压实横向接缝。压实时压路机在已压实的横幅上,钢轮伸入新铺层15cm,每压一遍向新铺层移动15-20cm,直到压路机全部在新铺层为止,在改为纵向碾压。
(3)根据《沥青路面施工及验收规范》要求,按本地区气候条件和道路等级选取适用的沥青类型,以减少或消除沥青层面收缩裂缝。采用优质沥青更有效。

二、沥青路面的纵向裂缝
     纵向裂缝的产生主要是由于地基和填土在横向不可避免的不均匀性所造成的,特别是在旧路基拓宽地段,由于土质台阶处理不规范、分层填筑厚度及压实度控制不严,尤其在有表面水渗入的情况下,这些地段往往是纵向裂缝的高发区。   
     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、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缝的数量,同时显著延缓纵向裂缝出现的时间。
2、纵向裂缝的防治措施
(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。 
(4)采用全路幅一次摊铺,如分幅摊铺时,前后幅应紧跟,避免前摊铺幅混合料冷却后才摊铺后半幅,确保热接缝。 
(5)拓宽路段的基层厚度和材料须与老路面一致,或稍厚。土基应密实、稳定。铺筑沥青面层前,老路面侧壁应涂刷0.3-0.6kg/m²黏层沥青。沥青面层应充分压实。新老路面接缝宜用热络铁烫密。

三、沥青路面的网状裂缝
     由于水渗入表面层后滞留在表面层的下部和下层的交界面上,因此在长期行车荷载作用下,沥青膜开始从面层的底部剥落并逐渐向上扩展,随着下部大量碎石上沥青的剥落,沥青混凝土也就失去了强度从而产生网裂和形变。  
     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、网裂形成的原因 
(1)路面结构中夹有软弱层或泥灰层,粒料层松动,水稳性差。
(2)沥青与沥青混合料质量差,延度低,抗裂性差。 
(3)沥青层厚度不足,层间黏结差,水分渗入,加速裂缝的形成。
(4)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。
2、网裂的防治措施
(1)沥青面层摊铺前,对下卧层应认真检查,及时清除泥灰,处理好软弱层,保证下卧层稳定,并宜喷洒0.3-0.6kg/m²黏层沥青。 
(2)原材料质量和混合料质量严格按照《沥青路面施工及验收规范》的要求进行选定、拌制和施工。 
(3)沥青面层各层应满足最小施工厚度的要求,保证上下层的良好连接;并从施工设计养护上采取有效措施排除雨后结构层的内积水。 
(4)路面结构设计应做好交通量调查和预测工作,使路面结构组合与总体强度满足设计使用期限内交通荷载要求。上基层必须选用水稳定性良好的有粗粒料的石灰、水泥稳定类材料。

四、裂缝防治措施   
     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。
(1)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。
(2)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,或对填料进行处理后再填筑路基,确保路基有足够的强度和稳定性,以保证路面具有稳定路面裂缝是路面早期破损最常见的病害之一,它的危害在于从裂缝中不断进入水分使基层甚至路基软化,导致路面承载力下降,加速路面破坏。裂缝主要有三种形式: 纵向裂缝、横向裂缝和网裂。裂缝的产生主要由于路基路面施工质量不高、路面渗水。气温与交通条件等方面造成的、横向裂缝可分为荷载性裂缝和非荷载性裂缝两大类、荷载性裂缝是由于路面设计不合理和施工质量低劣,或由于车辆超载,致使沥青面层或半刚性基层内产生的拉应力超过其疲劳强度而发生裂缝; 非荷载性裂缝是横向裂缝的主要形式,它有两种情况沥青面层温度收缩和基层反射性裂缝、纵向裂缝可分为两种情况,一种情况是由于路基压实度不均匀,路面不均匀沉陷而引起的。另一种情况是沥青面层分幅摊铺时,两幅接茬未处理好,在行车荷载作用下易形成纵缝纵向裂缝多发于半填半挖路基处,主要由路基的不均匀沉降造成。

五、沥青路面的冻胀和翻浆 
1、冻胀翻浆的原因     
     春融时期的昼夜温差较大,土壤的解冻在由地表向下层逐渐发展的过程中,路基的冻融现象交替出现,路基含水量较大的路段内会形成一定数量的冰晶水。这时,土基因含水量偏大而出现弹软。有行车荷载作用时,路面就会凸凹不平,在行车带处形成车辙,路面表面的裂缝内出现湿痕,这样就形成了翻浆。
2、影响路基翻浆的因素
(1)地下水、地表水和汽化水是影响路基翻浆的内在因素     
     当公路穿过湿地时,由于长期爱到地下水影响,通过土壤的毛细作用,土基含水量偏高,土质潮湿,从而引起翻浆;另外,进入雨季,公路边沟往往存有大量地表水,在路基排水不畅的地段形成积水泡,由于水压的作用,路基含水量增高,也会导致翻浆。 
(2)公路施工和交通量等是影响路基翻浆的外在因素     
     公路施工时遇到降雨,路基土层的含水量由于雨水的渗透而增高。尽管会有蒸发,但其含水量应会高于路基施工时的含水量指标,引起路基翻浆。此外,交通量增大和超载超限车的增多也是产生公路翻浆不可忽视的因素。一般地,交通量越大,公路产生翻浆的可能性就越高。     
     总之,翻浆的产生是一个复杂的过程,是路基含水量、公路交通量、公路建筑材料和公路施工等诸多因素共同影响的结果。
3、路基翻浆的预防措施 
     预防路基翻浆的方法比较多,最常见和有效的办法是采用深挖的扩挖边沟,保证排水畅通。     
     深挖边沟,可以相对降低地下水位,同时也降低了水的渗透压力,减少了路基土的含水量,保持路基土质处于相对干燥状态。     
     通过及时疏通边沟,保证雨季边沟不存在大量积水,使路基土的含水量不能升高或略有升高,也可保持路基土处于相对干燥状态,从而减少翻浆的出现。     
     此外,设置盲沟和及时清除沥青路面的裂缝积水、积雪等方法,可减少翻浆的出现 。

六、车辙  
     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。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,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。     
     推移主要理由是路面组成材料设计不合理或施工质量差,以及车辆的超载运输导致路面材料不足以抵抗车轮水平力的作用。推移的产生一般与基层施工质量、透油层洒布质量、超载车辆比重加大、沥青混合料性能不良等因素有关。在沥青混凝土路面铺筑前,由于基层表面清扫不干净、透层油洒布不均等都会容易造成沥青面层和基层粘结不良。沥青面层建成运营后在大量行车荷载(超载车辆)作用下,由于与基层粘结不良特别在沥青面层施工接缝处开始产生推移,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。在基层平整度较差、面层厚度较薄的地段往往由于施工质量等原因,基层不平整会反映到沥青路面上,车辆荷载作用下面层不平整会愈加明显,形成波浪。  
     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。
1、车辙形成的原因     
     车辙是沥青路面在汽车荷载反复作用下产生竖直方向永久变形的积累。车辙形成过程可简单地分为三个阶段: 
①开始阶段的压密过程。
②沥青混合料的流动。 
③矿质骨料的重新排列及矿质骨料骨架的破坏。车辙形成的最初原因是压密及沥青高温下的流动,最后导致骨架的失稳,从本质上讲就是沥青混合料的结构特征发生了变化。      
     影响沥青路面辙槽深浅的主要因素:沥青路面结构和沥青混凝土本身的内在因素(简称内因),以及气候和交通量及交通组成等的外界因素(简称外因)。沥青混合料在较高温度条件下的强度不足,是路面产生车辙损坏的主要内因。
2、车辙的防止与处治    
(1)对于连续长度不超过30m、辙槽深度小于8mm、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。    
(5)加强路面基层施工质量,提高基层平整度是有效防治病害的条件之一。同时,沥青面层铺筑前透层油的洒布尤为重要,透层油洒布前首先必须认真清扫基层表面浮土及杂物并且保证透层油洒布的均匀性和设计用量,提高基层与面层的粘结力。
(6)有效阻止超载车辆。随着油价上涨等原因,近年来超载车辆越来越多,与设计荷载相比超载十分严重。在重荷载重复作用下,特别在车辆启动或刹车频繁的叉路口及转弯处沥青路面很快产生破坏,推移、裂缝尤为常见。

七、坑槽
     坑槽是常见的沥青路路面早期病害,汽油或柴油渗入沥青路路面后造成对沥青的破坏,已破坏的沥青残留物在水的作用下沿沥青基层桥面扩散,在汽车荷载的作用下造成桥面铺装的坑槽,此外水损害也是形成坑槽理由。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。

1、坑槽的成因 
      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、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。
3、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。 
4、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3min~5min,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。

八、泛油
     泛油指沥青混合料中沥青含量过高,空隙率较小、高温稳定性差是产生泛油的主要理由。泛油是指沥青路面沥青用量过大,高温季节被挤出表面形成油层。   
     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。

1、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。 
2、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。
(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。

九、沥青路面的松散
   “松散”是沥青路面常见病害。其症状为沥青混凝土 中沥青与集料的粘结力作用逐渐下降并丧失,在车辆荷载作用下使沥青混凝土表面层呈松散状态,面层中的集料颗粒脱落,粗细集料散失起砂,路面磨损,路表粗 麻,多处微坑,表层剥落,路面外观质量差,行车不适。如不及时治理,它会从路表面向下不断发展,以致形成坑槽。
1、松散的原因 
    松散产生的因素有很多,具体可以归结为以下几个方面: 
(1)由于沥青混合料中沥青偏少,油石比偏低,使得沥青与集料间粘结性差;
(2)因低气温施工,压实度过小,造成沥青面层内部空隙率过大,在车辆的载荷作用下造成的沥青面层松散; 
(3)集料颗粒被足够厚的粉尘包裹,使沥青膜粘结在粉尘上,而不是粘结在集料颗粒上,在表面的摩擦力作用下磨掉沥青膜,并使集料颗粒脱离,这种情况主要是由于集料含泥量超标所造成的; 
(4)沥青混合料拌合时沥青温度过高,导致沥青老化,沥青膜剥落使沥青与集料的粘结力减弱而产生松散; 
(5)基层强度松软而引起的面层龟裂松散;
(6)骨料选择有误,选择了酸性骨料与沥青粘附性差而造成的松散; 
(7)水损害导致的松散,由于车轮动态载荷的作用,水分逐渐渗入沥青与集料的界面上,使沥青粘附性降低病逐渐丧失粘结力,沥青膜从集料表面脱落,沥青混合料出现掉粒、松散。
2、松散的防治     
     对于沥青路面松散路病的治理,传统方法不外乎两种。对于因低气温施工造成的沥青面层松散,其冶理方法为:先收集好松散料,待气温上升时,重做喷油封层,撒 布石屑或粗砂,并用轻型压路机压实。这种施工方式从工序上来说质量无法保证,只适用于低等级公路;对于其他原因引起的松散,比如由基层松软变形而引起的面 层龟裂松散、由酸性骨料和沥青老化引起的松散或由沥青含量不足引起的松散,采用的是“挖补”工艺,即将松散部分全部挖除,若基层软弱,先处理好基层,然后 再重做面层。这种方式采取一刀切的方法,浪费了本来可再生利用的混合料。 
     近年来,就地热再生修补技术逐渐得到了较为广泛的应用,英达就地热再生技术因其修补质量好、施工效率高而得到了外界一致认可。我公司以PM系列修路王为核心的修补工艺可实现对路面病害的现场加热、耙松、喷洒乳化沥青、整平、碾压等一系列流程,简单紧凑,并使老化的沥青混合料就地加热再生利用,有效避免了传统冷料冷补和热料冷补工艺中出现的弱接缝。
      PM系列修路王配备专利技术的热再生加热墙、沥青混合料自动加热保温料仓和乳化沥青喷洒系统,再辅以FR800单钢轮振动压路机,可以满足沥青混合料加热 温度不够,压实度过小引起的松散。不仅如此,PM修路王的乳化沥青喷洒系统还可以调整松散病害处沥青混合料的油石比偏小的问题,一机多用。可见,对不同的 原因产生的松散,修路王都有相应的功能对症下药,因此用修路王处理松散路病,是最合适的修补方式。 

十、沥青路面的脱皮、啃边 
     脱皮是指路面保护层或封层脱落,常表现为麻面(路面矿料局部散失、粗细不匀、呈麻点状)、磨耗(骨料棱角磨成圆滑或平滑状态),露骨(较粗的集料也散失,粗骨料外露)。
啃边是指路面边缘材料破损或形成坑洞。由于面层和基层宽度不足,边缘不密实,排水状况不良,辗压不到边不密实引起的病害。
1、脱皮、啃边的治理办法 
     脱皮的治理方法:(1)脱皮严重的路段,应将沥青面层全部削除,重新铺筑。(2)脱皮面积较小,且交通量大的街坊路面,可参照坑槽的治理方法进行修复。(3)脱皮部分发现下层松软等病害时,可参照坑槽的治理方法对基层补强后修复啃边的治理方法:在啃边路段修补范围内,离沥青面层损坏边缘5-10cm处画出标线,选择适用机具沿标线将面层材料挖出。经清扫后,在底面、侧面涂刷黏层沥青,然后按原路面的结构和材料进行修复。接缝处以热烙铁烫边,以使解封紧密。

所属类别: 混凝土搅拌机械

该资讯的关键词为:黑龙江沥青站 

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