水泥混凝土路面沥青加铺层病害分析及预防性养护技术研究.pdf

文章编号:():./.水泥混凝土路面沥青加铺层病害分析及预防性养护技术研究邹德彪龚小斌(.湖北省电力规划设计研究院有限公司 武汉市.北京市市政工程设计研究总院有限公司武汉分公司 武汉市)摘 要:随着运营年限增长水泥混凝土路面会出现不同程度的破损工程中常采用加铺沥青面层的方式对破损水泥混凝土路面进行修补 依托某水泥混凝土路面沥青加铺层养护工程对沥青加铺层常见病害及其成因进行分析并对预防性养护技术在沥青加铺层中的应用进行研究 结果表明:反射裂缝与车辙是沥青加铺层中最常见的病害采用裂缝填补及微表处技术能够很好地控制沥青加铺层病害发展 关键词:水泥混凝土路面沥青加铺层病害分析预防性养护中图分类号:.文献标识码:加铺沥青层是水泥混凝土路面改造常用手段该技术不仅能修复破损路面还能够改善路面行车舒适性但受原水泥混凝土路面结构破损以及材料差异性的影响沥青加铺层的病害程度与规模均高于普通沥青路面 沥青路面预防性养护技术能改善路面病害情况并减缓病害的发展但该技术在沥青加铺层养护中的适应性及养护效果尚不清晰 因此对沥青加铺层病害及其产生机理进行分析并对预防性养护技术在沥青加铺层中的应用进行研究对于提高沥青加铺层路面的行车舒适性、降低道路后期维护成本而言都是十分重要的 沥青加铺层常见病害及其产生机理研究()反射裂缝 反射裂缝是水泥混凝土路面加铺沥青层最常见的病害形式该类病害的产生主要有以下原因:一方面在沥青加铺层施工前水泥混凝土路面就已经产生不同程度的开裂在上部交通荷载的影响下水泥混凝土层裂缝会逐渐扩大导致沥青加铺层产生反射裂缝另一方面当温度急剧变化时沥青加铺层与原混凝土路面的变形程度存在差异会引发沥青加铺层产生较大温度应力进而产生反射裂缝()车辙 沥青加铺层路面与普通沥青混凝土路面存在很大结构差异与普通沥青路面的半刚性基层相比水泥混凝土路面刚度较大在车辆荷载的作用下沥青加铺层受到的压力与剪应力远远大于普通沥青路面在环境温度的影响下沥青加铺层产生车辙的概率也大大增加 沥青路面预防性养护技术在沥青加铺层路面中的应用沥青路面预防性养护技术是指在路面尚未发生大规模病害前采用一定技术手段对路面进行处理的一种路面养护技术 与治疗型养护相比预防性养护技术能够以较低成本获得较好的养护效果 通过对沥青加铺层的常见病害及其产生原因进行研究得出水泥混凝土路面沥青加铺层在运营过程中出现反射裂缝及车辙等病害的概率较大在预防性养护中常通过以下技术该类病害处理:()对于沥青加铺层出现的反射性裂缝可以采用沥青填缝、抗裂贴片等技术进行填补阻断路面积水向路面内部渗透的渠道降低沥青路面水损坏可能性()对于沥青加铺层出现的车辙病害实际工程中可采用罩面层技术及微表处技术进行处理该类技术可以填补沥青路面车辙并改善沥青路面渗透性能并可以减缓沥青路面病害的发展 依托工程概况文章依托湖北某水泥混凝土路面沥青加铺层养 年 第 期 北方交通护工程对沥青加铺层常见病害及其预防性养护技术进行研究 依托工程路段全长()是湖北省较早建成通车的高速公路之一道路为双向四车道结构路面最初为水泥混凝土路面 为改善道路路用性能相关部门于道路通车运营 年后对该路段进行沥青层加铺加铺后沥青路面结构如图 所示 随着运营年限的增长沥青加铺层出现了较为严重的病害文章选取 作为试验路段对试验路段病害情况进行调查并对预防性养护技术进行研究图 沥青路面结构图.沥青加铺层路面病害调查与评价方法研究文章对试验路段沥青路面的病害情况进行调查根据公路技术状况评定标准()对试验段病害类型及其严重程度进行了统计 根据相关研究可知常规沥青路面病害评价通常采用路面状况指数、路面行驶质量指数、路面车辙指数、路面抗滑性能指数 并按照式()计算后进行道路状态整体评价 ()式中:为路面使用性能指数为 在 中的权重为 在 中的权重为 在 中的权重为 在 中的权重通过前文研究可知受材料差异性和基层刚度影响沥青路面加铺层病害以反射裂缝和车辙为主道路在纵向上平整度较高式()中舒适性指数 以及路面抗滑指标 在沥青加铺层病害评价中代表性较差 因此文章拟采用路面状况指数、路面车辙指数 对试验段沥青路面病害程度进行评价并给出相应道路情况分级标准如表 所示表 试验段沥青路面分级情况评价指标路面分级优良中差路面状况指数 路面车辙指数 .沥青加铺层路面病害调查与评价文章对试验路段每 范围内沥青加铺层的路面状况指数 进行测定得到图 由图 可知与初始阶段相比试验段路面状况指数 有很大程度的降低对试验段范围内 数值进行统计可知试验段沥青加铺层路面分级为优 良 中 差 通过以上数据可知试验段沥青加铺层破损较为严重若不及时进行修复处理会加剧路面积水向沥青与混凝土层间结合处渗透沥青加铺层水损害的概率也会大幅增加图 试验段路面状况指数 分布文章对试验路段每 处路面车辙指数 进行测定得到图 图 试验段路面车辙指数 分布由图 可知与初始阶段相比沥青路面车辙指数 均存在一定程度的降低 根据该指标可将试验段路面分级为优 良 中 差 北方交通 年 第 期 值得注意的是不同截面处路面车辙指数 变化幅度存在较大差异其中桩号 段为上坡路段该路段范围内路面车辙指数 变化幅度较大 通过以上数据可知试验段沥青路面车辙病害严重且道路上坡段会加剧这一现象 沥青路面加铺层预防性养护措施.沥青加铺层反射裂缝处治()沥青加铺层反射裂缝分类及其占比沥青加铺层反射裂缝的处治方法受道路裂缝宽度影响 根据病害调查数据对沥青加铺层裂缝种类进行了统计得到图 图 试验段各类裂缝占比由图 可知试验段沥青加铺层不同程度裂缝存在以下关系大裂缝 中裂缝 小裂缝 微小裂缝.这表明虽然试验段路面破损程度较大但裂缝以中小裂缝为主根据相关研究可知路面中小裂缝常采用填缝手段进行处理当沥青路面裂缝超过 时应进行灌缝处理()填缝材料与工艺由于试验段沥青加铺层裂缝以中小裂缝为主综合考虑养护成本及路面结构等因素试验段采用乳化沥青作为填缝材料 为确保养护效果沥青加铺层裂缝处理应遵循以下工艺流程:()清理裂缝为保证填缝材料能够与路面材料之间形成良好的粘合效果在进行填缝施工前应采用钢丝刷以及气枪等工具对裂缝内部杂质进行清扫()填缝 为防止清理后的裂缝再次污染应将填缝材料加热后进行储存并在裂缝清理完毕后立刻进行填缝作业()封边修整 为保证填缝施工质量填缝作业完成后应采用专用工具进行压实封边填缝施工结束后还应在其表面覆盖一层薄砂防止填缝材料被车轮带走()沥青加铺层反射裂缝养护效果为更加直观地对沥青加铺层反射裂缝预防性养护效果进行研究试验选取未进行预防性养护处理的路段作为对照组并对试验段和对照段加铺沥青层以来路面状况指数 的变化趋势进行对比得到图 图 路面状况指数 随时间变化趋势由图 可知沥青加铺层在运营第 年就已经出现明显的劣化现象其路面状况指数 值逐渐下降对于未进行预防性养护的路段随着运营年限的增长 降低曲线斜率逐渐增大这表明若不及时对破损路面进行养护会导致沥青路面病害突发式增长采取填缝处理后试验段路面 值有一定程度的提高且随着运营年限的增长其曲线的斜率与对照路段相比较小这表明对沥青加铺层路面进行填缝处理不仅能改善当时的路面状况还能够减缓病害发展趋势.沥青加铺层车辙处治()沥青加铺层车辙病害分布根据相关研究可知沥青加铺层车辙在不同车道间的分布是不均匀的 根据沥青加铺层车辙病害调查资料得到试验段路面车辙分布情况见图 图 试验段沥青路面车辙分布情况 年 第 期 邹德彪等:水泥混凝土路面沥青加铺层病害分析及预防性养护技术研究由图 可知试验路段紧急停车带车辙病害程度最低行车道车辙病害程度最为严重超车道车辙病害程度介于两者之间在长大上坡路段此现象更加明显 产生上述现象的原因是不同车道承担上部车辆荷载不同 因此在沥青加铺层车辙病害处治过程中应对不同程度的车辙采取差异性处治措施()沥青加铺层车辙处治措施与工艺文章拟采用微表处工艺对试验段沥青加铺层车辙进行处理 当路面车辙深度超过 时先对车辙铣刨再进行微表处施工当路面车辙深度小于 时可直接对车辙进行填补处理 沥青加铺层微表处施工还应遵循以下工艺:()施工准备:在施工前应对施工设备的机械状态进行检查并根据室内试验结果确定微表处材料配合比()路面铣刨与清扫:施工准备工作完成后根据车辙深度确定是否进行路面铣刨为保证微表处施工质量施工前应对路面灰尘、泥土、铣刨残渣等进行清扫()摊铺面整平:为保证路面平整度应对微表处施工后不平整位置进行人工找平()摊铺结束待混合料强度上升后方可开放交通()沥青加铺层车辙病害处治效果分析对试验段以及对照段加铺沥青层以来的路面车辙指数 进行对比得到图 图 路面车辙指数 随时间变化趋势根据图 可知当运营年限在 年时曲线斜率最大说明该期间路面车辙病害日趋严重在行车道还会产生拥包等更为严重的病害但随着运营年限的增长 曲线斜率有所减小这说明在车辆荷载作用下路面材料会逐渐密实车辙发展趋势逐渐减缓 对沥青加铺层进行微表处施工后 值有一定程度的提高这说明微表处施工能够有效解决沥青加铺层的车辙问题随着运营年限的增长试验段 值呈下降趋势但其曲线斜率略高于对照段这也印证了混合料的压密作用是沥青加铺层车辙病害产生的重要原因 结论文章对水泥混凝土路面沥青加铺层常见病害及其产生原因进行了分析并对预防性养护技术在沥青加铺层中的应用进行了研究 主要得出以下结论:()受原混凝土路面开裂及温度影响沥青加铺层会出现反射裂缝 与普通半刚性基层相比混凝土路面刚度较大在车辆荷载的作用下沥青加铺层的车辙病害较为严重 对于沥青加铺层出现的反射裂缝可通过沥青填缝、抗裂贴片等技术进行处理对于路面车辙病害可采用微表处、罩面层等技术进行处理()通过对预防性养护技术在沥青加铺层中的应用进行研究可知:在较短时间内沥青加铺层已经出现了不同程度的裂缝与车辙等病害且随着运营时间增长程度会逐渐加重 对沥青加铺层进行预防性养护处理不仅能够改善路面运营状态还能够减缓沥青加铺层病害的发展参考文献 陈全.湿热地区沥青加铺层温度分布影响因素与最高温度拟合研究.西部交通科技():.王端宜张肖宁王绍怀.水泥混凝土路面沥青加铺层材料的设计.华南理工大学学报(自然科学版)():.何超邓斌.旧水泥混凝土路面沥青加铺层反射裂缝成因及防范措施.城市道桥与防洪():.赵旭.连续配筋复合式路面沥青加铺层车辙研究.交通科技():.杨拥政.预防性公路养护技术在现代公路养护中的应用.黑龙江交通科技():.李高亮.高速公路抗车辙沥青路面设计及施工技术研究.交通世界():.(下转第 页)北方交通 年 第 期 张振兴张良奇.振动搅拌技术在路面水稳基层施工中的应用.筑路机械与施工机械化():.(.).:.(上接第 页)(.).:.北方交通 年 第 期