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城市沥青混凝土道路病害成因与处治措施.pdf

1、城市沥青混凝土道路病害成因与处治措施 张伟 上海同济建设有限公司 上海 2 0 0 0 9 2 摘要:我国城市道路多采用沥青混凝土进行铺设,但由于种种原因,道路出现开裂的情况并不罕见,这对于道路稳定 性与行车安全埋下了一定的隐患。从沥青混凝土路面出现裂缝的原因入手,并就路面裂缝病害的处治措施进行详细的 分析以望在之后出现类似问题的处理中起到一定的帮助作用。 关键词:沥青混凝土道路; 路面裂缝;原因分析;处治措施 中圈分类号:T U 9 9 7 文献标志码:B D OI :1 0 1 4 1 4 4 4 c n k i j z s g 2 0 1 6 0 4 0 4 0 De f e c t C

2、a u s e s a n d Re me d i a l Me a s u r e s f o r Ur b a n Bit u mi n o u s Co n c ret e Ro a d ZHANG W e i S h a n g h a i T o n g j i C o n s t r u c t i o n C o , L t d S h a n g h a i 2 0 0 0 9 2 沥青路面是我国现在较常用的路面类型之一 ,但沥 青路面在正式通车后,会受到原有地形或是行车数量的影 响,从而使路面产生裂缝或出现其他病害,因此在日常养 护过程中,各部门必须重视对沥青路面裂缝的处理,

3、积极 采取各项防治措施。 1 沥青混凝土路面裂缝病害成因分析 沥青混凝土路面出现的病害包括裂缝 、松散、推移、 泛油和水破坏等,病害成因主要可概括为气候条件、结构 设计不规范、现场施工控制不严、车辆超载管理不严等, 沥青路面之所以产生裂缝,则与路面结构完整性差、基层 质量劣化、集料离析等因素有关。 1 : 1原有软土地基处理未到位 当填土与地基在水平方向施工未达到均匀性要求时, 随之而来的就是路面基层开裂。软土变形复杂,且 自身属 于易沉陷的性质,在这种软土层上正式施工前,必须先对 其采取浇筑桩、换填层等方式进行处理。如果软土地基采 用浇筑中粗砂的方式处理,一旦浇筑量过少就会导致软土 地基的处

4、理未到位,地基处会出现地下渗水,软土从两侧 被挤出,由于公路填方路基多数是建立在软土地基上的, 故通车后的软土地基大多会因沉降固结而致使混凝土路面 出现不同大小的裂缝。 1 2 路基强度未符合标准 路基填土没有分层进行,且压实度没有达到标准,也 是造成路基填筑不均匀的因素之一。如果填土与地基之 间 压实不均匀或是表层水渗入路基,久而久之,沥青混凝土 路面会出现显著的局部沉陷或是一些纵向裂缝等,因此相 关部门必须重视路基强度的建设工作,预防表层水渗入路 基。 1 3 路面基层质量劣化 沥青混凝土路面基层材料的刚度、强度和水稳性必须 达到标准要求,否则容易遭受水的冲刷作用,路面基层材 6 )目前,

5、西沥大桥右幅桥已经完成,该栈桥经历了3 年的考验 ,期间遭遇了多次台风和上游泄洪。 7 ) 对其他类似栈桥钢平台工程提供了一定参考依据和 借鉴的价值 。 参考文献 【 1 】 中交公路规划设计院 T J G D 6 0 - - 2 0 0 4 公路桥涵设计通用规范【 s 北 京:人 民交通 出版社, 2 0 0 4 【 2 】 中交第一、第二航务工程勘察设计院J T s 1 4 4 1 2 O 1 O港口工程 荷栽规 范【 s 北京:人 民交通 出版社, 2 0 1 0 中交第一航务工程勘察设计院 海港工程设计手册【 M】 北京:人民交 通 出版社 ,2 0 0 1 【 4 】 唐士芳 桩和桩

6、群的水流阻力及其在潮流数值模拟中的应用 D 1 大 连: 大连理 工大学, 2 0 0 2 5 j 谭勇刚 杭州湾跨海大桥南岸超长栈桥设计研究 D 】 南京: 东南 大学,2 0 0 6 6 】 谭勇刚杭州湾大桥南岸超长栈桥钢管桩水平极限承载力分析卟 公路 交通科技 ,2 0 0 6 ( 8 ) : 9 3 9 6 , 1 0 0 2 0 16 4 B u Ud in g C o n stru ctio n 田 张 伟 :城 市沥青混凝土道路病 害成 因与处 治措施 料属于半刚性材料 ,收缩性偏小,任何极小的变形都可能 会造成断裂,不良建材与面层的结合也会有困难,从而直 接影响路面基层的质量。

7、沥青混凝土最关键的承重层就是 基层,其建设材料和施工工艺对路面的使用寿命和破坏程 度有直接影响,当基层厚度和质量都没有达到相应要求, 加之行车数量过多 ,极易使路面产生变形 ,出现下沉、网 裂和块状裂缝等现象【 】 。 1 4 沥青混凝土路面遭受地面水和地下水破坏 水破坏是沥青混凝土路面中最常见、破坏力最大 、 影响最严重的早期病害之一。水破环是指表层水渗透至路 面结构层,让路面遭受破坏,成因是施工中沥青混合料拌 和不均匀、沥青混合土配合 比控制不严 、碾压效果不 良等 致使沥青路面空隙率过大 ,主要的破坏形式包括唧浆、坑 洞 、网裂和辙槽等 ,具体表现有以下2 种。 1 )表面层出现裂缝,表

8、层水渗入并滞留在沥青混凝 土路基 的孔隙中,经车辆反复碾压后 ,沥青混凝土局部松 散 ,表层沥青碎石剥落 ,车轮甩出碎石 ,逐渐形成路面坑 洞 ,尤其是半开式沥青混凝土表层出现的坑洞影响最严 重。 2 ) 局部出现网裂,表层与中层同时出现坑洞,渗透并 滞 留在表层与中层的 自由水经车辆反复碾压 ,使两者之 间 的沥青逐渐丧失黏合作用 ,表层渐渐出现形变与网裂 ,继 而演变成向外推挤,产生坑洞破坏。 1 5 其他原因 在路基的实际施工过程中,不仅未使用任何挡土墙或 反压护道等路基稳定的措施,也没有采用质量过关的填料 或是使用加筋的土工合成材料来对路基进行加固处理,致 使路面产生初期的裂缝病害。

9、2 沥青混凝土路面早期病害检测技术 遵循路面病害的检测技术原则,在了解各检测技术的 特点与适用范围的前提下,根据不同的路面病害情况,选 择科学合理 的病害检测技术 。 沥青混凝土路面出现局部损坏,但无碍道路的正常 使用时 ,选 择无损检测手段 ,降低对沥青混凝土路面 的伤 害。 沥青混凝土路面在自然因素或交通荷载的反复作用下 出现大面积损坏,已严重妨碍路面的正常使用时,首先使 用无损检测对路面的伤害程度进行检测,若无损检测无法 彻底检测,可以考虑有损检测,总之应尽量降低检测对路 面带来的伤害。 沥青混凝土路面局部已受损十分严重,且无法确定损 坏原因时,将有损检测与无损检测结合起来 ,在不对沥青

10、 混凝土路面造成额外伤害的前提下,确保检测的正确性。 沥青混凝土路面的病害已达到阻碍道路的正常运行 固 建 筑 施 工 第 3 8 卷 第 4 期 时,可以选择无损检测中,全部挖除路面路基的措施检测 其病害。 3 沥青混凝土路面裂缝病害处治措施 3 1 加强路基的强度和稳定性 交通道路承 载着较大 的行车量 ,由此受到较 多的荷 载 ,因此道路的安全性与稳定性必须得到保障,路基强度 必须达到相关标准,正确把握路面稳定性的结构特性,防 止路面的不均匀沉降引起的开裂现象。路基稳定性的影响 因素主要从建设材料和施工工艺入手,积极采取有效的处 理手段 ,最大程度降低施工结束后的路基沉降量。 压实度是反

11、映路基强度最主要的指标,也就是说提升 路基强度与稳定性最有效的保障就是路基压 实度的提高 , 因此施工过程各个阶段需严格控制压实度的浮动,一旦施 工中出现土质不理想 的区域 ,应及时进行换填工作 ,确保 此路段的稳定 陛不会受到影响。 路基填筑是路基处理中的主要施工工艺 ,但优 良的填 筑材料也是路基强度 的切实保障,避免 日后路基沉降和出 现裂缝等病害,因此在填筑路基时,务必选择质量过关、 适合施工的填筑材料 。 3 2 确定合理的基层厚度 路基 的承 载能力是和厚度成正 比的 ,实验证 明 ,半 刚性路基的厚度每增加1 5 c m,路基承载力也会相应提升4 倍 。施工部门应结合建设项 目的

12、实际要求 ,科学规划路基 厚度 , 使之承载力符合有关指标 。 3 3 选择防裂性能好的材料 对于防裂材料 ,不但要满足温缩系数小的要求 ,而且 要满足抗冲刷能力强的要求;挑选骨料时,一般优选温度 膨胀系数较低的骨料 ;沥青混凝土的表层使用松弛性能好 的优质沥青进行施工,其延度符合指定标准,为了减缓裂 缝的持续增大,最好选择密实型的混凝土,在建设成本有 限的情况下 ,施工单位可在建材 中添加一些能提升抗裂性 能的添加剂或聚合物 。 此外,选择沥青混合料时,材料的性质是必不可少的 考虑因素 ,材料表面的光洁程度和耐磨性能是否 良好都会 对后续工程产生影响,沥青混合料的级配还要考量材料的 高温稳定

13、性和抗疲劳性。在沥青路面的防裂设计中 ,目前 采用S MA混合料这种新兴技术 ,不但可提升低温 抗裂 性 能 ,使其使用寿命得以加长 ,而且还能使路面的抗车辙 性 能大大增强,使用橡胶沥青铺设混凝土的表面,能有效提 升路基表面层的抗温度裂缝能力。 3 4 设置应力吸收层 应力吸收层介于基层和面层之间,采用预制织物膜 带条或土工织物进行铺设 ,主要是减缓裂缝的产生 ,应力 吸收薄膜的作用在于降低裂缝处产生的应力,大大减少应 张伟:城市沥青混凝土道路病害成因与处治措施 力的强度因子,因此应选择高韧性、变形率大的材料来做 应力薄膜。吸收薄膜的弹性来反映防裂效果的好坏 ,弹性 越低证明防裂效果越好,目

14、前施工中,常用的土工织物和 沥青橡胶薄膜的变形率普遍较大,弹性模量较低,符合要 求。 3 5 严格控制裂缝的产生 在实际施工中,需严格控制路基的碾压含水量,碾压 结束后尽快进行保湿养护工作,这一环节是必不可少的, 决不能因偷工减料而忽视此环节,因为该环节可有效防止 干晒。养护结束后 ,立即喷洒沥青乳液 ,完成粘层后进行 沥青面层的铺设,制备沥青混合料时严格把关加热时间和 加热温度,使碾压度加实,减缓沥青老化程度 ,最大程度 降低反射裂缝的出现 。 3 6 针对横裂缝、纵裂缝的处治 针对路面产生的横向裂缝,结合裂缝两边的破坏程度 采用合适的处理手段;针对较大间距的裂缝,应清除干净 裂缝中的杂物,

15、再使用开槽浇筑密封胶的方式进行处理; 一 旦裂缝两边出现沉陷、网裂或破碎带的裂缝,挖除裂缝 的松散边缘,使用沥青稳定碎石进行处理。 对于支缝不多,沉降不明显路段的单条纵向裂缝,应 事先清除裂缝中的杂物 , 再使用开槽浇筑密封胶的方式进 行处理。如遇稍有沉降、支缝细小的路段,根据病害发展 的程度,采用挖补中上面层处理,处理过程中一定要保证 路面结构的安全性;如遇纵缝较多、沉降明显的路段,采 用铣刨基层和面层的方式进行处理。 4 案例分析 4 1 路况病害分析 某城市道路被设计成了三幅路断面结构形式,道路路 宽约3 2 m。经过较长的运行时间后 ,出现诸如路面开裂 、 沉陷、剥落等病害。通过道路维

16、护方的钻芯取样,发现路 面结构由多种材料构成,部分路段龟裂、车辙处于严重病 害状态 ,道路维护方根据不同病害制订了专业的修复方 案。 4 2 病害防治措施 1 ) 轻微病害防治措施。针对病害较轻的部分,将以预 防性养护为主,包括稀浆封层、雾封层等处理方法。依据 病害的严重程度,工作人员实施稀浆封层进行处理,同时 准备各类填料,混合乳化沥青并将其充分搅拌后,重新摊 铺病害轻微的区域,恢复原本路面的功能机理。对于路面 老化、裂缝细小的区域路面,可在稀浆中加入高分子聚合 物,从而调制成改性的乳化沥青,重新摊铺后的处治层厚 1 0 1 2 mm,此类处理方法快速有效,有助于缓解一定的 交通压力。 2

17、)路面修复措施。路面裂缝修复的方法主要包括挖 补式、填料式、热烘式等,其中挖补式是最为常见的修复 方式,该方法将病害部位开槽并挖除干净后,在坑槽壁涂 刷粘层油,浇筑混合沥青即可,整个修复过程宜采用分层 进行;填料式的修复步骤虽简单易操作,但养护质量有待 改善,且此类方法仅适合于雨季或紧急情况; 热烘法是利 用红外方法进行修复的,病害路面受热之后,喷洒新制的 乳化沥青,使旧料得以再生,填补新料之后及时开展压实 工作,确保新旧路面之间的有效衔接。该道路的某一段为 沥青结构,因坑槽病害较为严重,维护方最终决定采用挖 补式进行路面修复, 确保完全根除病害,保证路面结构完 整。 3) 病害严重路况修复措

18、施。当沥青路面遭遇病害面 积较大的情况时,维护方必须进行必要的路面翻修。这一 过程以铣刨重铺为主,挖除路面的病害区域,沥青原料中 加入足够的再生剂,泼洒在道路基层中。沥青原料是路面 翻修中的关键所在,产生路面病害多是由于沥青混合料出 现变化,因此道路才会老化、脆硬 ,泼洒新沥青是为了使 旧有沥青恢复原有机能。该道路某一段出现严重的裂缝病 害,故维护方必须进行路面翻修工作。 4) 车辙修复措施。针对路面车辙病害,对于深度不大 于1 0 r m n 的车辙,可使用微表处修复;深度处于l O 一 2 0 n l lT t 之间的车辙,可使用双层微表处修复;一旦车辙严重到路 面出现磨光时,先铣刨病害部

19、位,清理车辙处面层,检查 下卧层有无问题,浇洒乳化沥青形成粘层,并在修复车辙 后再铺设厚1 c m的罩面【 3 】 。 5 结语 由于道路交通工程暴露在外的施工特点,故其施工难 度相对较高,当道路出现路面裂缝时,应选用黏结能力良 好、延展性优良的抗疲劳的建设材料,并应采取预防性的 养护措施,提升路面裂缝的修补工艺,加大技术投入和人 力投入,切实提高道路的使用寿命,使沥青道路的工程质 量得到保障。 臣参考文献 1 曾广群 沥青混凝土路面面层裂缝产生原因及防治措施 】 工程建设 与设计 。2 o o 4 ( 1 2 ) : 4 9 5 0 【 2 孟凡韧, 包天栋 沥青混凝土路面裂缝开裂因素分析与防治措施研 究U 交通建设与管理, 2 O l O (6 ) : 1 o 4 一 l O 5 【 3 】 樊勇, 朱振平 沥青混凝土路面裂缝的原因分析及防治措施U 】 河南 科技 , 2 o o 6 ( 1 1 ) : 4 6 4 】 沈秀娥 高等级公路沥青混凝土路面裂缝原因分析与防治措施田 四 川建材,2 0 0 9 ( 4 ) :4 7 - 4 8 5 】 王萍 沥青混凝土路面裂缝产生的原 因与综合 防治U】 公路 , 2 0 0 2 ( 5 ) :4 2 4 4 2 0 1 6 4 B u iIB u 帅 g C o n structi。 n _

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