淺談瀝青混凝土路面病害產(chǎn)生原因和處理方法

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淺談瀝青混凝土路面病害產(chǎn)生原因和處理方法上海市市政工程管理咨詢有限公司　?????【摘要】本文較系統(tǒng)地對瀝青混凝土路面幾種常見病害產(chǎn)生的原因進行分析，提出相應(yīng)的預(yù)防與治理措施以供同行參考?！娟P(guān)鍵詞】◎?瀝青路面?????????◎?病害?????????◎?????治理措施一、概況近幾年，隨著我國公路建設(shè)的發(fā)展，瀝青混凝土路面以其比單純的混凝土路面具有諸多優(yōu)勢特點，而越來越多地被應(yīng)用到高等級公路建設(shè)中，但是瀝青混凝土路面的一些問題卻不容忽視。在各種因素的影響下，不可避免的會出現(xiàn)很多病害，瀝青混凝土大部分設(shè)計年限為15年，然而部分地區(qū)局部路段路面使用年限2年都不足。以上海最近投入使用的郊環(huán)線為例，投入使用2年來，局部路段已出現(xiàn)不同程度的病害。尤其是“白改黑”和公路交叉口交通密集處病害尤其嚴重。????二、常見瀝青路面病害類型及產(chǎn)生原因瀝青路面的病害產(chǎn)生是多種因素綜合作用的結(jié)果，其種類繁多，但主要表現(xiàn)為裂縫、車轍、沉陷、坑槽、唧泥、泛油、波浪、擁包、表面磨光、松散剝落等?，F(xiàn)就瀝青混凝土路面最常見的裂縫、路面推移、泛油和油斑、車轍產(chǎn)生的原因進行分析。????1?、裂縫裂縫是瀝青混凝土路面最常見的病害之一，按其形狀又基本分為橫向裂縫、縱向裂縫、網(wǎng)狀裂縫和反射裂縫四種：1.1橫向裂縫：裂縫與路中心線基本垂直，縫寬不一，縫長貫穿部分路幅或整個路幅。裂縫一般比較規(guī)則，每隔一定的距離產(chǎn)生一道裂縫，裂縫間距的大小取決于當?shù)氐臍鉁睾蜑r青面層與半剛性基層材料的抗裂性能。1.2縱向裂縫：裂縫走向基本與行車方向平行，裂縫長度和寬度不一。主要集中在行車道輪跡分布密集處，因為高速公路交通渠化分明，輪跡位置及輪跡分布范圍較小，大車、慢車、重型車輛全部集中在行車道上，快車、小型車，輕型車行駛于超車道機會明顯增多，超車道上荷載較小，交通量相對較小，縱向裂縫也較小，縱縫縫寬一般在5～10mm，靠近標線或位于車道中央，且綿延幾十米，甚至數(shù)百米。常以單條裂縫形式出現(xiàn)。產(chǎn)生的原因有兩種可能性，一種情況是瀝青面層分路幅攤鋪時，兩幅接茬處未處理好，在車輛荷載及大氣因素作用下逐漸開裂；另一種情況是由于路基壓實度不均勻或由于路基邊緣受水侵蝕產(chǎn)生不均勻沉陷而引起。1.3網(wǎng)狀裂縫：裂縫縱橫交錯，縫寬1mm以上，縫距40cm以下，1m2 以上。1.4反射裂縫：基層產(chǎn)生裂縫后，在溫度和行車荷載作用下，裂縫將逐漸反射到瀝青表面，路表面裂縫的位置形狀與基層裂縫基本相似。半剛性基層的開裂通常由溫縮或干縮引起，對于這一問題的研究一直沒有停止過。筆者在郊環(huán)線病害發(fā)生地點實際觀察過發(fā)現(xiàn)，在“白改黑”路段和橋頭回填路段反射裂縫病害比較普遍，究其原因，“白改黑”路段原設(shè)計“白色”路面設(shè)計年限和標準相對現(xiàn)在而言低，且路基設(shè)計標準也是參照以往的交通情況和要求，在瀝青路面施工后，重交通荷載下，“白色”路面產(chǎn)生裂縫，反射到瀝青路面；橋頭回填路段主要是因為軟基路段不均勻沉降引起的裂縫直接反射到瀝青路面。????另外，行車荷載的作用加速裂縫的發(fā)展，二灰碎石在施工及運營中由于種種原因會產(chǎn)生細微裂紋。根據(jù)斷裂力學(xué)理論，半剛性基層內(nèi)存儲的能量由行車荷載提供，并通過裂紋失穩(wěn)擴展消耗能量，這個過程不斷反復(fù)進行，使獨立的裂紋擴展為數(shù)條貫通宏觀裂紋，直到形成小裂縫，最后成為貫穿裂縫。這是行車道裂縫多于超車道，交通量軸載次數(shù)大的裂縫多于交通量小的原因所在。由于瀝青面層存在孔隙，路面和綠化帶水分滲入，在行車荷載作用下裂縫處出現(xiàn)唧泥現(xiàn)象。二灰碎石因水而剝落，松散致使路面結(jié)構(gòu)承載力不足，出現(xiàn)啃邊現(xiàn)象，并可能發(fā)展成縫邊網(wǎng)裂或坑塘、沉陷等。????2、路面推移瀝青混凝土面層推移，主要是指混合料在道路的縱向發(fā)生位移，它可能是在施工期間發(fā)生或者是在道路通車一段時間后產(chǎn)生，尤其在高溫天氣下。????3、泛油和油斑泛油和油斑是指瀝青混合料中粘結(jié)料集中到局部地方，最直接的判斷方式就是在道路輪跡處出現(xiàn)發(fā)亮的縱向條紋，在施工鋪設(shè)和通車后階段都有可能出現(xiàn)。路面推移以及泛油和油斑這兩種病害產(chǎn)生的最主要的原因是混合料離析?；旌狭习l(fā)生離析時，粗集料和細集料分別集中于鋪筑層的某些位置，使瀝青混凝土不均勻、配合比級配與原設(shè)計不符，混合料失去原設(shè)計達到的粘接力就形成了路面推移，而混合料的不均勻還會導(dǎo)致集料和瀝青分離，瀝青集中到一處形成泛油和油斑?；旌狭想x析又與瀝青混合料配合比、混合料拌和、運輸、卸料、攤鋪有關(guān)。????4、車轍????車轍一般是在溫度較高的季節(jié)，瀝青面層在車輛的反復(fù)碾壓下產(chǎn)生永久變形和塑性流動而逐漸形成。它通常是在伴隨瀝青面層壓縮沉陷的同時，出現(xiàn)側(cè)向隆起，二者組合起來構(gòu)成的。路面的永久變形主要發(fā)生在瀝青面層中。因此，為了延緩車轍的形成，主要應(yīng)從提高瀝青面層材料的高溫穩(wěn)定性來著手考慮。此外，車轍的嚴重程度與瀝青面層的結(jié)構(gòu)組成和配合比有極大關(guān)系，ⅱ型瀝青混凝土路面自身的抗車轍能力比ⅰ型好的多。????上海市中心城區(qū)的瀝青路面車轍病害也較普遍，大部分集中在公路交叉口，車輛來往多，高溫天氣路面下受碾壓嚴重更容易出現(xiàn)車轍，修補更換新的瀝青混凝土后，但未經(jīng)嚴格保養(yǎng)就投入使用，在新的碾壓下又會出現(xiàn)車轍，往往出現(xiàn)惡性循環(huán)。????三、病害防治技術(shù)和處理方法????1、裂縫的預(yù)防措施和治理措施：1.1產(chǎn)品生產(chǎn)前對原材料特別是瀝青做試驗，根據(jù)《瀝青路面施工及驗收規(guī)范》（gb50092）要求，按本地區(qū)氣候條件和道路等級選取適用的瀝青類型。以減少或消除瀝青面層溫度收縮裂縫。采用優(yōu)質(zhì)瀝青更有效。1.2合理組織施工，盡量避免冷接縫。對于冷接縫的處理，應(yīng)先將接縫處沿邊緣切割整齊、清除碎料，然后預(yù)熱軟化接縫處，涂刷乳化瀝青，再鋪筑新混合料。碾壓時，壓路機在已壓實的橫幅上，鋼輪伸入新鋪層15cm左右，每壓一遍向新鋪層移動15-20cm，直到壓路機全部在新鋪層為止。對于縱向裂縫，如分幅攤鋪時，前后幅應(yīng)緊跟，上、下層的施工縱縫應(yīng)錯開15cm以上，攤鋪時控制好松鋪系數(shù)，使壓實后的接縫結(jié)合緊密、平整。1.3瀝青路面攤鋪前，對下臥層需認真檢查，及時清除泥灰，處理好軟弱層，保證下臥層穩(wěn)定。在舊路面上加鋪瀝青路面結(jié)構(gòu)層前，須銑削原路面后再加鋪，以延緩反射裂縫的形成。1.4在路面出現(xiàn)微小裂縫時就必須及時處理整治。對于細裂縫（2-5mm）可用改性乳化瀝青灌縫。對大于5mm的粗裂縫，可用改性瀝青（如sbs改性瀝青）灌縫。灌縫前，必須清除縫內(nèi)、縫邊碎粒、垃圾，并使縫內(nèi)干燥。灌縫后，表面撒上粗砂或3-5mm 石屑。對裂縫很大的情況，必須將裂縫兩邊瀝青混凝土開挖，先處理基層再攤鋪新混合料，水穩(wěn)定性好、收縮性小的半剛性材料是首選基層。如夾有軟弱層或不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)層時，應(yīng)將其鏟除；如因結(jié)構(gòu)層積水引起網(wǎng)裂時，鏟除面層后，需加設(shè)將路面滲透水排除至路外的排水設(shè)施。????2、路面推移以及泛油和油斑的預(yù)防措施和治理措施：提高混合料在壓實后的內(nèi)在穩(wěn)定性，適度降低瀝青和細集料的含量，提高混合料中多角碎石顆粒的含量，施工攤鋪時盡量避免攪拌不勻的現(xiàn)象，如出現(xiàn)時可采用人工局部挑出。另外運輸途中絕不能出現(xiàn)顛簸嚴重,運輸時間長情況。出現(xiàn)路面推移情況時只能局部鏟除，采用符合要求的新混合料攤鋪，并與周邊的混合料結(jié)合緊密。????3、車轍預(yù)防措施和治理措施：主要是提高混合料的高溫穩(wěn)定性。近幾年來的改性瀝青混合料的生產(chǎn)施工實踐證明，采用改性瀝青混合料是防止或延緩路面產(chǎn)生車轍的有效方法。在瀝青中摻入不同的改性劑能改善瀝青的很多性能，粘度提高，感溫性能穩(wěn)定，瀝青軟化點提高，針入度提高，耐老化性能提高，從而也相應(yīng)的提高了瀝青的高溫穩(wěn)定性和抗車轍能力。改性瀝青分為三類：第一類為礦物類填料，如碳、木質(zhì)素、石棉等；第二類為聚合物類，橡膠類sbs、樹脂類eva、pa等；第三類為添加劑，包括抗養(yǎng)化劑、抗剝落劑等。從改性瀝青混合料生產(chǎn)實踐中可知，pe對改善瀝青混合料的高溫穩(wěn)定性效果明顯，而eva對改善瀝青低溫延度方面效果明顯。