張一凡 河南省路橋建設(shè)集團有限公司
經(jīng)大量實踐證明,在多數(shù)省道干線瀝青路面當中,裂縫、車轍、坑槽是最常見的病害類型,本文針對上述三種病害,就其類型和成因進行了分析與探討。
相比其他病害,裂縫病害最多,幾乎存在于所有瀝青路面當中,且貫穿于整個道路使用周期。裂縫病害的大量出現(xiàn),不單單會影響道路的美觀性,還會導致行車舒適性下降,若不及時進行養(yǎng)護處理,必定會進一步破壞瀝青路面結(jié)構(gòu),最終影響路面的整體使用年限。目前,常見的裂縫類型包括:橫向裂縫、縱向裂縫和龜裂等。具體病害成因如下:
(1)縱向裂縫及產(chǎn)生原因
縱向裂縫是裂縫病害最常見的一種類型,其產(chǎn)生原因很多,比如,雨水大量滲入;壓實度不足;產(chǎn)生不均勻沉降等等。此外,當瀝青路面攤鋪過程中,若縱向施工接縫施工不好,在行車荷載和雨水等因素作用下,也會產(chǎn)生縱向裂縫。
(2)橫向裂縫及產(chǎn)生原因
橫向裂縫的產(chǎn)生原因基本上和縱向裂縫一致,常見原因包括填土壓實度不足;施工接縫處理不當?shù)鹊?。相比縱向裂縫,對于環(huán)境溫度因素,橫向裂縫較為敏感。一旦環(huán)境溫度出現(xiàn)變化,瀝青混凝土上面層便會出現(xiàn)裂縫,并逐步向下面層擴展,甚至會橫向貫通整個路面。
(3)龜裂及產(chǎn)生原因
龜裂顧名思義裂縫的形狀呈龜殼狀網(wǎng)格分布,通常情況下網(wǎng)格短邊在4cm 長以內(nèi)。在眾多影響因素當中,行車荷載的反復作用是產(chǎn)生龜裂的直接原因,此類裂縫可歸屬于疲勞裂縫。在瀝青路面上,龜裂有時發(fā)生于局部,有時則面積很大。一旦路面出現(xiàn)此類病害,處理不當?shù)那闆r下,雨水滲入,勢必會大幅降低路面及路基的強度,導致病害進一步擴展,甚至產(chǎn)生坑槽等病害。
車轍是瀝青路面的常見病害之一,常見車轍類型包括:結(jié)構(gòu)性車轍、失穩(wěn)性車轍和磨損性車轍。具體如表1 所示。
在瀝青路面病害當中,坑槽是指行車荷載影響下,路面骨料局部脫落而產(chǎn)生的坑洼現(xiàn)象。水損害破壞、施工不當、交通量大等都會引發(fā)坑槽病害。主要原因如下:
(1)水損害導致的坑槽。在水或凍融循環(huán)作用下,瀝青路面極易發(fā)生水損害破壞,導致瀝青膜從集料表面脫落,出現(xiàn)松散病害,進而產(chǎn)生水損性坑槽。
(2)施工因素導致的坑槽。當混合料溫度控制不當、層間接觸不良、上面層施工厚度不夠等都會引起坑槽病害。
(3)交通因素導致的坑槽。自改革開放以來,我國交通量逐年增長,超載重載現(xiàn)象愈加嚴重,很多公路存在超負荷狀態(tài),甚至局部路面結(jié)構(gòu)出現(xiàn)了嚴重的疲勞裂縫問題,在雨水浸入的情況下,將進一步發(fā)展為坑槽。加之交通量大,行車荷載的不斷加重,將導致瀝青和集料之間粘結(jié)性能下降,并出現(xiàn)集料剝落情況,從而產(chǎn)生坑槽。
為了更好地處治裂縫病害,本文將以輕、重程度劃分,采取具有針對性的裂縫處治措施。
(1)輕度裂縫。當裂縫寬度在5mm 以下,縫壁無散落或輕微散落,無支縫或少支縫,且為有規(guī)則的一道裂縫時均可認為輕度裂縫。針對此類裂縫病害,可先將原路面拉毛處理并清理,隨后灌注熱瀝青材料。
(2)重度裂縫。當裂縫寬度在5mm 以上,且貫穿整個路面,裂縫壁散落,有支縫,或伴有坑槽、唧漿,且為多道裂縫并存時均可認為重度裂縫。此類裂縫病害可采用開槽法處治。先清理干凈病害路面,沿裂縫刻V 型槽,合理控制開槽深度和寬度。隨后將一層乳化瀝青均勻涂抹到槽口出,并利用冷拌料填縫,待碾壓施工后,需再次涂抹一層乳化瀝青作飾面處理。
第一,添加適量瀝青改性劑。瀝青粘性是評價瀝青原料的關(guān)鍵性指標之一,當瀝青具有良好的粘性,可保證拌和后材料的質(zhì)量,提高材料的耐久性。為了改善瀝青混凝土的粘度,可適量摻加樹脂類高聚物等添加劑。
第二,針對壓密型和磨耗型車轍,一般可采用微表處等預防性養(yǎng)護措施。通過這種養(yǎng)護技術(shù),可取得良好的養(yǎng)護效果。
第三,針對深度大于20mm 的車轍,需及時銑刨處治。根據(jù)車轍具體情況確定銑刨范圍,待銑刨處理后,需重新鋪筑改性瀝青混凝土材料。
第四,超薄磨耗層。當路面出現(xiàn)車轍病害(≤15mm)時,可采用超薄磨耗層處治法。即通過間斷級配熱拌瀝青混合料和乳化瀝青結(jié)合的一項技術(shù),通過此項技術(shù),有助于恢復舊路面表面功能,同時,也可作為新建路面的抗滑層。
表1 車轍病害類型及產(chǎn)生原因
第一,冷補法。作為一種快速修復處理方法,冷補修復法在瀝青路面坑槽處治中具有明顯的效果。但是在多雨地區(qū),使用此方法的要求極為嚴格,必須保證坑槽內(nèi)無積水、無雜物,潔凈。若做不到這一點,很可能適得其反,導致冷補材料不能很好地結(jié)合坑槽部位,無法起到良好的處治效果。
第二,熱補法。相對冷補法,熱補法也是坑槽處治的不錯選擇。但是在長期實踐當中發(fā)現(xiàn),熱補坑槽修復后,往往會在薄弱部位產(chǎn)生二次裂縫,造成二次破壞。
第三,壓縫帶結(jié)合瀝青復原劑法。水是導致路面坑槽產(chǎn)生的關(guān)鍵性因素。因此,在坑槽病害處治當中,首先要解決的是路面滲水、積水問題。通過壓縫帶結(jié)合瀝青復原劑法可以有效解決此問題。
某省道干線公路,為半剛性基層瀝青路面,由于本工程通車運營多年,路面出現(xiàn)了大量車轍病害,經(jīng)斷面切槽勘察可知,主要為失穩(wěn)型車轍,且集中產(chǎn)生于中、上面層,半剛性基層未見病害。為了有效處治車轍病害,決定采用超薄磨耗層進行車轍病害處治。
按照施工現(xiàn)場實際情況,在車轍病害處治當中,需先進行病害區(qū)域銑刨處理。當車轍深度小于1.5cm 時,無須特殊處治。若車轍深度在1.5~2.5cm 時,需先銑刨車轍部位,隨后鋪設(shè)超薄磨耗層。當車轍深度大于2.5cm,需將全部車轍部位銑刨掉,并填筑AC-13 瀝青混合料。
第一,拌和。施工前,先做好各類原材料的配合比設(shè)計,保證各項技術(shù)參數(shù)滿足施工要求。此外,還要做好各材料拌和溫度控制,保證拌和溫度滿足規(guī)定要求。待均勻拌和瀝青和礦物材料后,需及時檢驗拌和是否合格,不得出現(xiàn)花白、離析現(xiàn)象。
第二,運輸。采用大型自卸斗車運輸瀝青混合料,運輸時,速度不宜過快,可控制在30km/h 左右,防止運輸過程中出現(xiàn)瀝青混合料離析問題。此外,要指派專人指揮和管理運輸車輛,保證運輸工作井井有條,供料充足。
第三,攤鋪。通過攤鋪機械+人工方式完成攤鋪施工。施工前,需提前1 小時進行預熱,保證攤鋪厚度滿足設(shè)計要求。在攤鋪過程中,還要做好溫度測試,確保在一定攤鋪溫度條件下確保攤鋪效果。若遇到不良天氣,嚴禁攤鋪施工。
第四,壓實。碾壓施工時,各階段壓實呈循序漸進的發(fā)展趨勢,必須保證施工連續(xù)性。初壓時,采用雙鋼輪壓路機進行2~3遍靜壓;復壓時,采用雙鋼輪壓路機進行3~4 遍振動壓實,隨后利用膠輪壓路機進行2~3 遍碾壓。終壓時,為了消除明顯輪跡,可采用鋼輪壓路機進行1 遍靜壓、收光即可。
第五,開放交通。碾壓施工后,便可進入養(yǎng)護階段。待達到路面養(yǎng)護一定強度要求時,便可開放交通,但前期仍需做好交通管制工作,保證車速不宜過快,可控制在20~30km/h,不得在新鋪路面急剎車、急轉(zhuǎn)彎。
第六,工后檢測分析。為了檢驗施工效果,對試驗段進行了長期跟蹤調(diào)查,主要檢測原路面、工后1 個月和工后1 年三個階段試驗段的平整度、滲水系數(shù)、抗滑性等性能,在本次檢測試驗當中,未做構(gòu)造深度測試,僅以摩擦擺值作為抗滑性能測定與評價。所得結(jié)果如表2 所示。
由此可見,相比原路面,超薄磨耗層施工后,路面的抗?jié)B性能、平整度及抗滑性能均有所改善,恢復了路面的使用性能,有效抑制和處治了車轍病害。
表2 路面工后性能檢測結(jié)果
綜上所述,自改革開放以來,我國經(jīng)濟發(fā)展迅速,交通建設(shè)事業(yè)也取得了翻天覆地的變化。瀝青路面作為省道干線公路的主要路面形式,在長期使用過程中,由于超載、超限交通的破壞荷載和自然因素等影響,很多路面出現(xiàn)了病害問題。為此,應(yīng)根據(jù)路面典型病害成因,提出具有針對性的防治措施,從而有效提升瀝青路面的使用質(zhì)量,延長瀝青路面的使用壽命。