甬台温高速公路温瑞段路面裂缝等病害分析及处

[12-11 17:00:02]   来源:http://www.tmgc8.com  公路工程   阅读:3181

甬台温高速公路运营两年多来,路面基本上是白色,局部较大范围松散,存在较多的龟裂和微裂,亦诸多条严重的断裂缝,特别在雨后有大面积的坑洞的出现,使得养护工作特别繁忙,机械、人员疲于应付,特别是连续的阴雨天气,更是给行车带来极大的安全隐患。通过对温瑞段、平苍段(主要对车辙)各种病害的调查,分析、分类,结合温州目前养护实际情况等对沥青路面的处治方法做一些探讨。         一、温瑞段路面破损总体描述         2005年1月17—19日管理处对本路段路面进行了病害调查,温瑞段主线有256条裂缝(右幅),匝道有342条裂缝,总共有598条裂缝(不包括左幅)。沿线桥上裂缝基本没有,主要集中在路基上。         纵缝主要分布在K285+090至K285+400段和K297+400至K297+550段。前一段为半挖半填,外侧为6.8m的高档墙,裂缝共有14条,最大的缝宽为4cm,长度为36.1m;后一段为填方路基,填土高度为3.6m,裂缝共有9条,最大的缝宽为6cm,长度为18.4m。         路基横缝较多,呈不规则分布,部分横缝已贯穿整幅路面,平均每隔20m就有一条,最宽裂缝已达2.2cm,在半径较小的匝道上裂缝比较密集,且贯穿整幅路面,并且特别宽。在K305+600—800(右幅)和罗凤互通D匝道入口大面积严重网裂。         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,导致路面承载能力下降,加速路面破坏。需要妥善处理。         二、原因分析         产生沥青路面病害原因:沥青级配不科学、压实度不足、基础不实等,亦有超载、雨水、沥青老化、松散、剥落、离析等因素,特别是路基属半挖半填因沉降不均匀和填方路基本身压实度不够等因素引起的路基开裂反射到路面的裂缝。         这里主要讨论施工后沥青老化和水破坏两大因素产生的沥青路面病害。          1)沥青老化         在实践中,我们可以发现沥青路面出现剥落、松散、离析、沥青老化等病害时,如果不及时进行处理,这些病害就会发展成为坑洞、坑凹、开裂、碎裂等路面破坏。这是因为:沥青老化随着路面开放和路龄的增加,沥青要逐渐老化,沥青的老化是一个很复杂的过程,存在有害介质和车辆的机械重压,有多种物理和化学反应同时发生,例如:氧化,渗出硬化、物理硬化、挥发物的损失,这些因素导致沥青性能的改变:较低水平度、变得无弹性、较高成团性和脆性,沥青层的抗温度裂缝、抗疲劳破坏、抗松散能力、抗水破坏能力都会逐渐减弱,沥青面层的破坏现象就会逐渐增多,路面的结构就会形成坑凹、松散、开裂、剥落、碎裂等种种现象。         2)水破坏         因沥青混凝土压实度不足、不均匀、混合料离析、铺装时温差大等引起的沥青层的空气率偏大问题,使水容易进入到沥青层中,水在高速行车的作用下,会在沥青层内产生破坏作用,沥青与碎石的粘结力不足,这使粒料更容易松散,在材料散失后,路面表面留下洼坑,产生存水,破坏路面,并导致路面出现坑洞、网裂、形变、唧浆等破坏现象,同时雨水渗入路基,带来更大的安全问题。         3)横向裂缝是沥青面层发生最多的一种裂缝,引起横向裂缝的外因很多,但它绝大部分是温度裂缝——即由于温度变化的作用引起的裂缝,如:冬季突然降温,大幅度降温引起沥青表面产生低温收缩裂缝。或是日气温变化引起沥青面层产生温度应力,温度应力的反复作用使沥青产生温度疲老裂缝。         通常新铺路面或多或少存在病害,但不会立即表现出来,只有当沥青路面使用一段时间后,问题才会慢慢的发生。沥青中的粘结力是慢慢变弱的,当外力大于其粘结力时粒料就会脱离原有的粘结层,从而局部形成小凹坑,最后变成严重的病害。         沥青路面上的微裂缝不及时处理,水会很快从微裂缝中渗入到路面层内,对沥青路面造成破坏,对路基也有安全隐患。从某种意义上讲,沥青路面的养护就是解决渗水、防水和封堵缝处理。         三、处治方法         延迟维护会加重路面的破损程度,导致维修费用增加。根据美国公路管理局的资料,在道路使用寿命达到设计年限的75%时道路使用质量从优良状态变为中等状态,使用质量降低约40%左右。在随后12%的使用时间内将发生40%的质量衰减,道路损坏率急剧增加,道路使用质量处于很差的状态。         1)轻微裂缝         由于路面基层温缩、干缩引起的纵向或横向的裂缝,缝宽在5mm以内的可采用下列方法处治:         将有裂缝的路段清扫干净并均匀喷洒少量沥青(在低温、潮湿季节宜喷洒乳化沥青),再匀撒一层2~5mm的干燥洁净石屑或粗砂,最后用轻型压路机将矿料碾压。         也可采用沥青再生王(CAP)处理         沥青再生王(CAP)是一种含活化物的冷混合还原剂,可对老化的沥青路面、桥面进行渗透和粘接,激活老化沥青胶质和恢复其原有粘接性和弹性使老化路面形成一个新的防水保护层,从而延长道路使用寿命。在山东省高速公路应用较广泛且效果比较理想,且施工方法简单,随时随地使用,方便快捷,完成后可撒沙防滑,2—3小时即可开放交通。         2)重裂缝(缝宽在5mm以上)         缝宽在5mm以上的,把缝内处理干净后,用热拌沥青混合料填入缝中,捣实,缝内潮湿时应采用乳化沥青混合料,再采用压缝带+沥青再生王CAP。         先使用压缝带处理,再用CAP整体涂刷沥青路面杜绝水通过松散及微裂缝继续向缝里渗水而造成道路的进一步破坏。有效地裂缝整体处理的方法,合理经济有效地整体解决裂缝所产生的病害。经过灌缝处理仍会产生唧浆和水破坏。灌缝胶与沥青路面没有产生真正有效的粘接,灌缝胶对裂缝的处理不能形成整体的效果,CAP能有效弥补灌缝胶的缺陷。         3)大面积裂缝(包括网裂),如基层强度尚好的,通过技术经济比较,可选用下列维修方法:一是浮化沥青稀浆封层,封层厚度宜为6-lOmm。二是加铺沥青混合料上封层,或先铺设土工合成材料后,再在其上加辅沥青混合料上封层。三是网状裂出自沥青面层厚度不足时,可采用铣削网裂的面层后加铺新料来处理。加铺厚度按现行设计规范计算确定;如在路面上加罩,为减轻反射裂缝,可采取各种“防反”措施进行处理。         4)大面积裂缝(包括网裂)由于土基、基层强度不足等引起的,可采用如夹有软弱层或不稳定结构层时,应将其铲除;如因结构层积水引起网裂时,铲除面层后,需加设将路面渗透水排除至路外的排水设施。然后再铺筑新混合料。         由于路基不稳定,导致路面网裂时,可采用石灰或水泥处理路基,或注浆加固处理,深度可根据具体情况确定,一般为20-40cm。消石灰用量5%-10%,或水泥用量4%-6%。待土路基处理稳定后,再重做基层、面层K302+200—360段左、右侧路面需作此处理。由于基层软弱或厚度不足引起路面网裂时,可根据情况,分别采取加厚、调换或综合稳定的措施进行加强。水稳定性好、收缩性小的半刚性材料是首选基层。基层加强后,再铺筑沥青面层。       (作者单位:浙江温州甬台温高速公路有限公司)  


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