1 公路沥青路面病害的影响分析
山区高速公路沥青路面在运行过程中,受自身结构性能、自然环境因素影响和行车荷载的作用,常易发生各种各样的病害,如裂缝、沉陷、车辙、波浪拥包、磨光、泛油等,这些病害的出现不仅会影响路面的正常运行,同时还会影响车辆在路面上行驶时的安全性,若病害较为严重,还易引发高速公路拥堵或在上行驶的车辆发生不同程度的安全事故等,为此,相关人员需积极探寻处理和维修山区高速公路沥青路面常见病害的技术与方法。
2 山区高速公路沥青路面主要病害类型分析
2.1 裂缝病害
山区高速公路沥青路面在投入运营过程中,受地区多雨、冰冻等因素的影响,常易发生横向裂缝、纵向裂缝、块状裂缝及龟裂等不同类型和程度的裂缝病害。其中横向裂缝是指路面横断面发生裂缝,主要是由路基沉降、反射裂缝及温缩裂缝引起;纵向裂缝发生的主要原因为路基压实度不均匀,易导致路基投入运营后发生不均匀沉降,从而引发路面产生裂缝,另外,未有效处理两路幅连接处,也易导致路面受气候因素与行车荷载的作用发生开裂;块状裂缝主要是因沥青路面出现老化,导致其自身的黏结性和弹性降低,在山区多变或恶劣环境的作用下,导致路面出现不规则的、近似矩形的交错块状裂缝;龟裂是一种类似于龟甲纹状式的裂缝,其主要由沥青路面整体强度不足、老化严重、基层排水不良或承载力不足以及行车荷载等作用引起。
2.2 水损害
由于不少山区降雨较多,气候潮湿,常会导致公路沥青路面出现较为严重的水损害现象,沥青路面长时间渗泡在路面积水中,会导致沥青路面表面层中渗入较多的路面水分,从而引起水损害。水分会渗入到路面集料和沥青的黏结面上,并剥离粘附在集料表面的沥青,从而导致沥青路面的沥青面层逐渐变薄,进而逐渐降低路面结构强度,从而造成沥青路面在行车荷载的作用下发生破坏。
2.3 车辙病害
车辙病害是由沥青路面在交通荷载重复作用及高温环境的影响下,使公路沥青路面行车道轮迹带上产生永久变形累积而成的一种公路路面病害。一般来说,高速公路路面车辙病害主要可以分为4种类型,分别为:(1)结构性车辙,主要是受行车荷载的影响,导致沥青路面柔性基层及面层发生宽度较大且两侧没有隆起的车辙,该种车辙的横断面呈U字型;(2)磨耗性车辙,因自然环境影响和车轮荷载的反复作用致使沥青路面结构的面层材料表面颗粒不断脱落、散失形成的磨耗性车辙;(3)流动性车辙,常发生在沥青路面的轮迹处,是因沥青混合料的高温稳定性不足、高温条件的影响以及重复荷载的作用,导致轮迹两侧产生向上隆起、轮迹部位下凹的现象。(4)压实性车辙,是一种永久性变形的路面车辙,主要是因沥青混合料面层压实不足以及行车荷载的反复碾压作用,致使混合料被压实并渐稳定而形成的车辙。
2.4 其他病害
山区高速公路沥青路面在实际运行过程中还会发生其他多种类型的病害,如沉陷、波浪拥包、磨光、泛油等,这些病害主要是由路面基层水稳定性不好、路基局部强度不足、沥青洒布不均匀、沥青面层材料的抗剪强度不足、沥青混合料中集料的耐磨性和硬度不足、沥青集料黏附性差、稠度低以及受自然因素和行车荷载的反复作用所致。
3 山区高速公路沥青路面大修关键技术和方法
在进行高速公路沥青路面维修的过程中,首先要全面调查路面的病害情况,然后再依据不同类型的病害,采取针对性的维修技术和方法进行处理,才能提高路面维修的有效率,进而降低山区高速公路沥青路面安全事故的发生率。
3.1 对裂缝病害进行维修的技术和方法
(1)对于横向裂缝的维修,可直接采用灌缝处治单条横缝,并根据横缝的影响程度合理处理横缝带,先根据现场裂缝的影响深度对挖除沥青层的深度进行确定,再将表层沥青混凝土清除干净,用嵌缝条粘贴侧壁,然后采用改性沥青AC-13C进行铺设,铺设高度约为4.0cm。若沥青路面产生的横向裂缝为反射裂缝,还需全面清除路面沥青结构层,并使不同沥青结构层间的搭设宽度≥50cm,然后将一层聚脂玻纤布贴于路面基层进行封缝,再对沥青结构层进行重新铺设。完成基坑杂物清除后,在沥青粘层洒布改性乳化,并将4.0cm改性沥青AC-13C和普通沥青AC-20依次进行铺设。若横向裂缝不是由路基沉降引起的,需将全部的沥青结构层清除干净,对结构层进行清除的过程中,也需保证不同沥青结构层间的搭设宽度≥50cm,然后将4.0cm改性沥青AC-13C和普通沥青AC-20C依次进行铺设,并在沥青结构层之间的沥青粘层洒布改性乳化。若发现基层有横向裂缝存在,则需将一层1m宽的聚脂玻纤布铺设在沥青基层和下面层之间。
(2)对于纵向裂缝维修,若路基沉降稳定,则可采用与横向裂缝维修方案相同的方法对路基沉降、纵缝带则进行处理;若只有单条纵缝或路基沉降未稳定,只需进行灌缝处理,堵住水便可。
(3)块状裂缝维修,根据裂缝影响的深度对其进行开挖,直至全部清除产生裂缝的结构为止,裂缝外侧50cm为开挖范围,相邻结构层间的搭设宽度设置为50cm。然后再根据裂缝的开挖程度铺筑和压实沥青混凝土结构层。(4)对于龟裂裂缝维修,裂缝开挖需沿着发生破坏处的外侧1.0m进行,后逐渐向外挖除,若开挖时发现较多水份出现在相邻路面底层,并且相邻近的路面发生其他损坏现象或有冲刷现象发生在结合界面,则还需向外侧将原路面挖除,并视龟裂发生的结构层位确定开挖深度,同时将全部的沥青结构层清除干净,在清除沥青结构层的过程中,相连沥青结构层的搭接宽度应>50cm。在保证工作面干燥和干净的基础上,对沥青透层洒布改性乳化,再分别采用改性沥青AC-13C和普通沥青AC-20C进行铺筑,并将洒布改性乳化在沥青结构层之间沥青粘层。
3.2 对路面沉陷病害进行维修的技术和方法
沥青路面的水损坏主要表现形式为路面沉陷,对于该种病害的维修,先需在坑洞外侧50cm处挖除需维修的沉陷坑洞,并灵活处理坑洞的开挖深度,一般开挖按照方型进行,然后在沥青粘层洒布改性乳化,并将改性沥青AC-13C和普通沥青AC-20C依次进行铺筑。
3.3 对路面唧泥病害进行维修的技术和方法
若沥青路面发生唧泥,则说明沥青结构层已发生了损坏,为此,对该病害进行维修时,需将沥青结构层全部挖除,再对沥青透层洒布改性乳化,然后将改性沥青AC-13C和普通沥青AC-20C依次进行铺筑,并将洒布改性乳化在沥青结构层之间沥青粘层。
3.4 对路面波浪拥包病害进行维修的技术和方法
路面波浪拥包病害主要是由沥青混合料热稳定性不足、沥青面的压实度不均匀导致沥青路面平整度降低引起的,少部分是因车辙形成引起,对于该种病害的维修,需先将表层沥青混凝土铣刨,再在沥青粘层洒布改性乳化,然后将改性沥青AC-13C和普通沥青AC-20C依次进行铺筑。
3.5 沥青结构层面层的翻修
当沥青路面结构层的上、中面层发生了裂缝、车辙、沉陷、波浪拥包等综合病害时,为了保证路面的强度能满足实际的行车承载要求,还需对沥青结构层进行翻修,先对沥青结构层杂物进行清除,在保证工作面干燥、干净的基础上,对沥青粘层洒布改性乳化,然后采用9cm厚的普通沥青ATB-25进行铺筑。
3.6 沥青面层整体铣刨维修
当路面发生较为严重的综合病害时,会严重破坏其面层整体结构,从而导致其强度不足,对于该种病害,需先将沥青结构层全部清除,若沥青结构层在30m2以内,还需将50cm错台设置在下面层的顶部,在保证工作面干燥、干净的基础上,采用0.8~1.2kg/m2洒布改性乳化沥青透层。然后采用普通沥青ATB-25依次分两层铺筑,并将洒布改性乳化在沥青结构层之间沥青粘层。若基层损坏面积较小,则需采用C15混凝土进行维修处理。
4 结束语
综上所述,山区高速公路的投入运营有效带动了地区经济的发展,且我国大部分地区现已建成了高速公路,但这些山区高速公路在投入运营过程中都易出现一种质量通病,公路沥青路面易发生不同类型的病害,进而破坏了沥青路面整体结构的完整性和强度,导致车辆在其上行驶过程中,常易发生不同程度的安全事故,为此,就需探寻有效的技术和方法针对不同的病害类型进行处理,如裂缝维修、沉陷维修、唧泥维修、波浪拥包维修、沥青结构层面层的翻修以及对沥青面层整体铣刨维修,这样才能有效提高沥青路面结构的强度,进而为车辆行驶提供良好、安全的支撑条件。
参考文献
[1]古芸琳.山区高速公路路面设计关键技术研究[D].重庆:重庆交通大学,2013.
[2]任桂娇.山区高速公路沥青路面大修关键技术研究[D].重庆:重庆交通大学,2012.
收稿日期:2018-04-23 作者简介:廖海龙(1981-),男,四川绵阳人,贵州路桥集团有限公司高级工程师,硕士,研究方向:工程管理。