高速公路瀝青混凝土路面病害及機械化養(yǎng)護

1、高速公路瀝青混凝土路面病害及機械化養(yǎng)護【論文摘要】本文介紹了高速公路瀝青混凝土路面常見病害及其形成原因，以及這些病害的處治方案和機械化養(yǎng)護施工技術(shù)。 高速公路建成通車后，其養(yǎng)護與維修就成為保證其服務(wù)質(zhì)量和使用壽命的重要手段。由于高速公路交通流量大、行駛速度高，其養(yǎng)護工作在保證施工質(zhì)量的前提下，應(yīng)及時、快速、安全且不能中斷交通。同時，應(yīng)最大限度實行機械化養(yǎng)護，加強路上工人的安全保護，盡量避免頻繁調(diào)動機械設(shè)備。太舊高速公路自通車以來，發(fā)生過不同程度各種各樣的病害，我們在對這些病害進行處治的同時，不斷摸索總結(jié)，形成了一套較為完整的做法和經(jīng)驗。 1  高速公路路面病害分類及形成原因

2、      高速公路通車后，在行車載荷和自然因素作用下，路面可能發(fā)生裂縫、車轍、坑槽、推移、擁包、沉陷、橋頭涵頂跳車、橋面瀝青脫落等常見病害。    11  裂縫    路面裂縫可分為龜裂（網(wǎng)裂）、縱裂縫、橫裂縫。   （l）龜裂又稱網(wǎng)裂，通常由于路面整體強度不足、基層濕軟、穩(wěn)定性不良等原因引起。瀝青路面老化變脆，也會發(fā)展成網(wǎng)狀裂縫。    （2）縱裂縫通常產(chǎn)生在拓寬的新舊路面交界處或路基半填半挖處，由路面不均勻沉陷引起；或在

3、瀝青路面施工的縱向接縫處，由施工接茬處理不善引起；在行車載荷作用下，車轍邊緣也易形成縱縫。    （3）橫裂縫通常是由于溫度、濕度的變化，路面結(jié)構(gòu)層產(chǎn)生收縮而弓愧的；半剛性基層的收縮裂縫及其面層的反射裂縫，大多是橫向裂縫。不論什么樣的裂縫，在行車載荷和氣溫、雨雪等自然因素反復(fù)作用下，都有加速和擴展的趨勢。    12  車轍     車轍是在行車載荷重復(fù)作用下，路面產(chǎn)生積累永久性的帶狀凹槽。車轍的產(chǎn)生受內(nèi)因和外因的綜合影響，內(nèi)因包括路面結(jié)構(gòu)層次及材料組成，外因包括設(shè)計、施工、交通條件和

4、氣象條件。    （1）路面結(jié)構(gòu)及材料組成     瀝青材料在路面結(jié)構(gòu)中厚度越大，在行車作用下發(fā)生永久變形的變形量越大。故路面結(jié)構(gòu)厚度既要有足夠的承載能力，又要有較好的抗車轍能力。采用剛性或半剛性基層，可以大大減少基層和路基的變形，從而減少路面的整體車轍。瀝青混合料具有一定的蠕變和應(yīng)力松弛現(xiàn)象，在行車載荷作用下，當瀝青混合料的受力超過其彈性極限和屈服點，就可能產(chǎn)生塑性變形，不斷積累形成車轍。車轍的形成還與混合料的選擇有一定的關(guān)系。    （2）設(shè)計與施工    瀝青

5、混合料配合比、基層材料配合比以及路基土壤組成等設(shè)計，都可能影響車轍的產(chǎn)生。施工時路基的壓實度、排水性能、基層壓實度、路面熱穩(wěn)定性等是否達到規(guī)范要求也都會影響車轍的產(chǎn)生。    （3）道路交通條件    大量重型或超載車輛在路上行駛，由于其單軸載荷加大，從而更容易產(chǎn)生車轍。    同時車輪在不斷地磨損路面，特別是在車輛行駛較多的主車道上，也是產(chǎn)生車轍的原因。   （4）氣象條件     由于瀝青混合料是彈塑性材料，瀝青路面是黑色路面，吸收熱量能力強

6、，所以在氣溫較高時，路面在行車載荷反復(fù)作用下極易產(chǎn)生車轍。在下雨或下雪時，由于雨水滲透侵蝕了基層材料，使其軟化，從而使車轍擴大。    13  坑槽     坑槽是瀝青混凝土路面常見的病害，其產(chǎn)生的原因有：   （1）施工時混合料溫度太高，使瀝青老化，粘結(jié)力降低，脆性增加，在行車載荷作用下易形成坑槽；混合料溫度太低，使攤鋪不夠均勻，壓實不充分，導(dǎo)致壓實度不夠，也易形成坑槽。   （2）路面的下面層標高控制不嚴，導(dǎo)致瀝青上面層結(jié)構(gòu)厚度不夠，從而在行車載荷作用下，這部分混合料易被

7、“帶走”，形成坑槽。   （3）路面裂縫后，水滲到基層，在行車載荷作用下，基層可能發(fā)生松散、沉陷，從而造成面層進一步龜裂。如此反復(fù)循環(huán)，瀝青面層將發(fā)生脫落沉陷，形成坑槽。    14  沉陷    路面發(fā)生的沉陷可分為兩類：局部沉陷和大面積的下陷。   （1）局部小面積沉陷一般是由基層局部成形不足、強度不夠，在行車載荷作用下，路面發(fā)生龜裂，當水滲人后，將已經(jīng)損壞的基層進一步軟化，從而使面層形成沉陷。   （2）大面積下陷一般是由路基不均勻沉降或局部滑移而引起的。&#

8、160;   15  推移、擁包    推移擁包在高速公路上不是很常見的病害，其形成原因有：   （1）瀝青混合料配合比不合理，瀝青含量偏高，在氣溫較高時，在行車載荷反復(fù)作用下，面層可能發(fā)生推移。   （2）基層和面層沒有粘結(jié)好，在車輛高速行駛時，面層可能相對于基層發(fā)生移動，從而發(fā)生擁包推移。    16 橋頭涵頂跳車    橋臺臺背填土時壓實不夠而引起路基不均勻沉降，從而使路面產(chǎn)生沉陷，形成跳車。   

9、17  橋面脫落    中粗粒式瀝青混凝土封水性能不佳，當橋面排水不暢時，容易在瀝青面層與橋面之間存水，冬季易產(chǎn)生凍脹破壞，在行車載荷作用下，路面容易產(chǎn)生龜裂甚至脫落。特別是在冬季降雪或結(jié)冰后，進行撒鹽融化，由于鹽水對水泥混凝土有腐蝕作用，故當鹽水滲透到橋面上時，會對橋面產(chǎn)生不同程度的腐蝕，形成灰漿，從裂縫里反滲到路面面層上，在行車載荷作用下，路面面層很快產(chǎn)生龜裂、脫落、坑槽。     高速公路路面病害雖然從理論上分為以上幾種，但實際上往往是一塊損壞的路面多種病害并存，如裂縫、車轍、坑槽、沉陷并存。2 

10、高速公路路面病害機械化養(yǎng)護方案     在對病害處治之前，要對病害進行實地調(diào)查。然后根據(jù)病害的類型、面積大小、施工的難易程度、交通流量的大小等確定最佳處治方案，保證養(yǎng)護工作快速、高效、安全。     2.1  單根式的縱向或橫向裂縫    一般在冬季進行灌縫處理。太舊高速公路從德國進口了兩臺Breining灌縫機，專門用于灌縫作業(yè)。施工工藝為：用一種手推噴槍把加熱后的壓縮空氣吹向裂縫，這既可以將縫里雜物吹干凈，又可加熱縫兩側(cè)的瀝青混凝土，然后用瀝青噴槍將灌縫機上已加熱熔化的瀝

11、青灌人裂縫，最后將多余或誤灑的縫外的瀝青清除干凈即可。     22  局部龜裂、坑槽、小面積沉陷的修補     可統(tǒng)稱為“小坑槽修補”，其機械配置為：切割機、銑刨機、瀝青灑布車、綜合養(yǎng)護車、手扶式壓路機、光輪膠輪壓路機。施工工藝為：用切割機將修補的范圍切割出來；用銑刨機（或人工）將病害的路面挖除，要確保將損壞的混合料都清除干凈，坑底達到堅實面層；在坑內(nèi)灑布透層油，槽壁要涂刷新的瀝青；用綜合養(yǎng)護車（或人工）將混合料鋪滿鋪平坑槽；用光輪膠輪壓路機（手扶式壓路機）碾壓新鋪混合料，直到碾壓密實，新舊混合料結(jié)合緊

12、密、無縫隙。     用綜合養(yǎng)護車進行路面修補，它不切邊、不清除損壞的路面，而是對損壞路面進行高溫加熱，使其與新鋪料結(jié)合到一起，然后用壓路機進行碾壓。     23  大面積的龜裂和沉陷、嚴重的車轍、橋頭涵頂跳車、橋面脫落或局部路面翻修     這些病害的處治可列人“專項工程”，需專門組織立項進行施工。其機械配置為：切割機、銑刨機、瀝青灑布車、自卸汽車、瀝青拌和機、攤鋪機、光輪膠輪壓路機、劃線車。“專項工程”機械化護在其施工之前要對一些不完全是由路面原因引起的病害作

13、前期處治，比如：    （1）大面積的路面嚴重破損，要調(diào)查基層情況，如發(fā)現(xiàn)基層也嚴重損壞，則應(yīng)進行徹底的處理，小面積可用瀝青碎石或粗粒式瀝青混凝土填補，大面積的則需重做水泥碎石基層。    （2）大面積嚴重沉陷，要調(diào)查沉陷的形成原因，如屬路基不均勻沉陷或滑移，要對路基進行穩(wěn)固理。比如可進行速效水泥灰漿灌樁，然后等路基穩(wěn)定后，對超過15。M的沉陷做水泥碎石基層，超過10cm的沉陷進行瀝青碎石或粗粒式的瀝青混凝土填補。    （3）對于橋面龜裂脫落，要在銑刨完瀝青路面后，對橋面進行認真檢查，徹底清除橋面上的存

14、水和脫落的雜質(zhì)，對于橋面損壞較為嚴重的部位要進行水泥混凝土加固。    24  高速公路大修工程    這是指當高速公路達到其服務(wù)周期后進行的使其全面恢復(fù)其設(shè)計狀態(tài)的施工，如整段路面翻修。整段路面罩面。它可以參照高速公路路面施工方法，這里不作多述。3  “專項工程”機械化養(yǎng)護施工技術(shù)    “專項工程”補修一般來說處理的病害面積較大，施工工藝較復(fù)雜繁瑣，機械化程度也較高。它是路面病害處治較為常用、有一定技術(shù)含量的施工方法，下面作具體闡述。    31

15、60; 施工工藝流程    圖1為其施工工藝流程圖。     32  施工組織技術(shù)     在開始施工之前要對路面病害段、樁號、路面標高、寬度、病害范圍、轉(zhuǎn)彎半徑、超高超寬、縱坡橫坡、路面結(jié)構(gòu)、瀝青混凝土級配、原材料產(chǎn)地和型號規(guī)格等作全面的了解和詳細的記錄，并要嚴格依照這些數(shù)據(jù)指導(dǎo)施工。     32.1 互路面銑刨     路面銑刨包括：刨前路面測量、切割機切邊。銑刨機銑刨、廢料運輸、刨邊角、清

16、掃余渣、灑布乳化瀝青。    （1）刨前路面測量。通過測點高程的比較來確定補修的面積、銑刨的面積和銑刨深度。    （2）切割機切邊。確定補修面積后，要用切割機將邊線切出來，這主要是為了保證坑槽槽壁垂直、槽邊整齊。    （3）銑刨機銑刨。依據(jù)工程技術(shù)人員提供的銑刨面積和銑刨深度沿著行車方向逐刀地進行銑刨，如圖2所示。一般來說銑刨的深度（即路面面層最小結(jié)構(gòu)厚度）為34cm，但如果坑槽中有松散物或藏水，則應(yīng)加大銑刨深度，直至徹底露出堅實底層為止。對于未銑刨但需加鋪的路面，銑刨機要在來回行駛過程中將其拉毛，拉

17、毛痕跡深度為35mm.   （4）廢料運輸。銑刨機銑刨時，通過傳輸皮帶將廢舊混合料裝上運輸車輛，運到固定地點進行存放。    （5）刨邊角、清除余渣。用綜合養(yǎng)護車（液壓鎬或人工）將銑刨機人（提）刀的斜邊與切割機切縫間的少部分殘留路面清除掉，然后人工將坑槽內(nèi)殘留雜物清掃干凈。    （6）噴灑乳化瀝青。用瀝青灑布車將乳化瀝青噴灑于槽內(nèi)及槽邊接口，經(jīng)23h后，乳化瀝青破乳，即可進行攤鋪作業(yè)。     322  瀝青混合料攤鋪    攤鋪作業(yè)

18、是整個補修過程中保證施工質(zhì)量的關(guān)鍵一環(huán)。   （1）由于采用滑靴找平施工，對下承層平整度要求甚為嚴格，故路面補修應(yīng)盡可能采用掛線法施工。   （2）在攤鋪作業(yè)之前，應(yīng)對施工段的測點進行重新測量，確定其攤鋪厚度，然后打鋼釬、掛鋼絲繩，確定整個攤鋪面。   （3）當坑槽深度超過10cm時，應(yīng)分層進行攤鋪。此時下承層的接頭一定要平整，平整度保持在5mm之內(nèi)。一般情況是用銑刨機將下承層接頭處銑成臺階，切割機將槽壁切直，刨邊、清除雜物后，進行攤鋪、碾壓、冷卻。   （4）攤鋪厚度應(yīng)考慮虛鋪系數(shù)。   （5

19、）對于攤鋪不到的邊角，要人工即時進行填補，對于新舊路面的接口要篩分一些細料，然后人工進行整平。   （6）攤鋪一旦開始，應(yīng)盡量避免停機，直到鋪完坑槽的半幅為止。同時攤鋪機應(yīng)勻速行駛，速度控制在35m/min為佳。     323  瀝青混合料壓實     碾壓采用光輪膠輪壓路機，分初壓、復(fù)壓、終壓三道工序。   （1）碾壓要及時，應(yīng)盡量在較高的溫度和較短的時間內(nèi)完成碾壓。   （2）碾壓要從坑槽兩邊開始，以 13輪競壓在新鋪路面上來回碾壓，逐漸向

20、坑槽中間移動。同時，碾壓應(yīng)按階梯形逐步向前推進。    (3)初壓采用雙鋼輪壓路機靜壓24遍，復(fù)壓采用振動壓實46遍，終壓用膠輪壓路機壓實24遍。   （4）對于新舊路面橫向接縫，可采用小型壓路機進行碾壓，以 10 20cm輪競壓實新路面，逐漸向新鋪層移動，直至全輪壓實在新鋪層上。   （5）壓路機轉(zhuǎn)向、調(diào)頭要在；日路面上進行。    324  瀝青混合料拌合和運輸    由于攤鋪的不連續(xù)性，所以拌合廠要有足夠大的熱料儲存罐。   （1

21、）對于瀝青混合料的級配，由于原材料、施工環(huán)境和拌和條件都與路面最初施工時存在差異，所以標準級配可以適當進行調(diào)整（當然要經(jīng)過試驗論證確定），但級配類型必須和原路面一致。   （2）每天路面工程技術(shù)人員都要將下一天所需混合料的類型、數(shù)量和時間書面通知拌合廠，然后拌合廠據(jù)此一次性集中拌制。由于攤鋪是逐塊進行的，所以所報混合料應(yīng)盡量準確，以避免浪費和完不成作業(yè)面的施工。   （3）充分發(fā)揮試驗室的作用，做到用數(shù)據(jù)指導(dǎo)生產(chǎn)。試驗室人員要對每批進場的原材料進行各項指標檢驗，確保原材料合格；要對出廠的混合料進行馬歇爾和抽提篩分試驗，保證出廠的混合料合格；同時要實地鉆芯取樣，做密實度試驗，指導(dǎo)攤鋪碾壓作業(yè)。   （4）