随着我国经济的快速发展,高速公路建设数量不断增多,由于车辆过多,车流量过大,使路面出现各种病害现象,人们的日常出行因此受到较为严重的影响。
所以,要采取合理的措施进行养护,维持路面畅通,保障人们的出行方便及行车安全。
本文基于我国高速公路沥青路面病害现状,分析了我国高速公路沥青路面病害问题出现的原因,并就高速公路沥青路面病害的处理防范和控制机制的建立,有针对性地提出如何控制高速公路沥青路面病害的若干措施,希望能为我国高速公路沥青路面的可持续性研究提供参考。
关键词:高速公路;沥青路面;病害
中图分类号:U416文献标识码:A
1、高速公路沥青路面病害概述
随着交通运输的高速发展,高速公路交通流量越来越大,交通流量的持续上升加大了高速公路的荷载,加快了高速公路老化。
在负荷严重的情况下,高速公路沥青路面的损坏程度与日俱增,各类病害频频发生,严重影响到了高速公路的正常使用,对过往车辆的行驶安全造成了很大的威胁。
同时,高速公路管理部门过去对超重、超载现象的重视程度有所欠缺,没有进行严格的管控,而且在沥青路面的日常养护维修工作中也存在“烂哪里补哪里”的惯性思维,导致高速公路沥青路面的病害无法得到及时有效的控制,其损坏程度进一步加重。
2、高速公路沥青路面常见的病害问题
2.1裂缝
高速公路沥青路面裂缝的类型有横向裂缝、纵向裂缝、网裂。
其中,横向裂缝是由于材料收缩、沥青及混凝土温缩、差异沉降所引起的,横向裂缝是与路面中线近于垂直的裂缝,最开始出现于硬路肩,随着时间推移而逐渐发展到全路幅;
纵向裂缝主要是因为地基天然含水量较高造成地基发生不均匀沉降,进而诱发路面纵向开裂,
同时,在施工过程中,对于混合料摊铺过程中没有处理好搭接问题,以及水的侵害致使路基滑动产生纵向裂缝,纵向裂缝大多呈现为月牙形或者纵向条带状,其危害最大;
网裂主要是因为路面整体性强度不足以及在发生纵横向裂缝未及时填补致使水渗入不断地产生唧浆而造成的,网裂可以说一种疲劳裂缝,是一种网状性裂缝,最开始出现于沿轮迹方向,慢慢发展到纵横向裂缝相互交接。
2.2坑槽
坑槽是早期沥青路面投入使用中常见的病害问题,造成这种病害现象最根本的原因是铺设公路的沥青材料配置不恰当、在实际运营行车中压力增大变形所导致的。
表现形式主要有基层坑槽和底层坑槽,另外在实际高速公路建设早期使用过程中,针对新建成的沥青路面会有修补程序,沥青路面出现局部的破损和松散现象形成自上而下的表面层坑槽,
在底部的空隙位置表层坑槽的水会下渗,深入到沥青路面的底部影响到地底层的根基不实,即使进行一系列的修补,仍然会存有网裂、结构松散以及坑槽等问题。
这是早期建设过程中对病害修补不彻底、模糊压实温度及持续的交通运输压力等问题所导致的。
2.3车辙、推移、拥包
(1)沥青路面层间结合不好。通过对路面多次出现的车辙、拥包的病害现象研究发现,当车辙、拥包病害出现时,沥青路面表面的两个层次与基层的顶面出现不同程度的推移,层与层之间结合存在差异。
(2)车辙、推移病害现象的出现,主要是由于路表变形而引起的。路表变形的原因也有很多种,沥青混合料的质量对路表变形的影响较大。
沥青混合料具有极强粘连性,高质量的沥青混合料,在与乳化沥青结合后,通过摊铺碾压形成的油膜密实度更高,稳定性及对车辆载荷的承受能力将会更高;
反之,沥青混合料的质量低,路面油膜的抗高温稳定性和承受能力也会低。由此可知沥青混合料质量的高低直接影响着路面的整体承受能力、抗高温能力以及使用周期。
(3)基层整体强度不足也会引起路面车辙、推移的现象。
这是由于在路面施工时,若基层材料不符合要求或施工时摊铺的厚度不足、操作不当等,使路段的承受能力不足,从而导致路面变形。
2.4泛油
所谓泛油就是因为沥青材料在高温下向路面迁移,在低温时又不能反向作用,因此沥青积聚在路面表面所形成的一层有光泽的沥青膜现象就称为泛油。
泛油产生的原因主要有混合料组成设计不当、混合料拌合控制不严、粘层油用量不当、施工质量差以及水破坏等。
3、高速公路沥青路面病害原因
3.1路面积水较多
分析调查结果表明,许多高速公路沥青路面的病害都是由积水造成的。通常情况下,高速公路由于养护措施不力,沥青路面上经常会出现层间水、孔隙水,甚至是出现深层水。
路面积水不但会破坏高速公路的沥青路面,导致沥青路面出现病害,而且还会影响高速公路的整体结构稳定性,对高速公路的安全使用具有重大威胁。
实验结果表明,高速公路的沥青路面上出现4cm的孔隙水,通常需要6d时间才可以全部蒸发。
更为严重的是,夏季的高速公路沥青路面的温度可达60℃,在高温条件下,孔隙水会给路面的稳定性带来十分严重的破坏,导致路面的承载能力下降。
此外,层间水对高速公路沥青路面的破坏性也是十分巨大的,随着时间的推移,没有蒸发的层间水就会深入到路面以下,影响路面的承载能力。
3.2路基强度不足
高速公路的路基强度不足,会导致公路沥青路面出现病害。路基强度不足导致的沥青路面病害主要表现为软基处理不到位、路面压实度不够,尤其是路堤压实不合格与隔带排水系统不完善。
造成这类病害的主要原因是沥青路面施工过程中,沥青与混凝土的配比控制不严、材料品质不合格以及路面设计厚度或施工厚度不够。
统计分析结果表明,高速公路出现路基强度不够主要有两个原因。
第一个是施工原因,主要是指施工过程中压实效果较差,这使得随着道路的使用,再加上雨水侵蚀,致使路基出现压缩沉降;
第二个是材料原因,如果施工过程中路基材料不合格,路基内含水量过多,路基就会在水分和车辆载荷的合力下,发生路面沉降。
4、高速公路沥青路面病害养护办法
4.1沥青路面裂缝的养护维修对策
夏季是养护维修裂缝病害问题的最佳时间,能够修补到最优效果。
首先沥青路面养护维修技术人员在开展工作之前,需要对裂缝展开深入调查和研究,记录好裂缝的实际养护修补面积、造成裂缝原因、裂缝的类型及实际的裂缝数量,从而进行具体分析与判断,共同决策出切实可行的维修方案,注意在修补方案中要涉及到整个修补工程所需的预测费用。
其次采用4cm的上面层来处理裂缝病害问题,清理修补面的杂土和粉尘,对修补位置涂刷改性黏层沥青来进行二次施工。
最后观察裂缝需要修补的实际情况,如果沥青路面的裂缝已经延深入底端,为防止水分的渗漏及由此所产生的路面进一步损害问题采用回填的方式进行修补。
注意沥青混凝土采用的改良措施以进行实际施工,养护维修技术人员划定出底端深入的范围,做好填充工作。
4.2沥青路面坑槽的养护维修对策
根据坑槽的实际病害程度,可以采用冷修补和热修补两种方法进行。
冷修补法不局限于任何季节,在任意温度下即可完成,应用的范围比较广。
但修补弊端在于容易渗水,处理不当会影响修补效果,在新旧连接位置积浆,造成新路面的破坏,尤其是在寒冷天气,修补效果大打折扣。
热修补办法适用于全天候的坑槽修补,完成坑槽的无缝衔接,而且所需修补时间短,能够做到与原路面平整一致,取得较好的维修效果。
在修补过程中,节省了有效资源,降低养护维修成本[5]。
4.3车辙、推移、拥包的治理
针对路面车辙病害,要根据不同的受损程度,选择相应的处理方式。处理方式主要分为三种:
当车辙深度小于15mm时,对路面进行拉毛处理,即可恢复平整;
当车辙深度在15-30mm之间时,要先将损坏的路面表层和基层挖除后,将新的沥青混合料与乳化沥青相结合摊铺在需要修补的路面上;
当车辙深度大于30mm时,由于受损严重,已经影响到了整个道路层面,所以修复时,需要将整个道路层面挖除后,再摊铺上新的沥青材料。
路面拥包现象的处理也是如此,受损程度较轻时,可直接用材料补上受损部分,严重的则需挖除基层受损后再修补。
4.4路面泛油的治理
路面泛油与其他几种病害现象的处理方式大致相同,轻微泛油可不做处理,严重的需挖除路面基层,重新摊铺新材料,形成新的路面层。
除此之外,对于路面泛油,还可以使用设备将泛油的路面进行打毛,清除油膜的方式来治理。
4.5桥梁高速公路伸缩缝损坏问题
桥梁高速公路的桥面会因为人力因素或自然因素造成损坏,严重的情况下会危及行车安全。
在高速公路早期的建设时,桥梁伸缩缝多采用橡胶伸缩装置,其结构极其不合理,抗冲击的性能差,且橡胶老化现象严重,加之车辆行驶,装置会很快面临损坏。
一般的处理方式就是对伸缩板以及零部件进行更换,确保零部件的使用寿命、质量及抗腐蚀性,以提升行车安全指数。
4.6高速公路沥青路面大修技术
4.6.1路基的处理技术
在维修中,要分析道路情况,再参照不同的情况,应用不同的处理技术对基层进行处理,
与此同时,也要注重反射裂缝处理技术的应用,道路在不同组成部分会有明显较大的差异,
因此在基层的维护中可以灵活引入再生技术,注重不同道路施工材料的应用方法,经过高效处理,就在表层下加设土工布。
对路面的直接处理,在路面情况相对较好的情况下,分析皱面路面环境,以保证路面完好为工作目标,对路面进行维修处理,并且注重对次技术系统的二次利用。
4.6.2加铺设计技术
水泥是冷再生稳定剂中的一个重要组成,在路面整体应用上,要将过顶检验标准设定为依据,使路面检修能够适应水泥的稳定粒料标准,在后续的建设与维修中优化路面大修的设计,根据路面的实际情况选择合适的大修工艺。
维修施工的设备具有很高的普及性,在应用过程中要对采用的工艺记忆分析,为路面选择最为合适的稳定剂。
如果路面存在大面积损坏,则适宜采用机械进行处理,从而提升处理效率,在路面清除环节,则要综合分析干扰因素对施工造成的影响以适应工程体系要求。
如果道路情况较为特殊,则采用人工清理的方式,首先要及时对现场情况进行上报反馈,在这期间要对周边进行分析,如果在施工中,效率较低影响进程,则考虑应用辅助设备进行清理。
施工中注重路面基层的情节,并在路面表层喷洒透明油,待透明油完全渗透至基层再进行下一步的路面施工。
高速公路的沥青路面病害已经成为影响高速公路行车安全的重要因素,各级相关部门要从沥青路面设计、路面施工以及路面养护等方面采取有效措施,提高高速公路沥青路面质量,为国家经济发展和人民生命财产安全提供强有力的交通保障。