前言:想要写出一篇令人眼前一亮的文章吗?我们特意为您整理了5篇道路基层养护范文,相信会为您的写作带来帮助,发现更多的写作思路和灵感。
关键词:公路工程;沥青路面;裂缝;养护
一、道路裂缝种类与形成原因
(一)道路裂缝的种类
道路裂缝一般分横向裂缝和纵向裂缝。对于横向裂缝而言,多是反射裂缝,这是半刚性基层路面较为常见的病害,通常10M-20M一道。为防止基层不规则变形,一般在施工时没隔20米要切割一条横向缝,浇灌热沥青并铺设纤维土工布,但如果施工时切割、灌缝工艺控制不好,也可能引起后期的横缝产生。另外,不能严格控制工程质量,材料、工艺等方面未能满足要求,也会导致基层产生裂缝。对于纵向裂缝,主要是由于路基压实不均匀、路基稳定性较差等原因,同时在自重和重载车的作用下,地基产生不均匀沉降路基发生滑动,将路面拉裂,出现道路纵向裂缝。尤其是道路加宽时新填路基与原路基的整体性以及施工等多种因素综合作用,有可能造成加宽部分整体滑塌而导致出现较大的纵向裂缝。
另外,由于施工缝边缘压实度不足、与原路面结构粘结不紧密等原因,再加之沥青面层透水性大,雨水易于侵入,在行车荷载作用下沥青膜剥落,也可造成宽的横缝和纵缝(可达20mm),随着雨水的进一步侵入和行车荷载的作用,裂缝继续会发展为严重的翻浆。
(二)路面损坏的原因
1、设计方面
(1)设计与路段实际情况相差大,设计结构不合理。沥青面层结构选用不当,混合料类型不合理,沥青混合料配比设计不准确;(2)路面厚度设计不足导致路面强度明显不能满足行车要求,交通运输发展迅猛,路面回弹弯沉值逐渐增大,满足不了交通量迅速增长和汽车载重明显增大的需求,沥青路面过早产生疲劳损坏,路面网裂伴随着纵向裂缝和形变产生;(3)路线设计未对路面排水系统详细考虑,道路凹曲线底部宜设计在涵洞处,并在边坡上设急流槽,超高段尽量避免设在路堑地段,原则上要求考虑加深边沟。
2、路基施工方面
(1)路基填土含水量偏大,在冻胀作用下使路面形成裂缝;(2)路基碾压不均匀,出现填土局部未压实或两侧压实度不够,使路基产生不同程度的沉陷,形成裂缝;(3)旧路拓宽时,新旧路基衔接处理不符合技术规范要求,新路基压实度不够,造成路基不均匀沉陷或滑坡,形成裂缝;(4)桥台与填方接头处路基施工未按规范要求,易造成自然沉降,经长时间行车作用易形成裂缝。
3、养护管理方面
(1)养护不及时。沥青路面在行车作用下出现小面积松散,个别坑槽后,未及时进行养护。初期及时养护更为重要;(2)养护方法不当,有些养护人员在沥青混凝土路面上采取人工喷油,人工洒料方法进行养护。
4、基层施工方面
(1)目前,高等级公路路面结构基本上是半刚性基础层的结构,采用这样的结构有很多毛病,半刚性基层容易开裂,反射到表面,路面进水后,又很难排出,容易造成路面界面条件和受力状态的变化;(2)基层、底基层、路面表面清除不干净。在铺筑上一结构层前,若路面结构层及路基表面的浮土、浮灰、浮砂清除不干净,在雨水作用下,浮层油料变软被行车挤压造成的高压水流冲刷成浆,进而波及到沥青面层表面;(3)由于施工质量不好,无机结合料稳定基层或底基层没有拌和到底,底部留有素土夹层,在行车反复作用下导致路面产生块状裂缝;(4)基层松散及系数控制不严而导致的二次补加层;(5)在基层施工过程中,稳定土的上、下横接缝因重叠或搭接过少而出现裂缝;(6)部分基层压实度不足,在最大干密度确定的情况下,基层的压实度与混合料中粗、细集料的比例特别是粗粒料的含量密切相关。
5、路面施工方面
(1)沥青混合料的组成。矿料级配,沥青含量,集料品种不符合设计规范要求,对原材料检验不严,对沥青混合料的配合比控制不够,特别是矿粉和沥青用量不准,使沥青路面出现推拥,油包,松散,露骨,坑槽,裂缝等;(2)当沥青面层的空隙率较大时,沥青面层的通透性增大,外界水易侵入结构内部;(3)施工当中未按照施工工艺和程序进行施工,部分路面混合料离析和不均匀容易造成局部渗水,使路面出现病害;(4)施工中压实不足,不能在温度较高的时候及时压实,不采用高吨位轮胎压路机;(5)施工机械设备陈旧,不配套,使混合料的配合比计量、拌和均匀性、压实度、平整度等受到很大影响。
二、裂缝对道路的危害
道路出现裂缝要及时治理,否则灌入雨雪水或冬天冰融后,对道路的损坏将非常严重。进水后道路病害损坏的发展首先表现在裂缝部位出现鼓胀,沿裂缝逐渐形成微量冰融松散灰土粉化,材料密度降低,将面层材料拱起,出现凸起现象。随后,伴随着雨雪水侵入和行车碾轧推挤摩擦作用,水泥和微粒材料在行车的压力作用唧出,如遇连阴雨天水泥碎石层以上灌入的雨雪水使路面出现严重变形松动,将沥青粒料和水泥碎石粒料磨成浆状物唧出,即通常所说的,唧浆病害。经过2到3年的裂缝开闭,缝口沥青混凝土在冰融和行车的作用下密度降低,裂缝边缘油面层逐渐出现脱落现象。路面出现坑凹,甚至出现搓板路,随着时间的推移,将导致龟裂病害的发生。严重时路面粒料被行车推挤带走,出现路表面开裂性坑槽。道路纵向裂缝入治理不及时,在重载车的作用下,裂缝两侧很快会出现第二道裂缝,出现顺行车道区一个U型路面带,两道裂缝中间板块开始下沉,严重时对路面发生条块形碎裂,对行车的影响非常大。
裂缝乃至其引发的病害若得不到及时治理,对车辆运行形成一种潜在的危害,道路的使用寿命也将大大的缩短,给国家造成极大的经济损失。
三、预防与养护
(一)预防性养护的重要意义
加强路面预防性养护,是解决问题的最好办法,所谓预防性养护,是指在公路投入使用后路面状况还比较完好时,采取的一些必要的技术手段,及时处理沥青路面出现的裂缝等病害,防止水害等对路面的侵害,以使路面功能一直保持在较好的状态的养护措施。预防性养护是一种主动性的养护策略,并且具有最好的经济性。它根据路面的状况,有计划地采取预防措施来对路面进行养护,改变了过去在路面损坏后才采取措施进行大的经济投入的被动状况。
路面的使用性能不是直线下降的。在使用初期,其服务能力下降较缓慢,但当损坏状况超过某一限值时,路面的服务能力就开始急剧下降,病害急剧增多。若在此之前就采取预防性养护措施,则可及时阻止这种发展趋势,从而使路面始终维持较好的服务状况,可以有效地延长路面的寿命,减少平时的挖补等繁重且高费用的养护。采取预防性养护,就是在路面还处于良好使用状况时,就采取预防性养护措施,及时阻止路面状况的急剧下降。这种举措不仅能获得更长的道路使用寿命,而且在路面使用寿命期间,始终能维持较好的道路服务水平,由此产生良好的社会效益。沥青路面出现的病害是裂缝,这种较普遍的病害初期既不影响路况等级也不影响道路行车,但得不到及时有效的处理,雨水顺裂缝渗入基层后,导致水损坏,将会出现龟裂等病害即而演变成坑槽沉陷等较严重病害,严重影响道路的安全行车。
(二)新建沥青路面裂缝的预防
1、材料的选择。根据道路所在地区的气候条件和混合料类型选择结合料,对于水泥处治基层,如果条件允许,最好使用温度膨胀系数低的骨料。对于沥青结合料,使用某些聚合物或添加剂可以提高其抗裂能力。沥青混合料中的集料应选用表面粗糙,石质坚硬,耐磨性强,嵌挤作用好,与沥青粘附性的材料,尽可能使用人工砂代替圆形颗料的天然沙;(2)路面结构设计。显然,所设计的道路必须能适应客观存在的交通荷载水平和温度条件。
2、在设计中应特别注意路面排水与防水措施:(1)沥青混凝土配合比设计。沥青混合料级配也是一项重要因素,在合理选择混合料级配时,应兼顾其高温稳定性,疲劳性能和低温抗裂性,以及耐久性等各方面的要求。(2)设计应力吸收层。设计应力吸收层,对减缓反射裂缝的产生与扩展有明显的效果,可使裂缝处相对位移产生的应力传到面层时大为减少,可明显减弱裂缝尖端应力的奇异性,降低应力强度因子,而吸收层的弹模越低,防裂效果越好(3)施工质量。铺筑路面材料时,应该遵循正确的施工原则。
(三)半刚性基层反射裂缝的预防
1、结构层顶部切槽。这种方法是结构层碾压后在其顶部预切槽口,深度约为层厚的1/3~1/4。
2、沥青乳液接缝。这种预开裂技术是在结构层碾压前切割一条缝直至层底,并在缝壁内注和速破沥青乳液。
3、结构层底部预开裂。与1类似,通过在结构层底放置三角开采木板或木块,减少水硬性结合性结构层横断面,使首先在该处产生裂缝。
(四)复合式沥青路面裂缝的预防
复合式路面是用沥青混凝土铺筑在旧水泥路面上,反向裂缝的预防采取的措施包括:
1、铺筑20cm全厚式沥青混凝土;
2、在水泥混凝土和沥青混凝土之间铺设应力吸收层;
3、采用裂缝固定技术后,再铺筑三层体系的防裂沥青混凝土面层;
4、在原水泥混凝土路面加铺一层3cm厚的钢纤维混凝土,再铺沥青混凝土;
5、锯开水泥混凝土面板;
6、用1~2mm厚,0~10cm宽的弹性沥青层覆盖裂缝;
7、用水泥砂浆或环氧树脂填充来限制混凝土板的移动和填充水泥混凝土板下脱空;
8、用沥青或改性沥青注入裂缝或接缝来阻止水渗入到下部结构;
关键词:路基路面;路基病害;科学性预防养护;病害处治
我国现阶段公路养护工作的方针是“全面规划,加强养护,积极改善,重点发展,科学管理。保证畅通”和“普及与提高相结合,以提高为主”。因此,各级公路管理机构都应把公路的预防性科学养护研究和技术改造作为首要任务。
一、公路科学性预防养护工作的意义
近几年来,我国公路建设发展迅猛,许多地区公路网骨架已经基本形成。在继续扩大公路网规模的同时,也面临着一个很大的难题:如何使现有的公路网在资金受限的情况下最大限度地满足用户对公路的安全、质量和性能的预期以及尽可能地延长其使用寿命。研究表明,及时合理地对路面预防性养护能延长路面的使用寿命,延迟路面大修和重建,对维持良好的路面性能和保证路面具有良好的效益费用比至关重要。然而对于预防性养护目前国内外还没有很好的解决办法,实际操作中仅凭经验确定,具有很大主观随意性,很难有针对性地进行具体实施。
目前,对路面的养护一般采用日常养护,大都等到路况下降到最低可接受水平时,再实施罩面或改建措施,即所谓的“反应型养护”。这种方式的最大缺点是它的工作量和费用都远远高于定期维护,而且还延误交通。因此,为了维持高质量的路面而又不超出预算限制,考虑从传统的反应型养护方式转变为预防型养护方式,预防型养护实质上体现在路面维护。
二、公路养护工作的方针、技术要点
根据公路建设工作总方针的要求,公路养护工作的方针是”以预防为主,防治结合”。为此,应根据积累的技术经济资料进行科学分析,预作防范,消除导致公路损毁的因素,增强设施的耐久性,提高抗御灾害的能力。基于上述方针,相应的公路科学养护技术主要可归纳为:因地制宣、就地取材,尽量选用当地天然材料和工业废渣有工程设施,以降低养护成本;应用和推广先进的养护技术和科学的管理方法,改善养护生产手段,提高养护技术水平;重视综合治理,保护生态平衡、路旁景观和文物古迹,防止环境污染,注意少占农田:全面贯彻执行《公路桥梁养护管理工作制度》。加强桥梁的检查、维修、加固和改善,逐步消灭危桥;公路的改善提高应符合国家有关公路技术改造的方针、政策和现行《公路工程技术标准》的规定,施工应注重社会效益,保障公路畅通;养好路面是养路工作的中心环节,是质量考核的首要对象。
三、路面、路基工程预防性养护探讨
目前我国高速公路路面大多采用沥青混凝土路面。由于沥青材料是热塑性材料,它对温度很敏感,受诸多因素影响,路面易老化,因此产生的病害类型很多。常见的有车辙、开裂、拥包、松散、沉陷、坑槽、麻面和唧浆等,这些病害会严重影响道路行车质量、行车安全以及道路使用寿命,而引起这些病害的原因又是多方面的,有设计原因、施工原因、材料质量原因和外界条件的原因。
为了提高路面的行车质量,对路面发生的各种病害要及时进行修补养护。目前,修补的主要手段是清除损坏部分,再用热拌沥青混合料填补,养护则采用罩面。由于热拌沥青混合料用于养护时,受到气候、温度、运距及用量等因素的影响,经常使损坏的路面不能及时得到修补,或者即使修补了,因沥青混合料温度不符合要求而影响到通行质量。此外,由于修补、养护材料类型少,有一些病害因没有合适材料而得不到有效治理。
路基和路面是道路工程的主要结构物,且共同承担车辆的荷载作用。而路基是路面的基础,其强度和稳定性是保证路面结构稳定、路用性能良好的基本条件。影响路基强度和稳定性的原因有两方面:一方面是自然因素与地质条件,其中最主要的影响因素是温度和湿度;另一方面是人为因素,包括设计、施工和养护。而路基工程一经完成,则路基的质量将主要取决于路基的养护水平。因此。为了保证公路的正常使用品质,必须对路基进行合理的养护和维修,使之经常处于良好状态,以避免路基发生严重的病害。
四、路基早期病害预养护措施方法
路基病害的防治、应贯彻“预防为主,综合治理”的原则。首先弄清发生病害的原因,经过综合分析,因地制宜地采取根治措施:
调查沿线自然地理条件。如气象、水文、工程地质、水文地质等情况,了解其变化规律,为防治病窖提供第一手资料;认真选线、精心设计、严格施工、杜绝发生路基病害的人为因素,这是预防病害的积极措施;充分注意路基排水,治水是防治路基病害的关键。在设计、施工和养护工作中,路基排水均应放在非常重要的位置;加强养护、及时治理,以预防或减轻路基病害,并及早发现病害征兆。有利于及时采取治理措施;综合分析、积极根治,如采用绿化、农田水利建设、土地的开发建设等措施。
五、路基养护工作的基本内容与要求
为使路基满足密实、稳定、均匀的基本要求,必须采取防止地面水和地下水浸入路基的措施,保持排水系统完好,路基各部尺寸和坡度符合规定,并及时消除不稳定的因素。为此,路基养护工作的内容包括:①维修、加固路肩和边坡;②疏通、改善、铺砌排水系统;③维护、修理各种防护构造物及透水路堤、管护两旁公路用地;④清除坍方、积雪、处理塌陷、检查险情、预防水毁;⑤观察、预防、处理翻浆、滑坡、泥石流等病害:⑥有计划地局部加宽、加高路基、改善急弯、陡坡和视距、使之逐步达到要求技术标准。
路基养护的基本要求是通过日常巡视和定期检查、发现问题、分析原因及时采取维修措施:①路肩无车辙、坑洼、隆起、沉陷、缺口、横坡适度、边缘顺适、表面平整坚实、整洁;②边坡稳定、平顺无冲沟、坡度合乎规定;③边沟、截水沟、排水沟、路肩水簸箕(路面拦水缘石出水口)、跌水并等排水设施保持无高草、无淤塞,纵坡适度、水流顺畅、进出口良好;④挡土墙、护坡及防雪、防沙等设施保持完整无损坏,砌筑伸缩缝填料完好,泄水孔无堵塞;⑤及时治理翻浆路段,使其尽快恢复到原有路况、对坍方、滑坡、泥石流等病害做好防护抢修,尽力缩短阻车时间。在上述养护工作中,要待别注意保持路基排水系统处了完好状态,因为水是造成多种路基病害的重要因素。其次,在各种养护维修工作中,要保证工程质量,不可马虎从事。
六、高速公路堰塘、沟谷区路堤路面基层开裂和桥涵台背脱空处治建议
通过现场实地考察,相关钻探、调查、检测结果汇报的基础上,与会各方充分讨论,高速公路堰塘、沟谷区路堤路面基层开裂和桥涵台背脱空认识与处治建议如下。
1.高速公路堰塘、沟谷区路堤路面基层开裂和桥涵台背脱空情况认识
(1)堰塘地基挖除并换填砂砾、下路堤及下路床换填砂砾、上路床水泥砂砾以及路面底基层、基层结构设计施工方法合理,路面基层开裂是路面底基层、基层施工材料级配、施工工艺、养生以及雨季季节性气候影响所致,右侧涵洞八字墙地下水涌流是正常现象。
(2)堰塘沟谷区高填路堤软基抛石挤淤、路堤土石填筑、上路床水泥土及填挖交接处格栅处理设计施工方法合理;沟谷区高填路堤软基挖除换填砂砾、路堤土石填筑、上路床水泥土及填挖交接处格栅处理设计施工方法合理。
(3)地基挖除、路堤土石填筑及上路床水泥土砂砾及填挖交接处格栅处理设计施工方法合理,路面基层开裂是路面底基层、基层施工材料级配、施工工艺、养生以及雨季季节性气候影响产生,纵向路基填挖交界处路面基层开裂是高填路堤沉降拉裂所致。
(4)部分桥涵台背脱空是施工通病,应对脱空桥涵台背进行处理。
2.泌阳至桐柏高速公路堰塘、沟谷区路堤路面基层开裂和桥涵台背脱空处治建议
(1)堰塘区路堤路面基层开裂按路面基层开裂情况处治办法执行处理;右侧涵洞八字墙及部分路堤地下水涌流处做反滤层挡墙处理,降低并排除路堤地下水。
(2)高填路堤在路床、底基层、下基层、上基层处铺设高强土工格栅。上基层和下面层处铺设玻纤格栅,并在纵向路基填挖交界处上基层表面设置间隔5-10m切缝,切缝深度为1/5上基层厚度。
(3)路面基层开裂,上基层和下面层处铺设玻纤格栅,并在纵向路基填挖交界处上基层表面设置间隔5-10m切缝,切缝深度为1/5上基层厚度。
(4)对部分桥涵台背脱空进行砂砾石填充和密实压力注浆处理,压力注浆保证临近注浆孔返浆。
3.泌阳至桐柏高速公路堰塘、沟谷区路堤路面基层开裂和桥涵台背脱空处治效果观测与检验
(1)建立上述路面基层开裂处的变形沉降观测,验证路基施工近8个月后的稳定状况。以便进一步完善堰塘、沟谷区路堤路面基层开裂处置方案。
(2)对堰塘、沟谷区高填路堤处设置“软基高填路基沉降观测”起止标志,引导车辆安全行使。
(3)在部分桥涵台背脱空砂砾石填充和密实压力注浆处理后,进行其弯沉和承载力检验,并达到设计标准。
【关键词】沥青路面;病害;防治
Abstract: In recent years, along with the rapid development of China road construction, a great number of roads enters into the maintenance period, which will greatly increses maintenance workload. The data shows that, the 75% of the completed highway in our country is asphalt pavement layer. And in other highways and urban roads, the asphalt pavement layer is also accounted for the most. Therefore, the damage research and protection work is extremely important. This paper, aiming at the various causes of road surface damage, gives a brief description of the prevention measures.
Keywords: the asphalt pavement; ciseases; prevention and control
中图分类号:TU535文献标识码: A文章编号:2095-2104(2012)
沥青混凝土作为一种路用结合料,在世界各国得到了广泛的应用,从乡村道路到城市道路,从三级路到高速公路,从路面底基层到路面面层,均普遍采用,成为道路建设长久使用的一种材料,但由于沥青混凝土材质本身的差异,以及受设计和施工水平的影响,沥青路面常常出现开裂、泛油、松散、坑槽等病害。这些病害的出现严重影响了行车速度、行车安全,加大了汽车磨损,缩短了沥青路面使用寿命。
一、公路沥青路面病害的类型、成因
1.1裂缝类
1.1.1.纵向裂缝。纵向裂缝一种发生在紧急停车带或路肩部位,其形状是沿路肩边缘向内逐步扩大,呈纵向弧形;另一种是发生在行车道部位,多为纵向条带状,裂缝两端未延伸到路堤边缘。发生纵向裂缝的原因是由于地基处理不当,施工时未作预压,路基密实度不均匀;摊铺时间过长或接缝处理不当,接缝处压实未达到要求而产生的不均匀沉降,在行车作用下所形成裂缝。
1.1.2横向裂缝。一方面由于基层失水产生收缩形成规则的横向裂缝,另一方面沥青混凝土面层或基层由于温度骤降而发生温缩形成裂缝,方向一般与道路中线垂直。土基干缩或冻缩产生的裂缝,也以横缝的形式居多。
1.1.3龟裂、网裂。由于路面整体强度不足、基层湿软、沥青路面层老化,稳定性下降,以及路面材料配合不当或未拌和均匀造成;也可能是路面出现横向或纵向裂缝后未能及时封填使水渗入下层所致。
1.2变形类
1.2.1车辙。指道路延长方向集中车轮通过位置上所产生的连续的纵向变形。原因:沥青混合料具有一定的蠕变和应力松弛特性,在行车载荷作用下,当沥青混合料的受力超过其弹性极限和屈服点,就可能产生塑性变形,不断积累形成车辙;沥青混合料配合比不好,热稳定性不足,细集料偏多,集料未形成嵌锁结构,沥青用量偏高、针人度偏大或者沥青质量不好,均易造成车辙的形成;由于雨水渗透侵蚀基层表面的粉料,使基层软化也会产生车辙;特殊的道路交通条件,如大量重型或超载车辆在路上行驶,由于其单轴载荷加大,亦容易产生车辙。
1.2.2沉陷。小面积沉陷一般是由于基层局部成形不足,强度不够,在行车荷载和自然因素等作用下形成,路面发生龟裂,当水渗入后将已经损坏的路面进一步软化,致使面层发生沉陷。大面积沉陷则往往是由于填方路基的不均匀沉降或局部滑移引起的。桥头的沉陷原因包括地基地质条件、填料、施工材料,以及设计、结构、施工方面诸多因素,直接原因是刚性桥台结构与柔性路堤处在行车荷载的反复作用下,填土自身固结沉降过程中产生较大的差异沉降变形。
1.2.3推移和壅包。在水平力作用下,沥青路面层的抗剪强度不足造成。多数壅拥包是由于使用的沥青稠度偏低,用量偏多,热稳定性不好,以及沥青混凝土面层过厚导致。基层或下面层未能充分的压实,导致强度不足,受车载作用发生相对位移。
1.3松散类
1.3.1坑槽。沥青混凝土路面较为常见的病害,往往都有一个形成过程,开始时是局部的龟裂松散,在行车荷载和雨水等自然因素的作用下逐步形成。其产生原因:(1)施工时混合料温度太高沥青老化,粘结力降低,脆性增加,在行车载荷作用下易形成坑槽;混合料温度太低,使摊铺不够均匀,压实不充分,导致压实度不够;(2)下面层标高控制不严,导致沥青上面层结构厚度不够,从而在行车载荷作用下,这部分首先产生破坏,形成坑槽;(3)路面裂缝后,水渗到基层,在行车载荷作用下,基层可能发生松散、沉陷,从而造成面层进一步龟裂,如此反复循环,沥青面层将发生脱落沉陷,形成坑槽;(4)混合料摊铺时,下层的表面不够清洁,含有过多的泥灰等杂物,使得相邻两层之间不能有效的粘结而容易形成坑槽;(5)在公路开始运营后,因翻车和车辆维修等原因,汽车用油等有机物渗入路面空隙,沥青被稀释后,粘结力下降,集料散失后形成坑槽。另外车辆刮撞或千斤顶的使用,都可以形成坑槽病害。
1.4其他
1.4.1泛油。形成泛油的主要原因:混合料组成设计不当,混合料中沥青用量过多、空隙率过小、沥青稠度太低,在车辆荷载反复碾压下,多余沥青由下部泛到路表形成病害;在沥青混合料拌和时,如细料含量过少,混合料比表面积较小,则沥青用量相对较多,也易泛油;因摊铺时混合料产生离析,局部细料过分集中也易泛油。
1.4.2翻浆。多种因素综合作用下的结果:基层用料不当,或拌和不均,细料过多,使得材料水稳性差,遇水后软化,在行车作用下浆水上冒;低温季节施工的半刚性基层,强度增长缓慢,而路面通车过早,在行车和雨水作用下使基层表面粉化形成浆水。
三、公路沥青路面病害的成因分析
2.1结构设计不合理。沥青面层结构选用不当、混合料类型不合理。根据沥青路面设计规范,沥青面层除应满足车辆的使用要求外,还应满足雨水不渗等要求,宜选用粒径较小,空隙也小的级配混合料,尽量采用小粒径沥青砼,以提高沥青路面面层的防渗性。对于选用中粗粒砼或开级配或半开级配沥青碎石的沥青路面,必须在沥青面层下设下封层,防止雨水渗入。
2.2环境温度、交通荷载等因素的影响。沥青路面初期产生的裂缝对沥青路面使用性能常无明显影响,但由于半刚性基层自身干缩和温缩应变胀缩产生的拉应力超过半刚性基层自身的极限抗拉强度,使其从强度薄弱处产生断裂。随着路面使用时间的延长,已有的裂缝逐渐向上扩展到路表,横向裂缝不断增加。缝宽不断增大,横向裂缝再不断附生纵向裂缝,最终形成大小不等独立板块,在表面水的作用下,致使裂缝附近基层的含水量加大,甚至饱和。其结果是路面强度明显降低.在大量行车荷载反复作用下,产生冲刷、唧浆和沉陷等现象.聚终导致路面很快产生结构性破坏,使道路结构逐渐丧失承载能力。
2.3油路补强段的路面厚度考虑不足。为充分利用老路并节约土地及投资,利用旧路的线位及结构层。按照公路补强设计的一般要求和科学态度,宜先对所利用的路段状况进行客观评估,根据旧路的状况(特别是强度弯沉指标)确定利用旧路的方案及补强厚度。但设计单位没有认真细致的调查,大致给出一个补强厚度及路段桩号就草草了事,结果导致许多补强路段补强后弯沉值大于设计值,造成新路强度不足,早期破坏严重。
2.4路面施工。对原材料检验不严,对沥青混合料的配合比控制不够,特别是矿粉和沥青用量不准,使沥青路面早期出现推拥、油包、松散、露骨、坑槽等。施工机械设备陈旧、不配套,使混合料的配合比计量、拌和均匀性、压实度、平整度等受到很大影响。沥青混合料加热温度过高,沥青和矿料拌和时,沥青便被矿料的高温灼焦、沥青老化,使路面强度不足,产生松散、坑槽等病害。碾压温度过高,造成温度过高的原因有两种情况:一是沥青混合料出厂温度超过规范规定的上限值;二是沥青混合料出厂温度虽然在规定的范围内,但接近高限,如果运距较短,摊铺碾压又很及时,就会使碾压温度超过规范高限。如果碾压温度过高,混合料就压不实,就会出现推移,发生微裂。
三、公路沥青路面病害的防治措施
3.1提高路基工作区的强度和稳定性。路基是路面的基础,路基工作区又是路基经受行车荷载影响较大的深度区域,该深度区域具有足够的强度和整体稳定性对保证路面结构的强度和稳定性极为重要。必须严格控制路基的填筑工艺,确保路基强度。填筑材料首选石、砾、砂类土,其次选用含砾、砂低液限粘土,再次选用低液限粘土。粉质土和有机土不能用于填筑路基。而在路基路面设计时,车辆荷载是按标准的额定轴(BZZ一100)考虑的,当公路建成后,路基工作区的深度已经是固定成型了。公路交付使用后,当公路上车辆超载运行时。路基工作区的深度必将会随之加大。由于超载的缘故。路基工作区的实际深度超出了预设深度,这样未经处理的超出部分的路基强度、稳定性、剐度明显不足,在实际使用中,路基路面就会产生裂缝、沉陷、车辙、变形过大等病害。
3.2严格控制施工质量。严格控制半刚性基层施工碾压时的含水量,混合料的含水量不能超过压实需要的最佳含水量或控制在施工规范容许的范围内。半刚性基层碾压完成后,要及时养生。半刚性基层碾压完成后或最迟在养生结束后应立即用乳化沥青做透层或封层。透层或封层完成后,应尽快铺筑沥青面层。沥青砼施工期间,交通管制必须有专人负责,禁止非施工车辆上路,防止上路机械漏油,保持路面干净整洁。
3.3选择防裂性能好的材料。选用抗冲刷能力好,干缩、温缩系数小、抗拉能力高的半刚性材料作基层,最好使用温度膨胀系数低的骨料。选用松弛性能好的优质沥青做面层,保证沥青的针入度、延度等指标;在缺少优质沥青的情况下。应采用某些添加剂或聚合物。以提高沥青的低温抗裂性能及高温稳定性能。在稳定度满足要求的前提下。选用针人度较大的沥青作两层。采用密实型沥青混凝土面层,空隙率对面层的疲劳寿命有很大影响,密实型沥青混合料在使用中沥青硬化缓慢,同时也延缓了裂缝的扩展。沥青混合料的集料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青粘附性好的材料。如果集料呈酸性,则应填加一定数量的抗剥落剂或石灰粉,确保混合料的抗剥落性能,同时应尽量降低集料的含水量,尽可能使用人工砂代替原形颗粒的天然砂。
3.4道路的养护。围绕建设与养护、维修与预防的关系,随着路网的不断完善,只有长期保持良好的路面使用性能,道路建设的巨额投资才能充分发挥其投资效益,而长期保持路面良好的技术状况必须有一个强有力的养护维修支持系统来保障。在路面养护和维修的关系上,长期以来人们总是习惯于等到路面开始出现损坏后,才对它进行维修,而对于路面还处于良好状态下进行预防性养护的意义则往往认识不足。预防性养护实质上是一种周期性的强制保养措施,并不考虑路面是否已经有了某种损坏。当路面刚出现病害先兆时,及时对路面进行养护要比发生大的病害后处理简单,节省费用,说明重视预防性养护的经济意义。
关键词:路面增寿、半刚性基层、级配设计、同步碎石封层。
中图分类号:TU997文献标识码: A
随着我国经济发展,人民生活水平及生活质量的全面提高,沥青路面由于具有表面平整、无接缝、振动小、噪音低、行车平稳舒适、养护维修简便等优点,在公路和城市道路中所占的比重越来越多。但是,随着城市人口和各种客运车辆的日益增长,城市道路所承受的交通压力不断加大,许多新修的沥青路面使用时间不长就出现了各种病害。
城市道路沥青混凝土路面状况恶化的主要原因包括城市频繁的超限运输、巨大交通流量、极端环境天气状况、以及道路本身的质量。经过反复使用运行,沥青路面性能会降低,恶化会日益加快。
一、影响城市道路沥青路面使用寿命的因素
城市道路的特点决定了城市道路沥青路面的使用寿命受多种因素的影响,这些因素包括施工构造因素、材料因素、管理因素、养护因素等。具体说来,包括如下几个方面:
施工构造因素
1.1 路基
城市道路的路基与公路的路基有很大区别。公路的路基给排水、通讯等地下设施很少,因此有利于大型机械设备的施工,施工质量有保证。而城市道路路下给水排水管线和构筑物纵横交错,给施工造成了很大困难,路基质量也受到影响。同时各种窖井往往造成地表水下渗,引起路基塌陷,造成路面损坏。
1.2 路面
由于各种地下设施都必须在路面上留有出口,因此城市道路的路面上到处都是竖井的井盖,严重影响了城市道路路面的平整度,在交通量日益增大的情况下,路面破坏的机率大大提高。同时城市道路路面的排水远不如公路的排水顺畅,很容易造成雨水下渗,引发路面的水侵害,影响路面的使用寿命。
材料因素
近些年来,我国高等级公路路面结构以半刚性路面结构为主。半刚性基层强度大,具有较好的水稳性和抗冻性,而且可供稳定的材料种类多,选择面广泛,在路面的使用过程中弹性变形较小,承载能力高,使用年限长,被广泛用于修建高等级公路沥青路面的基层或底基层。在城市道路沥青路面的建设中,也可以借鉴这种形式。
但是,半刚性基层也有它的缺点:抗变形能力低,在温度或湿度交替变化时容易发生收缩开裂,在沥青路面以及当水泥混凝土面板较薄时,这些裂缝会反射到面层上来,形成反射裂缝。所以,使用半刚性基层时应加强质量控制,如基层材料选择、配合比设计、混合料的级配控制、含水量和水泥剂量是否准确、加强初期养护等,以大幅度减少半刚性路面的反射裂缝或对应裂缝。
管理因素
3.1 路面交通
为不影响市民出行,城市道路路面施工往往不中断交通,边通行边施工。为给行人提供方便,还往往在夜间施工。这在方便人们出行的同时,却给路面的施工质量留下了许多隐患。
3.2 施工
不论是在路基中,还是在路面上,城市道路的施工都要受到许多地下设施的影响,机械化施工程度相对较低,人工操作的比重较大,其施工质量难以与高度机械化施工的公路相比。同时,施工过程中施工单位不按要求施工,如路基施工临时排水系统不畅通,遇雨后大量的积水渗入下层路基,严重影响路基质量;在沟槽回填时,沟内积水未排除,或沟底淤泥未清除干净而直接带泥水回填土,结果造成回填土含水量饱和,不能夯实,待饱和水下渗后,将造成填土下陷,危及路基安全;有时在填土中带有大石块、大砖块、大混凝土块、大硬土块等,妨碍土颗粒间相互挤紧,达不到整体密实效果,日后发生沉陷。这些现象都会对路基的稳定性造成影响,直到影响面层。
3.3 管理
在城市道路的施工中,有许多项目属于“献礼工程”,为了在规定的时间内完成任务,不按规范要求进行施工,加上相关部门管理监督不到位,施工质量难以保证。
二、沥青路面增寿技术研发
1、保证沥青路面的施工质量
路基施工:要严格路下构筑物、管线施工质量控制,预防路面塌陷;严格按规范要求选好填料,控制松铺厚度和粒径,控制压实含水量与最佳含水量之差在规定的范围内,并严格按规范要求进行基底压实;严格按规范回填及碾压。
路面施工:路面面层施工首先要严格按规范要求选好材料及材料的级配。严格路面平整度控制:(1)加密标高控制点。(2)厚度控制。(3)横缝施工控制。(4)与管线井相接处施工控制。(5)伸缩缝位置施工控制。(6)交叉口施工控制。
2、保证材料质量
保证材料质量
在沥青混合料中,集料重量一般占总重量的92% ~96%,其体积一般占总体积的75%~85%。保证各种材料的质量对延长沥青路面的寿命具有重要的意义。在城市道路的沥青路面中,主要从坚韧性、坚固性、颗粒形状、表面构造、矿粉等方面按要求保证集料质量。
做好沥青混合料级配设计
在进行级配设计时,应注意如下几点:
(1)稳定性。(2)耐久性。(3)抗疲劳性。(4)抗渗性。(5)施工和易性。(6)集料级配。(7)沥青膜厚度。(8)抗压密性。
3、注重养护和管理
定期对路面状况进行评价,在日常养护管理工作中应经常检查路面病害,定期做好路面维修和保养记录;实施路面预防性养护并定期对路面的各项指标进行检测。充分利用路面管理系统,评价出路面使用状况,为路面养护决策提供精确进行施工养护的依据;沥青混凝土路面常在负重交通情况和水的作用下容易出现如裂缝、坑槽等病害,因此对路面出现的早期病害应及时修复。
注重路面非沉陷型早期裂缝
处理路面沉陷性、疲劳性裂缝
处理路面松散掉渣
处理路面泛油、光面
加强超、限载车辆管理等
三、同步碎石封层技术工艺流程
同步碎石封层技术是一项沥青路面预防性养护新技术。就是用专用的施工设备将粘结材料(改性沥青或改性乳化沥青)和碎石同步铺洒在路面上,形成一层1cm以下的薄层沥青碎石面层。有效治理路面出现的麻面、轻度松散、泛油、石料磨光、路面老化、轻度裂缝等病害,防止路面病害的进一步扩散,延长道路的大中修周期,可节省道路的维修费用,延长道路的使用寿命。经研究,该同步碎石封层作为沥青路面养护新技术,有以下优点:
1、施工快捷,工期短。同步碎石封层机作业速度可达3~5km/h,施工后可立即限速开发交通,一般1~2h后可完全开放交通。保证道路畅通,缓解交通压力。
2、施工工艺简单,实用性强,成本低,环保无污染。封层只有1㎝厚左右,原路面不需要铣刨,对集料无需进行加热,乳化沥青加热温度也仅为60~70℃,可显著减少能源消耗和施工过程中环境污染。
3、造价低,每平方米造价在15元左右。应用同步碎石封层沥青路面预防性养护技术施工后可使路面使用寿命延长3~5年,按照500万元/km,每公里可节约建设养护投资100万元左右。
4、同步碎石封层后的路面摩擦系数明显增加,提高路面的抗滑性能,满足了安全行车的要求。
5、同步碎石封层良好的防水性。同步碎石封层靠喷洒的沥青结合料渗进裂缝中,在公路表面形成沥青结合料薄膜,这种沥青结合料薄膜可以持久保持防水性,从而防止路面的破坏。
6、迅速改善道路外观。同步碎石罩面层施工就像在沥青道路表面迅速粘贴坚固的表皮,使路面焕然一新。
该技术作为道路沥青路面预防性养护新技术,具有环保、经济、延长道路使用寿命等优点。
延长城市道路沥青路面的使用寿命是一项复杂的系统工程,必须从材料选择、结构设计、质量控制、管理养护等各个环节严格把关,从总体上提高路面质量。只有如此,才能保证城市道路沥青路面的使用寿命,保证城市道路良好的服务能力,为人们的出行提供最大方便。
参考文献:
关键词:市政道路,混凝土路面;结构设计;有效措施
Abstract: In this paper, the design of the cement concrete pavement in the municipal road by the line discussed and its disease prevention and treatment. For your reference.
Keywords: municipal roads, concrete pavement; structural design; effective measures
中图分类号:TU318文献标识码: A 文章编号:
在市政道路设计中,混凝土路面以其强度高、稳定性好、耐久性及养护费用少,能适应重载、高速而密集的汽车运输要求,被广泛应用在城市道路设计中。与此同时,在混凝士路面工程中,也普遍存在着“横向裂缝、纵向裂缝、网状裂缝”等质量通病,影响城市道路工程的耐久性和使用功能。这里笔者结合多年工程实践经验对城市道路混凝土路面结构设计进行了探讨。
一、水泥混凝土路面常见病窖及其原因
水泥混凝土路面常见的病害有两类,一是水泥混凝土板损坏,二是接缝破损。
1.水泥混凝土板损坏的原因
(1)纵向裂缝。纵向裂缝通常大多出现在高填方,半填半挖路段、填挖交界以及软土地基路段,主要是由于路基横向不均沉降或板下的不均匀支撑造成的。有些高速公路采用先填筑超车道和丰车道,一半的路基,以保持路线贯通,再填筑其余部分的方法进行施工,实践证明,按这种施工方法修筑路基,其路面产生纵向裂缝几乎是不可避免的。
(2)横斜向裂缝。路面横、斜向裂缝通常发生在填挖相交断面、新老路基交接处、土基密度不同部位、桥涵通道等构造物和路基连接处、软弱地基、失陷性黄土等特殊路段。
(3)掉角。掉角通长由于胀、缩缝或施工缝填料选择不当,或者填缝料失效,造成路表水沿缝隙不渗,尤其是当板下基层排水不畅,或基层材料细料过多,基层材料耐冲刷性较差时,在车辆荷载反复作用下,真空吸力就会使扳角处产生唧泥,板下被冲刷掏空,造成板角应力集巾,从而导致路面板出现掉角。
(4)交叉裂缝和破碎板。交叉裂缝和破碎板是水泥混凝土路面的一种严重破坏形式,大多由于路面板厚度不足或强度偏低,板底脱空基层松散或强度不够,土基的不均匀沉降地F水位过高路基液化等原因。另外,当路面出现纵向横、斜向等各种裂缝时,如果养护不及时,路表水沿缝隙进入基层或路基,,路面就会产生交叉裂缝,甚至出现破碎现象。
(5)孔洞。混凝土路面表面呈现破损和孔洞,主要原因是施工质量差,或混凝土材料中夹带朽木纸张和泥块树叶等杂物,还有春季施工,水中夹带冰块造成的。
(6)磨耗层局部脱落。磨耗层局部脱落,出现露骨麻面现象。
2.接缝破损原因
(1)接缝挤碎。接缝挤碎是指邻近接缝或裂缝约50cm宽度范围内,出现未扩展整个板厚的裂缝或者混凝土分裂碎块,接缝挤碎主要是由于接缝施工不当,或者因填缝料.剥落,挤出,老化,接缝被硬石子阻塞,则当混凝土伸胀时,混凝土板的上部产生集巾压实力,在超过混凝土的抗剪强度时,板即发生剪切挤碎。此外,板边混凝土振捣不密度,强度降低,在行车荷载反复作用下,也会导致接缝出现碎裂。
(2)拱起。混凝土板胀缝间距较长,头 至二年混凝土板在伸胀时还不明显。收缩时,因接缝填缝料失效,板缝就会掉进土或石子,加L养护不及时清扫,年复一年的热胀冷缩,板缝一年年]]l1宽,导致混凝土板伸胀时产生的压力大于基层与混凝土饭间的摩擦力出现拱起现象。
(3)错台。产生的原因较多,如当胀缝下部接缝板与上部缝隙未能对齐,或账缝不垂直;水的渗入使基层软化;传力杆放置不合理等等。
(4)填逢料丧失和脱落。在板缝填逢料失效和车轮行走振动的作用下,填缝会被挤出而被车轮带走。
二、水泥混凝土常见病害的预防措施
1.路面基层的组合型式确定
路面基层的设置除了增加路面的结构强度外,为面层施工提供承载面和方便条件。因此,如果基层出现较大的塑性变形(主要在接缝附近),面层板将与之脱空,导致板的支承条件恶化,从而增加板内的应力。在进行新建道路的路面设计时,多采用混凝土面层及基层的路面结构型式。新建道路多处在城市的新城区,且多为农田,土基湿度大,地面控制物少,道路巾心高程易控制,因此,路面结构层相对厚些。
2.混凝土面层裂缝的几种防治措施
(1)横向裂缝治卵方法。当混凝土板块裂缝较大,咬合能力严重削弱,可将横裂的混凝土板垂直纵缝切割,翻除掉小的半块板重新浇注,如因基础或土基强度不足或沉陷引起的,则应翻挖掉混凝土板,再针对板下地基不良的原因,将基础或土基处理好后,再重新浇筑混凝土。如条件允许,可采用新工艺——钻孔压力注浆法来填堵板底孔隙与抬高板块使之恢复原位。
(2)纵向裂缝预防措施。对于填方路基,因按设计规范要求进行施工,确保土基、基础的密实度、承载力达到设计要求。在较容易发生沉陷地段混凝土路面板应铺设钢筋网或改用沥青路面,以保证应有的强度和使用寿命 如出现纵向裂缝后,必须杏明原周,再采取相应对策。
(3)网状裂缝的治理措施。如系混凝土路面强度不能满通行车荷载要求时,可把断裂板块挖起后,采用混凝土加铺、钢纤维混凝土加铺等进行加层补强。如系基础沉陷形成,应先处理好土基基础后,再重新浇筑补强.
3.角隅断裂预防措施
选择合适的填料,重视经常性的接缝养护。采用抗冲刷,水稳性好的材料。混凝土路面拆模与浇捣时要防止角隅损伤并充分捣实。胀缝处角隅就采用角隅钢筋补强。在其角隅断裂初期可采用灌浆法封闭裂缝,防止水浸入,尚可继续使用。当角隅部分断块由于车辆行使而致松动时,可沿裂缝切割整齐凿去板块后,处理好基础,用沥青混凝土混合料修补完好。
4.路面接缝处理的设计
水泥混凝土路面接缝多,易于损坏,尤其是胀缝位置面板破损较为普遍和严重。有的道路在通车1~3年后逐步破碎损坏。破损率高达50%~ 90%以上。究其原闪是多方面,影响因素也复杂,但主要是胀缝的构造问题、施工工艺及管理问题。从胀缝设计构造的角度主要解决位置设置、构造型式、传力杆设置和面板局部加强。胀缝设置应遵循新颁水泥混凝土路面设计规范规定,要尽可能少设或不设胀缝,特别是平纵线形标准较高的平原微丘地形设置长问距胀缝,或只在结构物衔接处,这一点已经在国外工程中得到证实。其次一般常用的胀缝型式为设传力杆和不设传力扦两大类,不设传力杆的胀缝其传荷能力较差,在重车反复作用下,胀缝的两侧容易发生错台。而设传力杆的胀缝,其传荷性能较好,从实际的应用效果来看,设传力杆的胀缝能较好的抑制胀缝病害,因此建议对于交通量大、重载车多的公路和城市道路采用传力杆的胀缝为最佳;反之可采用不设传力杆的枕梁式胀缝。但为了减少车辆反复冲击作用,枕梁上最好设置一层缓冲橡胶垫。根据传荷受力的需要设置传力杆。传力杆宦用32~35较粗的光固钢筋,同时胀缝两侧30~40cm面板范围内因传力杆存在而受力复杂,应在胀缝两侧30~40cm水泥混凝土板内布置加强钢筋。
三、结束语
水泥混凝土路面的病害,形成的原冈很多,但主要是路基、基层强度不均匀,接缝料失效,不按规范施丁,养护管理不善造成的。因为水泥混凝土路面一次性投资大,出现病害不好修复,所以从设计、施工、养护管理.一定要对每一个环节认真负责,不然都有可能给混凝土造成不良后果
参考文献
【1】交通部公路规划设计院.公路水泥混凝土路面设计规范【S】.2001.