浅析高速公路沥青路面裂缝处置方案

2014-05-19 20:33王陆平
科技与创新 2014年4期
关键词:沥青路面

摘 要:结合济青高速公路的大中修工程的实际情况,研究了高速公路沥青路面裂缝病害的发生原因和处置方案,对降低高速公路沥青路面的养护成本、减少裂缝病害维修工程量、延长路面使用寿命等方面具有重要的意义。

关键词:沥青路面;玻纤格栅;铣刨层位;裂缝病害

中图分类号:U418.66 文献标识码:A 文章编号:2095-6835(2014)04-0077-02

随着公路交通的高速发展,我国高速公路建设现已取得很大的成就,现由于施工、重载交通等诸多方面的原因,我国高速公路半刚性路面结构早期损坏比较严重,早期修建的高速公路大部分已进入大修期,其中裂缝类病害是导致路面大修的重要原因。结合济青高速大中修工程对高速路沥青路面的裂缝生成原因和处置方法进行了研究。

1 裂缝类病害分类

沥青路面破损可分为裂缝类、松散类、变形类和其他类四个大类,其中裂缝类是最常见的路面损坏现象。沥青路面裂缝类病害分为以下四类:横向裂缝、纵向裂缝、龟裂、块裂,如图1—图4所示。

2 裂缝类病害原因分析

2.1 横向裂缝

横向裂缝是与道路中线近于垂直的裂缝,常伴有少量支缝;横向裂缝是沥青路面病害最多的一种裂缝。一般情况下,横向裂缝均能通过面层表现出来,但有时半刚性基层本身造成的横向开裂有可能未波及到面层,这样虽然基层的横向裂缝存在,但如果不对路面进行无破损检测或者直接开挖是看不到此病害的。造成横向裂缝的原因很多,主要有两种:①基层的收缩开裂,从而导致面层开裂,形成反射裂缝;②因温度较低或骤降,剧烈的降温或较低的温度均能造成沥青面层本身收缩开裂,即温缩裂缝病害,也就是说,半刚性基层收缩或者面层的低温收缩是产生横向裂缝的最主要原因。如果不进行钻芯取样,单从道路表面的开裂情况不容易看出一条横向裂缝是反射裂缝还是温缩裂缝。因为路基边缘没有约束,横向裂缝就会先从路基边缘产生,近而向路基中间方向延伸;由于行车荷载的作用,横向裂缝也完全可能先从行车道内发生,再向两边发展。横向裂缝有长有短,长的可贯穿整个路基宽度范围,短的仅几十厘米长,较短的横缝也可能由于行车荷载作用产生的疲劳而形成。

2.2 纵向裂缝

纵向裂缝是和道路中线基本平行的裂缝,常常伴有少量的支缝。半填半挖或高填方路段,常常因为施工时压实不好,通车后路基出现不均匀沉降从而导致纵向裂缝的发生;道路拓宽形成的新旧路基结合部位如果处理不好也可产生纵向裂缝病害。这两种纵缝的长度一般较长,深度可从路面表层深入到路基内部,产生的危害性比较大。在沥青混凝土面层摊铺过程中,如果纵向施工冷接缝搭接不好,会导致沿着搭接缝产生较长的纵缝;轮迹带由于荷载重复作用也会导致疲劳,产生纵缝,同时有可能伴有车辙病害的发生。这两类纵缝的深度有可能发生在沥青面层,也可能向下延伸到基层,这与累计交通荷载和路龄有很大的关系。如果沥青面层压实不足或基层强度不够,也可能使路面产生长度较短的纵向裂缝。

2.3 龟裂

龟裂病害是在沥青路面局部区域内,形状类似龟纹状的裂缝,龟裂常常伴有唧浆和沉陷现象。我们一般认为,龟裂病害是沥青路面结构在重复荷载作用下产生的疲劳破坏,是路面结构强度不足的表现。龟裂起初表现为相互交叉的裂缝,进而发展成为锐角多边形的裂块。

2.4 块裂

块状裂缝表现为间距为0.3~3 m、面积为0.1~10 m2的裂缝。块状裂缝也是沥青路面常见的一种裂缝病害,常见于通车多年的道路路面上。发生块裂的主要原因有两类:①因为基层强度降低,导致基层在荷载作用下破碎,基层荷载变形较大,反映到面层上不仅会有块状裂缝,同时还有沉陷病害;②基层强度高,整体性较好,但沥青面层本身因某些原因造成面层强度不足,从而导致块状裂缝病害的发生。一般情况下,前种原因造成的块状裂缝居多,当然,面层与基层同时存在问题更容易造成块状裂缝的发生。不管是哪种情况,在块状裂缝的形成和发展过程中,雨水的入浸起到了“催化”作用。

3 处治方案

由于诸多方面的原因,我国高速公路沥青路面早期病害比较严重,有的公路通车仅1~2年沥青路面就出现大面积破坏,甚至有当年通车、沥青路面当年坏的情况发生。当高速公路沥青路面的病害由单纯的某一种病害发展成多种病害时,即沉陷、车辙、龟裂等多种病害相互伴生,这就是沥青路面到了使用寿命末期的一个标志。这表明此公路的沥青路面已经达到了设计极限状态,需要尽快进行整治。现设计单位定方案时一般以弯沉值作为处治方案的主要控制要素,并结合车辙、龟裂、沉陷、裂缝等严重病害的表观调查和钻芯调查的结果来确定铣刨层位,进行路面病害设计。

3.1 灌缝

裂缝类病害修补方案要根据线状裂缝(横缝、纵缝)和面状裂缝(块状裂缝、龟裂)给出了不同的修补方案,对线状裂缝的处置,一般采用灌缝办法。所用材料有改性乳化沥青、沥青玛蹄脂或克莱福密封胶,也可用贴缝带把缝贴住以阻止雨水进入路面内部。随着养护技术的不断改进,近几年也生产出了专业灌缝机,这进一步提高了灌缝的质量和速度。

3.2 局部挖补

对于面状裂缝(块状裂缝、龟裂)处置方案多为铣刨一定的层位然后进行重铺,也就是根据网裂、纵向裂缝的严重程度,看裂缝影响到哪一个层位就铣刨到哪一层位;也可只铣刨面层,然后铺玻纤格珊,再重铺面层。为确保各面层间的拼接质量,分层施工时,新老路面结构层之间采用挖台阶施工方法,其中纵向台阶不小于50 cm宽,横向台阶每层不小于15 cm宽。为增加各面层间的黏结,各沥青面层之间需洒黏层沥青。

4 结束语

水是公路沥青路面的最大祸害,尤其是裂缝类病害更怕水的侵入,所以,我们所通常要采取很多措施来防止雨水进入路面内部,这样才能延长沥青路面的使用寿命。

参考文献

[1]中交公路规划设计院.JTGD 50—2006 公路沥青路面设计规范[S].北京:人民交通出版社,2006.

作者简介:王陆平(1967—),男,山西晋城人,工程师,院长,1989年毕业于太原工业大学(本科),主要从事道桥设计工作。

〔编辑:陈文强〕

Abstract: Actual situation of Jinan-Qingdao Highways large, medium repair works, studied the causes of highway asphalt pavement cracks and disposal plan, to reduce the highway maintenance quantity of maintenance costs, reduce the crack disease and prolong the service life of pavement is of great importance.

Key words: asphalt pavement; glass fiber grating; milling planer horizon; cracks in

摘 要:结合济青高速公路的大中修工程的实际情况,研究了高速公路沥青路面裂缝病害的发生原因和处置方案,对降低高速公路沥青路面的养护成本、减少裂缝病害维修工程量、延长路面使用寿命等方面具有重要的意义。

关键词:沥青路面;玻纤格栅;铣刨层位;裂缝病害

中图分类号:U418.66 文献标识码:A 文章编号:2095-6835(2014)04-0077-02

随着公路交通的高速发展,我国高速公路建设现已取得很大的成就,现由于施工、重载交通等诸多方面的原因,我国高速公路半刚性路面结构早期损坏比较严重,早期修建的高速公路大部分已进入大修期,其中裂缝类病害是导致路面大修的重要原因。结合济青高速大中修工程对高速路沥青路面的裂缝生成原因和处置方法进行了研究。

1 裂缝类病害分类

沥青路面破损可分为裂缝类、松散类、变形类和其他类四个大类,其中裂缝类是最常见的路面损坏现象。沥青路面裂缝类病害分为以下四类:横向裂缝、纵向裂缝、龟裂、块裂,如图1—图4所示。

2 裂缝类病害原因分析

2.1 横向裂缝

横向裂缝是与道路中线近于垂直的裂缝,常伴有少量支缝;横向裂缝是沥青路面病害最多的一种裂缝。一般情况下,横向裂缝均能通过面层表现出来,但有时半刚性基层本身造成的横向开裂有可能未波及到面层,这样虽然基层的横向裂缝存在,但如果不对路面进行无破损检测或者直接开挖是看不到此病害的。造成横向裂缝的原因很多,主要有两种:①基层的收缩开裂,从而导致面层开裂,形成反射裂缝;②因温度较低或骤降,剧烈的降温或较低的温度均能造成沥青面层本身收缩开裂,即温缩裂缝病害,也就是说,半刚性基层收缩或者面层的低温收缩是产生横向裂缝的最主要原因。如果不进行钻芯取样,单从道路表面的开裂情况不容易看出一条横向裂缝是反射裂缝还是温缩裂缝。因为路基边缘没有约束,横向裂缝就会先从路基边缘产生,近而向路基中间方向延伸;由于行车荷载的作用,横向裂缝也完全可能先从行车道内发生,再向两边发展。横向裂缝有长有短,长的可贯穿整个路基宽度范围,短的仅几十厘米长,较短的横缝也可能由于行车荷载作用产生的疲劳而形成。

2.2 纵向裂缝

纵向裂缝是和道路中线基本平行的裂缝,常常伴有少量的支缝。半填半挖或高填方路段,常常因为施工时压实不好,通车后路基出现不均匀沉降从而导致纵向裂缝的发生;道路拓宽形成的新旧路基结合部位如果处理不好也可产生纵向裂缝病害。这两种纵缝的长度一般较长,深度可从路面表层深入到路基内部,产生的危害性比较大。在沥青混凝土面层摊铺过程中,如果纵向施工冷接缝搭接不好,会导致沿着搭接缝产生较长的纵缝;轮迹带由于荷载重复作用也会导致疲劳,产生纵缝,同时有可能伴有车辙病害的发生。这两类纵缝的深度有可能发生在沥青面层,也可能向下延伸到基层,这与累计交通荷载和路龄有很大的关系。如果沥青面层压实不足或基层强度不够,也可能使路面产生长度较短的纵向裂缝。

2.3 龟裂

龟裂病害是在沥青路面局部区域内,形状类似龟纹状的裂缝,龟裂常常伴有唧浆和沉陷现象。我们一般认为,龟裂病害是沥青路面结构在重复荷载作用下产生的疲劳破坏,是路面结构强度不足的表现。龟裂起初表现为相互交叉的裂缝,进而发展成为锐角多边形的裂块。

2.4 块裂

块状裂缝表现为间距为0.3~3 m、面积为0.1~10 m2的裂缝。块状裂缝也是沥青路面常见的一种裂缝病害,常见于通车多年的道路路面上。发生块裂的主要原因有两类:①因为基层强度降低,导致基层在荷载作用下破碎,基层荷载变形较大,反映到面层上不仅会有块状裂缝,同时还有沉陷病害;②基层强度高,整体性较好,但沥青面层本身因某些原因造成面层强度不足,从而导致块状裂缝病害的发生。一般情况下,前种原因造成的块状裂缝居多,当然,面层与基层同时存在问题更容易造成块状裂缝的发生。不管是哪种情况,在块状裂缝的形成和发展过程中,雨水的入浸起到了“催化”作用。

3 处治方案

由于诸多方面的原因,我国高速公路沥青路面早期病害比较严重,有的公路通车仅1~2年沥青路面就出现大面积破坏,甚至有当年通车、沥青路面当年坏的情况发生。当高速公路沥青路面的病害由单纯的某一种病害发展成多种病害时,即沉陷、车辙、龟裂等多种病害相互伴生,这就是沥青路面到了使用寿命末期的一个标志。这表明此公路的沥青路面已经达到了设计极限状态,需要尽快进行整治。现设计单位定方案时一般以弯沉值作为处治方案的主要控制要素,并结合车辙、龟裂、沉陷、裂缝等严重病害的表观调查和钻芯调查的结果来确定铣刨层位,进行路面病害设计。

3.1 灌缝

裂缝类病害修补方案要根据线状裂缝(横缝、纵缝)和面状裂缝(块状裂缝、龟裂)给出了不同的修补方案,对线状裂缝的处置,一般采用灌缝办法。所用材料有改性乳化沥青、沥青玛蹄脂或克莱福密封胶,也可用贴缝带把缝贴住以阻止雨水进入路面内部。随着养护技术的不断改进,近几年也生产出了专业灌缝机,这进一步提高了灌缝的质量和速度。

3.2 局部挖补

对于面状裂缝(块状裂缝、龟裂)处置方案多为铣刨一定的层位然后进行重铺,也就是根据网裂、纵向裂缝的严重程度,看裂缝影响到哪一个层位就铣刨到哪一层位;也可只铣刨面层,然后铺玻纤格珊,再重铺面层。为确保各面层间的拼接质量,分层施工时,新老路面结构层之间采用挖台阶施工方法,其中纵向台阶不小于50 cm宽,横向台阶每层不小于15 cm宽。为增加各面层间的黏结,各沥青面层之间需洒黏层沥青。

4 结束语

水是公路沥青路面的最大祸害,尤其是裂缝类病害更怕水的侵入,所以,我们所通常要采取很多措施来防止雨水进入路面内部,这样才能延长沥青路面的使用寿命。

参考文献

[1]中交公路规划设计院.JTGD 50—2006 公路沥青路面设计规范[S].北京:人民交通出版社,2006.

作者简介:王陆平(1967—),男,山西晋城人,工程师,院长,1989年毕业于太原工业大学(本科),主要从事道桥设计工作。

〔编辑:陈文强〕

Abstract: Actual situation of Jinan-Qingdao Highways large, medium repair works, studied the causes of highway asphalt pavement cracks and disposal plan, to reduce the highway maintenance quantity of maintenance costs, reduce the crack disease and prolong the service life of pavement is of great importance.

Key words: asphalt pavement; glass fiber grating; milling planer horizon; cracks in

摘 要:结合济青高速公路的大中修工程的实际情况,研究了高速公路沥青路面裂缝病害的发生原因和处置方案,对降低高速公路沥青路面的养护成本、减少裂缝病害维修工程量、延长路面使用寿命等方面具有重要的意义。

关键词:沥青路面;玻纤格栅;铣刨层位;裂缝病害

中图分类号:U418.66 文献标识码:A 文章编号:2095-6835(2014)04-0077-02

随着公路交通的高速发展,我国高速公路建设现已取得很大的成就,现由于施工、重载交通等诸多方面的原因,我国高速公路半刚性路面结构早期损坏比较严重,早期修建的高速公路大部分已进入大修期,其中裂缝类病害是导致路面大修的重要原因。结合济青高速大中修工程对高速路沥青路面的裂缝生成原因和处置方法进行了研究。

1 裂缝类病害分类

沥青路面破损可分为裂缝类、松散类、变形类和其他类四个大类,其中裂缝类是最常见的路面损坏现象。沥青路面裂缝类病害分为以下四类:横向裂缝、纵向裂缝、龟裂、块裂,如图1—图4所示。

2 裂缝类病害原因分析

2.1 横向裂缝

横向裂缝是与道路中线近于垂直的裂缝,常伴有少量支缝;横向裂缝是沥青路面病害最多的一种裂缝。一般情况下,横向裂缝均能通过面层表现出来,但有时半刚性基层本身造成的横向开裂有可能未波及到面层,这样虽然基层的横向裂缝存在,但如果不对路面进行无破损检测或者直接开挖是看不到此病害的。造成横向裂缝的原因很多,主要有两种:①基层的收缩开裂,从而导致面层开裂,形成反射裂缝;②因温度较低或骤降,剧烈的降温或较低的温度均能造成沥青面层本身收缩开裂,即温缩裂缝病害,也就是说,半刚性基层收缩或者面层的低温收缩是产生横向裂缝的最主要原因。如果不进行钻芯取样,单从道路表面的开裂情况不容易看出一条横向裂缝是反射裂缝还是温缩裂缝。因为路基边缘没有约束,横向裂缝就会先从路基边缘产生,近而向路基中间方向延伸;由于行车荷载的作用,横向裂缝也完全可能先从行车道内发生,再向两边发展。横向裂缝有长有短,长的可贯穿整个路基宽度范围,短的仅几十厘米长,较短的横缝也可能由于行车荷载作用产生的疲劳而形成。

2.2 纵向裂缝

纵向裂缝是和道路中线基本平行的裂缝,常常伴有少量的支缝。半填半挖或高填方路段,常常因为施工时压实不好,通车后路基出现不均匀沉降从而导致纵向裂缝的发生;道路拓宽形成的新旧路基结合部位如果处理不好也可产生纵向裂缝病害。这两种纵缝的长度一般较长,深度可从路面表层深入到路基内部,产生的危害性比较大。在沥青混凝土面层摊铺过程中,如果纵向施工冷接缝搭接不好,会导致沿着搭接缝产生较长的纵缝;轮迹带由于荷载重复作用也会导致疲劳,产生纵缝,同时有可能伴有车辙病害的发生。这两类纵缝的深度有可能发生在沥青面层,也可能向下延伸到基层,这与累计交通荷载和路龄有很大的关系。如果沥青面层压实不足或基层强度不够,也可能使路面产生长度较短的纵向裂缝。

2.3 龟裂

龟裂病害是在沥青路面局部区域内,形状类似龟纹状的裂缝,龟裂常常伴有唧浆和沉陷现象。我们一般认为,龟裂病害是沥青路面结构在重复荷载作用下产生的疲劳破坏,是路面结构强度不足的表现。龟裂起初表现为相互交叉的裂缝,进而发展成为锐角多边形的裂块。

2.4 块裂

块状裂缝表现为间距为0.3~3 m、面积为0.1~10 m2的裂缝。块状裂缝也是沥青路面常见的一种裂缝病害,常见于通车多年的道路路面上。发生块裂的主要原因有两类:①因为基层强度降低,导致基层在荷载作用下破碎,基层荷载变形较大,反映到面层上不仅会有块状裂缝,同时还有沉陷病害;②基层强度高,整体性较好,但沥青面层本身因某些原因造成面层强度不足,从而导致块状裂缝病害的发生。一般情况下,前种原因造成的块状裂缝居多,当然,面层与基层同时存在问题更容易造成块状裂缝的发生。不管是哪种情况,在块状裂缝的形成和发展过程中,雨水的入浸起到了“催化”作用。

3 处治方案

由于诸多方面的原因,我国高速公路沥青路面早期病害比较严重,有的公路通车仅1~2年沥青路面就出现大面积破坏,甚至有当年通车、沥青路面当年坏的情况发生。当高速公路沥青路面的病害由单纯的某一种病害发展成多种病害时,即沉陷、车辙、龟裂等多种病害相互伴生,这就是沥青路面到了使用寿命末期的一个标志。这表明此公路的沥青路面已经达到了设计极限状态,需要尽快进行整治。现设计单位定方案时一般以弯沉值作为处治方案的主要控制要素,并结合车辙、龟裂、沉陷、裂缝等严重病害的表观调查和钻芯调查的结果来确定铣刨层位,进行路面病害设计。

3.1 灌缝

裂缝类病害修补方案要根据线状裂缝(横缝、纵缝)和面状裂缝(块状裂缝、龟裂)给出了不同的修补方案,对线状裂缝的处置,一般采用灌缝办法。所用材料有改性乳化沥青、沥青玛蹄脂或克莱福密封胶,也可用贴缝带把缝贴住以阻止雨水进入路面内部。随着养护技术的不断改进,近几年也生产出了专业灌缝机,这进一步提高了灌缝的质量和速度。

3.2 局部挖补

对于面状裂缝(块状裂缝、龟裂)处置方案多为铣刨一定的层位然后进行重铺,也就是根据网裂、纵向裂缝的严重程度,看裂缝影响到哪一个层位就铣刨到哪一层位;也可只铣刨面层,然后铺玻纤格珊,再重铺面层。为确保各面层间的拼接质量,分层施工时,新老路面结构层之间采用挖台阶施工方法,其中纵向台阶不小于50 cm宽,横向台阶每层不小于15 cm宽。为增加各面层间的黏结,各沥青面层之间需洒黏层沥青。

4 结束语

水是公路沥青路面的最大祸害,尤其是裂缝类病害更怕水的侵入,所以,我们所通常要采取很多措施来防止雨水进入路面内部,这样才能延长沥青路面的使用寿命。

参考文献

[1]中交公路规划设计院.JTGD 50—2006 公路沥青路面设计规范[S].北京:人民交通出版社,2006.

作者简介:王陆平(1967—),男,山西晋城人,工程师,院长,1989年毕业于太原工业大学(本科),主要从事道桥设计工作。

〔编辑:陈文强〕

Abstract: Actual situation of Jinan-Qingdao Highways large, medium repair works, studied the causes of highway asphalt pavement cracks and disposal plan, to reduce the highway maintenance quantity of maintenance costs, reduce the crack disease and prolong the service life of pavement is of great importance.

Key words: asphalt pavement; glass fiber grating; milling planer horizon; cracks in

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