浅谈高速公路沥青路面常见病害及防治措施

2023-08-07 21:58陈露
交通科技与管理 2023年14期
关键词:病害防治沥青路面高速公路

陈露

摘要 在高速公路建设及使用过程中,沥青路面承受行车反复荷载作用和气候因素以及施工质量问题等影响,容易产生各种沥青路面病害问题,严重影响了人民群众的通行安全,并在一定程度上缩短了高速公路使用寿命。文章主要阐述了裂缝、车辙、坑槽、泛油、松散等五种沥青路面常见病害,并对这五种病害成因进行分析,最后提出了相关防治措施。

关键词 高速公路;沥青路面;病害防治

中图分类号 U418.6文献标识码 A文章编号 2096-8949(2023)14-0087-03

0 引言

高速公路作为重要的交通基础设施,能够加速人流、物流的运转,促进国民经济持续发展。随着高速公路运营时间的推移,通车里程不断提升,尤其是重型车辆的数量大幅增加,高速公路路面结构容易产生一些病害问题,如裂缝、车辙、坑槽、泛油、松散等路面病害,从而影响了路面行车的安全性及舒适性。由此可见,对高速公路沥青路面病害采取行之有效的防治措施是十分必要的。

1 高速公路沥青路面常见病害类型及成因

1.1 裂缝

裂缝是高速公路沥青路面常见病害之一,按其分布形式可分为横向裂缝、纵向裂缝、块状裂缝、网状裂缝等。

(1)横向裂缝及纵向裂缝(见图1)。垂直于公路中线的裂缝称为横向裂缝,平行于公路中线的裂缝称为纵向裂缝,两者分布形式不同,裂缝成因也不同。其中,横向裂缝又被称作温度裂缝,由于环境气温变化以及路面内外存在温差,沥青路面也会受到热胀冷缩的物理原理作用影响,在低温条件下,沥青变脆且出现收缩应力,形成横向裂缝;而纵向裂缝产生的主要原因通常在于路基出现不均匀沉降、路面在反復荷载作用下导致疲劳破坏、路基沿边坡失稳滑塌等因素,且极易出现在新旧路段拼接处及挖填交界处[1]。

(2)块状裂缝(见图2)。通常,道路投入使用一定时间后,沥青面层材料会出现不同程度的老化现象,引起不可逆的塑形变形,造成存在一定规律性的收缩开裂现象,当横向裂缝和纵向裂缝密度持续增大,且相互交错,则形成块状裂缝。

(3)网状裂缝(见图3)。网状裂缝又被称为龟裂,当多数裂缝相互交错成小网格状,则形成网状裂缝。随着行车荷载作用时间不断拉长,沥青路面结构强度逐渐降低,路面弯沉值逐渐增大,道路承载力越来越小,当行车荷载超过路面结构最大承载力时,则会产生网状裂缝。

1.2 车辙(见图4)

车辙是指车辆行驶在道路上留下的车轮压痕,主要表现为深度10~15 mm的纵向带状凹槽,严重时深度可超过15 mm,大大降低了路面平整度,容易导致车辆行驶出现雨天打滑失控、颠簸、跳车等现象,严重影响车辆行驶安全。

根据成因的不同,车辙类型可分为磨损型车辙、失稳型车辙和结构型车辙[2]。磨损型车辙主要成因是受环境侵蚀影响,以及车辆轮胎摩擦作用影响,尤其是在北方冬季,为确保行车安全,部分车辆轮胎设置了防滑链条或防滑钉,更加容易磨损沥青路面。失稳型车辙主要成因是受高温天气影响,当地表温度超过60 ℃时,沥青发生软化,黏度降低,在车辆行驶作用下,路面结构材料发生横向位移形成(以某高速公路为例,不同月份沥青路面车辙特性变化见表1)。结构型车辙通常是受地质、施工、重型车辆等外力作用影响形成的,以某高速公路为例,不同车辆荷载作用下,沥青路面车辙特性变化见表2。

1.3 坑槽(见图5)

当沥青路面长期受到车辆荷载反复作用,以及雨水的叠加影响,导致沥青路面局部骨料发生脱落,会逐步形成坑槽。坑槽特征如表3所示。

1.4 泛油(见图6)

泛油是指路桥路面面层底部松散、上部泛油的沥青迁移现象,一旦形成就会降低路面摩擦系数,减少抗滑性。沥青路面泛油的成因较多,沥青混合料油石比偏大、沥青用量过多、级配偏细、孔隙率过小等设计原因,施工过程中拌和不均匀、压实度不足等施工原因,过早开放交通、雨水渗入路面等使用原因都可能导致泛油。

1.5 松散(见图7)

松散是指在沥青路面中,面层混合料的黏结性逐渐降低,出现松垮现象,集料流失[3]。当沥青混合料配合比设计不合理,混合料粉尘过多,影响路面结构层之间的黏合效果,容易造成松散。在沥青路面施工过程中,摊铺温度不够高,混合料拌和不均匀,压实度不够均匀可能导致松散现象;或者沥青质量不好,发生老化也会导致松散病害。

总体来说,以上5种高速公路沥青路面常见病害的主要原因可总结为4方面因素:一是设计因素,路面结构材料、配合比、结构层厚度、施工及养护等方面设计,对沥青路面病害的形成影响较大;二是施工因素,在设计与施工方案敲定后,施工技术水平的高低以及施工过程的质量控制对未来公路投入使用寿命起到决定性作用;三是气候因素,气温变化、降雨、日晒等各类自然因素会对高速公路造成极大影响;四是交通因素,部分沥青路面病害形成的主要原因来自行车荷载,路面结构在车辆反复荷载作用下导致永久变形。

2 高速公路沥青路面常见病害防治措施

2.1 裂缝防治措施

(1)横向裂缝及纵向裂缝。裂缝宽度小于3 mm时,可不予以处理;裂缝宽度达到3~5 mm时,首先将裂缝中的杂物清理干净,采用改性沥青、乳化沥青等进行灌封处理;裂缝宽度大于5 mm时,需开挖裂缝并进行清理后,采用沥青混合料进行修补,并压实充分。

(2)块状裂缝及网状裂缝。当裂缝面积较小时,可采用薄层罩面法,主要材料为沥青胶凝材料、矿粉、纤维稳定剂等,进行摊铺碾压;对于裂缝面积较大已出现松散脱落的情况,在清除干净脱落部分材料及杂物后,对遭破坏的基层进行挖补处理,再重新摊铺恢复沥青面层。

2.2 车辙防治措施

针对车辙病害,主要是“以防为主,防治结合”,在道路投入运营后采取预防性养护措施能够有效避免发生车辙现象,如:做好高温天气路面降温,及时洒水养护,并加强行车管控,严禁超载等。如已经出现车辙病害,当车辙长度小于20 mm,深度小于8 mm时,先将车辙范围的杂物清理干净,并对车辙进行热烘处理,再采用沥青玛蹄脂碎石混合料或SBS改性沥青混合料进行修补压实;当车辙长度大于20 mm,深度大于8 mm时,需要使用铣刨机进行铣刨处理,清理干净后再进行修补压实。

2.3 坑槽防治措施

在进行坑槽病害处理时,首先要确定坑槽修补范围,至少比坑槽区域向外延伸10 mm以上,按此范围垂直开槽,开槽后需使用回弹仪检查地基质量,如地基存在质量问题需进行地基处理直到满足承载力要求,最后在槽内分层摊铺与原路面相同材料的沥青混合料并碾压成型,压实度应符合要求。

2.4 泛油防治措施

针对沥青路面泛油病害,在设计和施工环节要因地制宜,合理选用设计方案、路面材料、排水设施等,严格控制施工质量可有效避免泛油问题。如已出现路面泛油现象,应在高温季节对沥青路面进行高温加热去除泛油,再将石屑压入沥青路面内,进一步增强路面结构的强度和稳定性,短时间养护后便可恢复通车。如路面泛油面積较大,必要时可中断交通,进行病害处理。

2.5 松散防治措施

对于沥青老化、路面松散不太严重的,可采用现场热再生法,首先高温加热使沥青路面软化,再将路面废料铲除,掺入新集料以及沥青黏合剂,拌和均匀后重新进行摊铺及压实;对于松散面积较大的,采用铣刨机清除松散部分路面结构,将废料清理干净后再喷洒乳化沥青黏层油,摊铺与原路面相同材料的沥青混合料,最后使用压路机压实成型。

2.6 病害预防建议

从防范各类沥青路面病害发生的角度来说,主要以设计和施工环节为切入点,切实抓好设计及施工质量控制。首先,做好设计前准备工作,收集拟建项目范围的地质灾害勘查资料、气象水文资料、设计计算的有关参数,以及当地工程经验等,为后续施工材料的选择、配合比的设计、路面结构形式的设计以及施工方案的制定提供相应支持。同时,在施工过程中,结合施工环境实际情况,紧紧围绕施工人员、施工机械、施工材料、施工工艺等方面抓好施工质量控制,严格落实高速公路沥青路面施工作业技术标准和规范要求。

3 结语

综上所述,针对高速公路沥青路面病害防治要从事前、事后两个方面着手,在高速公路沥青路面施工前,就要因地制宜地优化设计方案,选用优质施工材料,在施工过程中严格控制施工质量,并加强养护。在出现病害后,要结合病害情况及工程实际使用情况,研究病害成因,提出针对性的防治措施,解决沥青路面病害问题,对沥青路面进行有效修复,延长高速公路使用寿命,并消除交通事故隐患,确保行车安全。

参考文献

[1]喇文君. 高速公路沥青路面典型病害及预防性养护技术[J]. 工程建设与设计, 2022(8): 181-183.

[2]张红梅. 公路沥青路面常见病害养护技术分析[J]. 黑龙江交通科技, 2023(1): 33-35.

[3]柳林芳. 高速公路沥青路面病害问题与养护施工技术研究[J]. 交通世界, 2023(1): 167-169.

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