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关键词:沥青路面病害防治
前言
沥青类路面是用沥青材料作结合料粘结矿料或混合料修筑面层,与各类基层和垫层所组成的路面结构。沥青路面由于使用粘结力较强的沥青材料作结合料,因而大大增强了矿料之间的粘结力,提高了混合料的强度和稳定性,使路面的使用质量和耐久性得到提高。沥青类路面具有表面平整、不渗水、行车舒适、耐磨噪音小、施工期短、养护维修方便、适宜于分期修建等特点,因而受到越来越广泛的应用。
一、沥青路面常见病害分为以下四类
1、裂缝
裂缝是油路面出现的开裂现象,它反映了油路内部的缺陷。一般开裂大的称为裂缝,开裂小的则叫裂纹。裂缝常见的形式有横向裂缝、纵向裂缝,以及不规则的裂纹等。
1.1、产生的原因
秋冬季节,温度和湿度发生变化,沥青面层或稳定土基尤其是石灰土的基层收缩,而引起横向裂缝。特别是基层和土基水稳性较差时,路面强度降低,冬季冰冻膨胀会使路面拱起,解冻时又下沉,春融季节出现反复冻融现象,这是形成横向、纵向裂缝的主要原因。
施工中如接缝处理不当,或路基加宽后发生沉陷,也会产生纵裂。因基层强度不够产生裂缝时,油层也出现裂缝。
横向裂缝现象。裂缝与路中心线基本垂直,缝宽不一,缝长有贯穿整个路幅的,也有部分路幅的。
原因分析 :(1)施工缝未处理好,接缝不紧密,结合不良。(2)沥青未达到适合于本地区气候条件和使用要求的质量标准,致使沥青面层温度收缩或温度疲劳应力(应变)大于沥青混合料的抗拉强度(应变)。(3)半刚性基层收缩裂缝的发射缝。 (4)桥梁、涵洞或通道二侧的填土产生固结或地基沉降。
预防措施
①合理组织施工,摊铺作业连续进行,减少冷接缝。冷接缝的处理,应先将已摊铺压实的摊铺带边缘切割整齐、清除碎料,然后用热混合料敷贴接缝处,使其预热软化;铲除敷贴料,对缝壁涂刷0.3-0.6kg/m2粘层沥青,再铺筑新混合料。 ②充分压实横向接缝。碾压时,压路机在已压实的横幅上,钢轮伸入新铺层15cm,每压一遍向新铺层移动15-20cm,直到压路机全部在新铺层为止,再改为纵向碾压。 ③根据《沥青路面施工及验收规范》(GB50092)要求,按本地区气候条件和道路等级选取适用的沥青类型,以减少或消除沥青面层温度收缩裂缝。采用优质沥青更有效。 ④桥涵两侧填土充分压实或进行加固处理;工后沉降严重地段事前应进行软土地基处理和合理的路基施工组织。
治理方法
①为防止雨水由裂缝渗透至路面结构,对于细裂缝(2-5mm)可用改性乳化沥青灌缝。对大于5mm的粗裂缝,可用改性沥青(如SBS改性沥青)灌缝。灌缝前,须清除缝内、缝边碎粒料、垃圾,并使缝内干燥。灌缝后,表面撒上粗砂或3-5mm石屑。
纵向裂缝
现象
裂缝走向基本与行车方向平行,裂缝长度和宽度不一。
原因分析
①前后摊铺幅相接处的冷接缝未按有关规范要求认真处理,结合不紧密而脱开。
②纵向沟槽回填土压实质量差而发生沉陷。
③拓宽路段的新老路面交界处沉降不一。
预防措施
①采用全路幅一次摊铺,如分幅摊铺时,前后幅应紧跟,避免前摊铺幅混合料冷却后才摊铺后半幅,确保热接缝。
②如无条件全路幅摊铺时,上、下层的施工纵缝应错开15cm以上。前后幅相接处为冷接缝时,应先将已施工压实完的边缘坍斜部分切除,切线须顺直,侧壁要垂直,清除碎料后,宜用热混合料敷贴接缝处,使之预热软化,然后铲除敷贴料,并对侧壁涂刷0.3-0.6kg/m2粘层沥青,再摊铺相邻路幅。摊铺时控制好松铺系数,使压实后的接缝结合紧密、平整。
③沟槽回填土应分层填筑、压实,压实度必须达到要求。如符合质量要求的回填土来源或压实有困难时,须作特殊处理,如采用黄砂、砾石砂或有自硬性的高钙粉煤灰或热闷钢渣等。
④拓宽路段的基层厚度和材料须与老路面一致,或稍厚。土路基应密实、稳定。铺筑沥青面层前,老路面侧壁应涂刷0.3-0.6kg/m2粘层沥青。沥青面层应充分压实。新老路面接缝宜用热烙铁烫密。
治理方法
2-5mm的裂缝可用改性乳化沥青灌缝,大于5mm的裂缝可用改性沥青(如SBS改性沥青)灌缝。灌缝前,须先清除缝内、缝边碎粒料、垃圾,并保持缝内干燥,灌缝后,表面撒上粗砂或3-5mm石屑。
二、路面病害处理措施
2.1对于较小的裂缝(缝宽小于6毫米),可以用热油灌缝。方法是:先把路面扫净,剔除缝内的尘土杂物并吹净;用保温壶将预热好的油料灌入缝内;用胶皮刮子刮平缝口;最后在上面撒铺养护细料。经行车碾压即能结合牢固。
对于较宽的裂缝(缝宽大于6毫米),在把裂缝内处理干净后,把拌好的沥青砂或细粒式沥青混合料填入裂缝,并用工具捣实,最后在上面撒铺养护细料,且用手夯夯实。
对于一般不严重的路面无变形的裂纹、裂缝,在路面干燥的条件下,清除缝内尘土后,在缝口刷一层粘度较低的沥青或渣油,用刮板(低温时用烙铁)将油料挤进缝内,烙平表面,再撒砂扫匀。
裂缝渗水后,应在天气较好、气温较高时,按裂缝方向开挖沟槽(不得损坏基层),晾干后进行修补。
受温度和湿度影响的轻微裂纹,当气温上升时常能自行愈合,可不作处理。
2.2车辙
车辙是在行车载荷重复作用下,路面产生累积永久性的带状凹槽。
结构性车辙。由于荷载的作用,发生在沥青面层以下包括路基在内的各结构层的永久变形。这种车辙宽度较大,两侧没有隆起现象,横断面成凹字形。
磨损性车辙。由于车辆不断地磨损路面,特别是大量重型超载车辆渠化行驶在主车道上,磨损路面也会形成车辙。
流动性车辙。在高温条件下,车轮碾压反复作用,荷载应力超过沥青混合料的稳定度极限,使流动变形不断积累形成车辙。这种车辙一方面车轮作用部位下凹,另一方面车轮作用甚少的车道两侧反而向上隆起,在弯道处还明显向外推挤,车道线或停车线因此可能成为变形的曲线。
2.3坑槽
在行车冲击作用下,路面油层发生局部脱落,随着公路的使用而不断扩展和恶化,使路面呈现坎坷不平,出现大小深浅不同的各种形状的坑槽。一般的小坑槽,只是在油层范围产生,但较大的坑槽也会发展到基层,严重时会连成片而发生剧烈的跳车现象。
2.3.1产生的原因
当路面出现裂缝、麻面、脱皮、局部松散和沉陷等病害,或路面受机械冲击形成破坏,未能及时处理时,在行车作用下逐渐扩大,形成坑槽。
由于基层密实度不够或含水量过大,使基层强度不够,在行车作用下,局部路面出现网裂、松散病害而逐渐扩大成为坑槽。
油层尚未成型时遭受机动车辆紧急刹车或牲畜蹬刨而发生破坏,逐渐发展成坑槽。
施工不当(如拌和不均匀使局部骨料松脱散失)、养护不及时而形成坑槽。
2.3.2处治方法
在基层尚未破坏的情况下,对油层小坑槽的修补
①测定破坏部分的范围和深度,划出开槽修补的轮廓线。坑槽应开成有规则的外形,如方形、阶梯形、矩形等。槽的大小和深度应能把破坏的部分全部包括进去,划线时应比原坑槽大出5~10厘米。
②开槽。开槽时应注意不能损坏基层,槽壁要开成竖直形,不能开成梯形槽口(梯形槽口与原路面结合不良)。并要清除槽内的碎料、浮土、杂物等,直到透出坚实稳定的底层。
③配料。根据坑槽深度选用适当料径和级配的矿料,原则上要求按原路面的比例配料。最大料径相当于槽深的0.8~1.0倍。油石比,渣油和石油沥青为5~5.5%,煤沥青为石油沥青用量的1.2倍。拌料要求拌和均匀。
④摊铺。摊铺前应先在槽壁上涂刷渣油或沥青,随即将混合料摊入槽内铺平。摊铺时,应注意天气变化,一般不宜在阴雨天进行。
⑤碾压与检查。坑槽补好后,应及时撒上嵌缝料。面积小的可用手夯或震动夯夯实,面积较大时用轻型压路机碾压。补好后的坑槽经一周行车碾压后,应检查质量,不符合要求的应重补。新补油块应比原路面高出0.3~0.5厘米。
对基层被破坏的大坑槽的修补。
大坑槽的修补方法与小坑槽基本一致,不同的地方是先修复基层再修复油层。确定开槽范围。如坑槽密集,可以将距离近的坑槽合并成一片处理。开槽清底、配料拌和的做法同小坑槽的处治。清理槽底和槽壁后,用适当的材料将土基部分回填夯实,用与原基层相同的材料修复土基,保证土基的密实度、强度和水稳性。在基层晾干和表面洁净的条件下,重作表处油层。方法同小坑槽处治。
2.4网裂
油路面龟裂特征是在路面上形成成片的纵横交错的形似龟背的网状裂缝。它是由不规则裂缝进一步发展而形成的,其面积的大小不等,有的是小面积的局部网裂,也有的是大面积的网裂。
这种病害的产生,是由于面层沥青材料老化开裂,地面水渗进裂缝,使基层变软,强度减弱而发生变形,在行车作用下使裂缝扩大和增加而形成较多的纵横裂缝,如养护不及时,则会发展成网状裂缝。此外,油路由于长期使用在车辆荷载的重复作用下,引起路面疲劳损坏,也会逐渐形成网状裂缝。因此,当路面基层厚度不够、强度不足,或粒料底层含泥量多,水稳性差,以及沥青或渣油延度太低,油路面自然老化时,则会产生龟裂病害。
龟裂是油路面特别是老旧油路面经常出现的病害,应积极予以处治,其方法如下:
属于油层老化而引起的大面积网裂,当路面开始老化但龟裂不严重时,可以作中修罩面处治。如龟裂严重发展成网状,而且面积很大,则应进行大修处理,也可在挖掉全部油层后进行表面处治。属于基层强度不足的,应先挖掉出现龟裂的油层,加强基层后再进行表处。对由于基层强度不足造成的大面积网裂,挖掉油层后应加补适当厚度的补强层来增加基层强度。对局部网裂,在挖掉油层后,可以先将基层挖出,再加石灰拌均匀,填平夯实后再铺油层。也可以先把基层开挖到应有的深度,再重新做基层,夯实成型后再重铺油层。属于面层一般不严重的龟裂或局部龟裂,可先挖掉油层,晾晒数日直到基层干后,再用修补坑槽的办法处理。沥青路面的病害与承受各种车辆的荷载和碾压的作用有直接关系。
【关键词】公路工程 路基 路面 病害 策略
中图分类号:X734 文献标识码:A 文章编号:
一.引言
我们知道,分析工程建设中存在的问题并且提出合理的处理策略,对我国的公路工程建设意义重大。公路路基、路面的早期损坏有多种形式,也是由多种不同原因引起的,其中对路面使用性能和使用寿命影响最大的是结构性破坏、水破坏和严重辙槽。为了防止路基、路面病害的发生,应当因地制宜地采取有效的工程技术措施,做好地面和地下排水,选择合理的填料,采用正确的施工方法,对不良地质地段进行有效的防护与加固,以保证路基的强度与稳定性。
二.公路工程路基路面常见病害
1.边坡的滑塌问题
边坡滑塌是路基病害中较为严重的一个问题。边坡滑塌根据土质和规模不同可以分为塌方和滑坡。塌方的形成原因主要是土质疏松导致边坡向下滑动,通常是由施工不当和水的损坏引起的。滑坡是指由于不良地质条件的破坏,使部分边坡土体在重力作用下下滑。一般情况下,塌方和滑坡比较容易发生在土质疏松同时雨水较多的地区。
2.路基的变形问题
在一些公路段,在通车一段时间后会出现路面变形下沉的现象。这种问题的出现原因主要有两个:第一个原因是由于施工时措施不当或者含水量问题,导致路基的密实程度不足,出现变形现象。第二个原因是在选择材料时出现问题,材料压缩系数出现过大现象,或是采用的土质为高塑性的粘性土,都会促使路基变形问题的出现。
3.路面平整度不够
公路工程的适性主要参考路面的平整度,它会直接影响车速和行车安全。这类问题出现的原因是施工过程中对基层平整度的控制不够严格。没有严格监管路面施工,负责摊铺机和压路机的人员业务水平不合格,最终导致路面平整度不够,甚至出现波浪式的起伏。
4.路基沉陷问题
一些修建在软土地上的公路有时会出现路基沉陷问题。这是由于软土的含水量较大,承受能力偏低。路基比较容易受到水的侵蚀,在底部形成空间,受重力的影响,路面就会出现沉降塌方现象。这类问题的原因包括自然原因和人为原因两个方面。自然原因是由于修建地区的偏软的土地性质,自身的承受力和抗腐蚀力较弱。人为原因是施工过程中没有联系实际,土地的预压时间不足,最终导致了路面沉陷问题的出现。
5.沥青路面出现裂缝
沥青路面出现裂缝是指路面在通车后不久出现多处裂缝或大面积破损。其原因主要还是在施工过程中发生问题。部分公路工程片面追求平整度,而忽视对路面压实度的要求;材料搭配不合适,基质沥青未达标;道路基底承载力不足,或者弯沉值过大。还有一个原因是由于路面基层材料的收缩,促使沥青路面出现裂缝,也会导致路面的破损。
三.公路工程路基路面病害分析
1.填土地基变形
填土路堤路基产生纵向不均匀沉降,使路面顶面产生波滚式的不平整。其产生沉降的原因:一是原土地基产生固结变形,在填筑路堤之后,地基收到加载作用,产生压缩变形。二是路堤本身产生固结变形,是与填土高度、土的性质和压实度密切相关。
2.路基塌滑
地基位于不良地质体,如滑坡、空穴,由于高速公路的修建改变了微地貌环境,水地质条件、工程地质条件均发生了变化,在持续动荷载作用下,原有的不利地质条件被进一步激发、扩大,从而引起路面沉陷、裂缝,甚至大范围的路基塌滑。高速公路位于滑坡体上,路基的一部分位于滑动面上,在动载荷作用下,引发路基边坡大范围失稳和路基深部的空穴,在路基填土的压力和车辆动荷载作用下发生沉陷,引起路面沉陷。
3.路面产生结构性破坏
所谓路面结构性破坏,是指路面结构的承载能力不能抵抗现有行车荷载的反复作用,而产生的路面结构性整体破坏。其外观特征为轮迹带上产生裂缝,进一步发展成纵向网裂形变带。由于雨水较快的透入空隙率较大的沥青混凝土表面层后,由于其下层比较密实,在进入表面层的水还未来得及往下层渗透前,表面层就开始产生水破坏,导致表面层首先在行车道底轮迹带上产生网裂形变,有的甚至产生明显辙槽。
4. 路面产生严重辙槽鼓起
车辙、拥包等流动变形损坏当高速公路车辆渠道化以后,车辙问题逐渐成为主要病害。尤其是在长大纵坡上坡路段,由于重载车车况差、爬坡车速降低,更为严重。严重车辙的内因是由于沥青混凝土的矿料级配不合适。
5.沥青路面开裂
沥青路面开裂是最普遍的损坏现象之一,只不过是裂缝发生的早晚、多少及裂缝的类型有所不同。沥青路面的裂缝有横向裂缝、纵向裂缝、网裂、沉降裂缝等。
四.公路工程路基路面常见病害的处理策略
1.边坡防护与加固措施
路基边坡防护与加固应坚持多种方式相结合的原则。以因地制宜、节省造价、就地取材、经久耐用、以防为主、防治结合、和造型美观为原则。边坡防护加固法主要包括植物防护、工程防护、柔性支护等几种类型。
(1)植物防护主要方式是在边坡上种植草或植树,利用植物加固土壤,同时减缓边坡上的水流速度,减轻雨水对边坡的冲刷力度,从而起到对边坡的保护作用。植物防护是使用较为普遍的一种方法,因为这种方式不仅可以美化公路环境,也可以起到固结边坡的作用。因此这种相对简单、经济、实用的加固方式被广泛使用。
(2)工程防护与植物防护的使用对象不同。工程防护主要是针对自然环境较为恶劣、植物难以生长的地区。这些地区往往土壤贫瘠,风化严重,常规的植物加固很难实行。因此需要采取人工构造物进行防护的措施。工程防护的主要类型有护面墙防护、水泥混凝土预制块防护、干砌片石防护、锚杆防护、浆砌片石防护、挡土墙以及土工合成材料防护等。
(3)柔性支护相对简单,主要指运用三维植被网和钢绳网进行防护的措施。
2.路基治理
路基的质量是整个公路工程质量的关键,路基必须要经受得住时间、车辆超载、雨水冲刷和寒冷的考验,因此在进行路基建设时要严把质量关。针对不同土壤类型,尤其是软土,我们需要注意以下方面。第一,要保证路基压程度实达到要求,保证在软土的条件下的工程质量。第二,在选择路基的填料时,尽量采用沙砾或者可塑性高的土,尽量不使用含水量不符合标准的土。其三,完善相关排水设施。控制土的含水量是保证路基坚固和稳定的关键,所以需要完善相关的排水设施,防止水的漫流和下渗。
3.公路平整度的控制
公路的平整度控制主要包括两个方面:基层平整度控制和面层平整度控制。
(1)基层平整度控制要控制好基层的平整度,要求在施工时根据不同的基层采取不同策略。例如控制以石灰稳定土为底基层的公路相对容易。因石灰土为底的基层平整度要求的标准较低,因此可以采用平地机刮平至合格的方法。相反,水泥稳定碎石则与石灰不同。水泥稳定碎石平整度控制较难,要求也高,同样对面层平整度的影响也较大。
(2)面层平整度控制
想要控制好面层的平整度,良好的混合料是保证。沥青混合料必须在标准温度下,采用击实方法成型混合料试件,试件必须达到国家规定的参数。其次,必须严格控制混合料的压实效果。另外在沥青路面施工中要特别注意的是沥青混合,沥青混合料要保证质量和实效,这是沥青路面施工质量的关键所在。
五. 结束语
公路质量关系到国计民生,所以加强公路质量管理十分重要,本文就对公路路面路基的常见病害进行了分析,并且提出了一些解决措施,望能对我国公路质量的提高和维护具有一定的积极作用。
参考文献:
[1].城市道路拓宽改造的研究与实践[d].南京理工大学土木工程.2008.
关键词:沥青公路;路面;病害;成因;防治
引言:
影响沥青路面的因素比较多,这些因素导致沥青路面出现了裂痕等问题,严重影响沥青路面的使用,也给行车带来了安全隐患,增大了汽车的磨损程度,也缩短了沥青路面的使用时间。因此,相关部门必须积极采取措施对沥青路面危害成因进行治理和防控,减少一切因素对沥青路面的损坏,延长沥青路面的使用寿命。只有保证沥青路面的质量才能更好的保证行车安全,避免交通事故的发生。
1沥青公路路面的病害及成因分析
1.1 裂缝
沥青路面在建成初期,会不可避免地出现早期裂缝,早期裂缝通常对路面的使用性能没有影响,但随着环境雨水的侵入以及车轮荷载作用,会逐渐使沥青路面产生结构性破坏。
1.2 车辙
1.3 松散
沥青路面出现松散将直接影响交通安全。一般症状为面层集料颗粒脱落,粗细集料松散起砂,路面磨损,路表麻面或剥落,这种早期松散如果不及时处治,会继续从路表向下破坏形成坑槽。松散病害一般在轮迹带区域比较严重。其形成主要原因概括为以下七个方面:①沥青混合料中的沥青材料较少,油石比偏低,导致沥青和集料间的粘结性较差;②低温施工,压实度小,沥青面层内空隙率较大;③集料含泥量较大,使粉尘包裹集料颗粒,从而导致沥青膜在集料颗粒上的粘结降低;④拌和温度过高,使沥青老化;⑤基层松软导致的面层龟裂;⑥骨料为酸性,与沥青粘附性差;⑦水分渗入沥青和集料界面,降低沥青的粘附性和粘结力。
1.4 沥青路面的沉陷
沉陷是路面变形中最普遍的一种,特点是面积大,涉及的结构层次深,主要出现在挖方段和填挖交界处。其产生的主要原因是:①土质路堑排水不畅,路床下部路基过湿润而产生不均匀沉降,引起路面局部下沉;②路面强度不能适应日益增长的交通量,易发生疲劳破坏:③路基或基层强度不足或填挖路基强度不一致,在车辆荷载作用下,路基或基层结构遭破坏而引起沉陷;④桥头路面沉降不均匀而引起沉陷并与桥面发生错位。
2 沥青公路病害的防治措施
2.1 针对裂缝的防治措施
公路沥青路面混凝土裂缝是常见的公路病害,因此在实际的施工过程中,应该加强地基的夯实处理,正确运用地基夯实技术,有效的平整地基,保障地基的稳定性和稳固性。在混凝土材料的选择上,要选用质量较高的混凝土材料,不断提升混凝土材料的科学配比率,从根本上来减少公路沥青路面裂缝的产生。同时为了有效地应用温度裂缝,还应该在混凝土中加入适当的材质,降低混凝土材质的热应力性,减少应力性裂缝的产生。在混凝土路面摊铺过程中,要加强路面的平整工作,减少路面细孔的产生,避免降水降雪等水分通过细孔侵入地基,影响地基的稳定性。
2.2 针对车辙的防治措施
合理控制公路沥青路面中沥青混合料油石比,保障科学合适的油石比,加强公路沥青路面的养护工作,运用科学适当的养护措施,加强公路沥青混凝土的巡视工作。加强混凝土材质的选择,优化沥青混凝土材质的配比率,有效地保障混凝土结构的稳定性和平整性。同时还应该加强对公路沥青混凝土路面交通流量的控制,根据公路沥青路面实际的承载力,限制大型或重型货车通过,加强交通的分流处理,设置限高栏等。
2.3针对松散现象的防治措施
为了降低沥青混凝土路面病害的发生,在材料选用方面,要加大对细集料标准度的控制,以更好的提升沥青混合料的粘结性能。其次,要加大对沥青路面施工温度与压实效果的控制,施工时温度过高将会导致沥青老化,影响了沥青与矿料的粘附性。而温度过低,将会影响沥青混合料的压实效果,出现沥青混合料内部空隙过大等问题。加大对沥青混合料均匀性的控制,避免沥青混合料离析给路面质量造成的影响。
2.4 针对路面沉陷的防治措施
如面层存在沉陷情况时,应对面层进行挖补施工。如沉陷较为严重,必须先对基层、路基进行处理,再对面层进行修补施工。在坑槽损害预防中,沥青必须选用较高粘附性及抗老化的材料,确保混合料级配设计的合理性。一般有两种方式:冷补法与热补法,冷补法应用中,应先对坑槽深度进行测定,进行切槽修补范围的划定,切槽施工应选用液压风镐进行施工,通过高压风枪清理干净槽底、槽壁内存在的杂物,随后利用喷灯将槽底、槽壁位置烘干,并将薄层粘层油均匀喷洒到其表面。最后向坑槽内填补准备好的热料,当厚度在60cm以上时,填筑施工中必须分层进行,一般按照先周边再中间的顺序进行碾压施工。热补法应用中,应遵循坑槽修补范围进行热辐射加热板区域的确定,将加热板向相应位置进行调整,加热时间为3~5分钟,进而达到软化修补路面的作用。随后在修补路面放置准备好的热料,进行平铺与碾压施工。
综上所述,沥青路面就是在公路路面施工材料中加入沥青化合物以辅助施工,尤其是在高速公路的施工中,沥青路面具有其独特的优点,它不但有很强的力学承载力,而且较为稳定,具有良好的耐用和防滑性能。所以施工人员在施工时应格外注意容易出现的质量问题,并且在出现问题时及时采取相应的补救措施。只有这样,才能保证高速公路沥青路面的整体质量。
参考文献:
[1] 李松. 浅谈沥青路面常见病害和防治措施[J]. 江西建材,2015,21:150+152.
[2] 李启超. 公路沥青路面病害成因浅析及对策[J]. 城市地理,2015,14:117. [3] 杜丹. 沥青公路路面病害的成因与防治[J]. 中国新技术新产品,2015,03:138-139.
关键词:公路;沥青路面;病害;养护措施
中图分类号:X734 文献标识码:A 文章编号:
沥青是常见的公路路用结合料,沥青路面的耐久性和力学性能较好,方便养护和行车,沥青路面在我国公路建设中得到了广泛的应用。但是由于设计、施工和养护措施的不当,沥青路面也会出现裂缝、泛油、水破坏、松散和推移等问题,影响沥青路面的正常使用,严重的还会造成行车安全事故。
公路沥青路面常见病害
1、泛油。沥青是原油加工后的产品,包括了石油沥青、天然沥青、煤焦沥青和页岩沥青,公路施工过程中需要按照配合比对沥青进行配置,达到施工的要求。如果在混合材料中加入了过多的沥青或者沥青的稠度较低,公路沥青路面就较容易出现沥青上泛和矿料下挤的泛油现象。
2、裂缝。沥青路面较常见的裂缝是网裂和纵向、横向裂缝,网裂表现为疲劳裂缝的相互交错,路面的整体强度不足可以导致路面出现网裂。纵向裂缝主要是水渗透和路基施工造成的,表现为月牙形的和纵向带状的裂缝,纵向裂缝很容易引起路基的滑移,对行车安全造成影响。而横向裂缝一般是由沥青温缩或者是差异沉降而引起的,对整个路面的行车造成影响。
3、坑槽。在使用达到一定期限之后,沥青路面会出现一定程度的松散和龟裂,严重的则会出现坑槽。坑槽主要是由油损害和水损害造成的,雨水在沥青路面破损处的渗入会导致沥青路面和基层的脱离,使路面形成的网裂逐渐扩大为坑槽。此外,机动车的用油和车辆修理用油都会渗入到沥青路面内部,导致沥青混合料的松散,进而形成路面坑槽。
4、车辙和推移。如果公路沥青路面行车的荷载超过了路面的承载能力,路面就容易出现带状的永久性凹槽,凹槽直接就影响了路面的平整度,对过往车辆的安全行车造成了影响。沥青路面的车辙和推移比较容易在夏季出现,持续的高温会造成沥青路面的融化,进而降低路面的硬度,过往车辆的负荷造成了车辙和推移。
二、公路沥青路面常见病害的养护策略
日常的养护是防止沥青路面出现病害的关键,即使路面出现了轻微裂缝、泛油、坑槽,也要避免对这些问题放置不管,使问题发展的更为严重,施工人员要从设计、施工和养护方面重点加强对公路沥青路面的保护。
1、公路泛油的治理。沥青路面泛油比较容易在夏季出现,养护人员可以在泛油路段均匀铺设粗砂和石屑,进行一般的养护。如果路面泛油较为严重,就使用压路机进行矿料的碾压,确保沥青路面的基本稳定,之后再撒一层矿料来加固路面。总之,养护人员可以按照路面泛油的严重程度来选择合适的养护措施。
2、路面裂缝的防治。裂缝有横向、纵向和网裂之分,沥青路面在使用一定期限之后容易出现轻微裂缝,此时养护人员要将裂缝处的杂物清理干净,用拌制的沥青将裂缝灌满,在缝口的表面撒布石屑或者是细砂。对于较大的裂缝,也要将杂物清理干净,按同样的步骤进行防治,而网裂则要进行罩面或刷油,对老路面进行清除并铺设新路面。
3、坑槽的防治。坑槽的防治措施有多种,养护人员可以将坑槽的周围涂上热沥青并使用沥青混合料来进行坑底的填充,在此基础上进行整平、压实和封水。如果公路沥青路面的基底已经损坏,养护人员则要在此基础上先进行基层的修补,提高公路养护的质量。
4、罩面和整仓修复。在沥青路面病害较为严重的情况下,养护人员可以在病害路面铺设新的沥青,铺设前要将旧路面清理干净,实现新旧沥青的结合。罩面要铺设一定的厚度,避免新沥青的剥落。在沥青裂缝较大时,可以将该块的路面翻除,重新做基底和铺设沥青。总之,公路沥青路面的养护是对沥青路面使用功能的良好维护,养护人员不能等到沥青路面出现病害之后再进行防护,而是对路面进行预防性的养护,提高路面养护的质量,减少成本的投入,进而实现较好的公路修建和维护效果。
结语:
沥青路面是我国公路的常用路面,由于设计、施工和防护的原因,沥青路面在使用的过程中会出现泛油、裂缝、车辙和沉陷等问题,影响沥青路面的正常使用,对行车安全造成影响。施工单位不仅要从设计和施工方面加强沥青路面病害的防治,还要重点做好路面养护工作,实现预防与防治的结合,采取不同的措施来应对路面的病害问题,提高养护的质量,保证行车的安全。
参考文献:
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关键字:建筑混凝土;常见病害;病害成因;防止措施
建筑混凝土的施工是建筑工程中的一个必不可少的环节,该过程直接形成混凝土结构并影响建筑混凝土的各项性能。此外,不同的施工方法及施工程序对建筑混凝土的性能也会产生巨大的作用。只有科学、全面地找出施工中常见的病害,并在施工过程中使用相应的对策,才能使建筑混凝土充分体现其有益的性能,使混凝土结构更大限度地发挥作用。所以,在建筑混凝土施工中必须严格把控制好每一个环节,减少或消除其病害的产生。
一、建筑混凝土施工中的常见病害
改革开放以来,由于我国大力发展第二产业,政府对基础设施建设的投入越来越大,使得建筑混凝土技术在我国得到飞速的发展。但是建筑混凝土结构直接承受大气、海水,温度、地质等多素的影响,致使混凝土结构容易出现受到破坏的结构层,使得工程施工受到质量问题和效益的困扰。目前建筑混凝土施工中常见的病害主要有下面几种类型。
裂缝
建筑混凝土施工中常见裂缝主要有:横向裂缝、纵向裂缝、交叉裂缝、板角断裂等。横向裂缝往往发生在混凝土水化、硬化的早期,由于失水干缩,混凝土表层水分散失或体积收缩受所产生的;纵向裂缝是因为混凝土填充不均匀、水分分布不均匀或施工方式不恰当等,致使混凝土结构不均匀收缩裂开而形成;交叉裂缝产生的原因有建筑混凝上自身强度不够,水稳定性差或使用了稳定性能差水泥;板角断裂通常由于混凝土结构板角处基础支撑强度不足、受连续荷载作用或者翘曲应力等各因素综合作用下产生的。
建筑混凝土结构表面损坏
建筑混凝土施工过程中由于方法不当或忽视了其中某些环节,凝土结构表面出现了病害,从而影响了工程的质量。建筑混凝土结构表面损害主要有以下几方面:1)麻面:建筑混凝土施工模板表面清理不干净或粘有干硬砂浆而不够光滑,在拆模时砼表面被粘损,模板接缝拼装不够严密,砼振捣不结实,不能使气泡未排出,形成粗糙面,但无钢筋暴露于大气中的现象;
2)露筋:由于建筑凝土内部主副筋间或箍筋局在混凝土结构表面造成注混凝土时,钢筋保护层的垫块脱落或者漏放,导致钢筋倾斜,钢筋紧贴模板外露,钢筋过密,致使混凝土浆不能充分填充钢筋周围并产生漏浆,造成钢筋处缺浆,混凝土配合比不当,石子堆积的现象;
3)孔洞:在建筑混凝土施工中钢筋较密阻碍预留孔洞处混凝土的下料,出现没有振捣完全接着就继续在上层浇注混凝土,从而混凝土离析现象严重,致使石子没分散均匀而成堆,跑浆严重进而使建筑混凝土结构构件中有较大尺寸的缝隙,而局部没有混凝土,甚至出现特别大的蜂窝使得钢筋局部或全部暴露在大气中。
3、拱起和沉陷
此病害在混凝土路面施工中经常遇到,拱起是指混凝土路面板横缝两侧板体发生较明显抬高的现象,而沉陷则是指横缝两侧混凝土路面板出现明显下沉的现
象。拱起原因主要是胀缝被较大快硬物阻塞,或施工过程中胀缝设置过少,使路面板受热膨胀时不能自由扩张。沉陷产生的主要原因是填缝料损坏使得水从缝处向下渗透,使基层软化,从而路面板接缝处下方的基层和路基体承载能力下降,路面板表面下沉。拱起和沉陷都严重影响着路面上车辆行驶的安全性性和舒适性。
三、相应的防治措施
1、对于裂缝病害
由于建筑混凝土结构构件常见病害大多以裂缝形式出现的,但修补起来很困难,还影响工程质量和美观,重新浇筑将会严重影响施工工期和浪费资金。因此,对于裂缝,施工工程中应注意减少建筑混凝土内外温差,在浇注时对于大体积混凝土要适当地分层分块,合理设置后浇带和施工缝;必要时采用恰当的矿物外加剂等量替代部分水泥,并尽可能地减少施工混凝土中的水量来减少胶凝材料用量。还需加强对混凝土成型后的护理,减少水泥的水化收缩减小混凝土的坍落度,增大了混凝土的密实度。
2、对于建筑混凝土结构表面的病害
应该执行严格监理制度,对建筑混凝土的施工,从方案的制定,准备工作到施工全过程,都必须按要求进行现场监理,尽可能坚持施工全过程旁站,以便及早发现问题,解决问题,并及时总结施工经验。如为了防止麻面病害,需做到模板要清洗干净;在混凝土浇筑前,必须使木模板充分湿润,而钢模板则要均匀的涂刷脱模剂;模板拼装更要严密,填好缝隙,在混凝土浇筑过程中振捣密实,注意控制好水灰比,保证水泥浆的黏度严防漏浆。而对于露筋,在混凝土浇注前应严格检查钢筋位置和保护层厚度是否恰当,垫块漏放,是否够牢固,木模板还要湿润充分;在混凝成分设计时,控制好粗集料的粒径及砼的和易性,保证下料畅通,避免砼离析;模板拼装时要严密,建筑混凝土施工过程中严防漏浆,况且不得踩踏钢筋,等到砼达到拆模强度时才可以拆模,还要严防砼缺棱掉角露筋等。而对于空洞病害的防治,用高一等级强度的细石混凝土在钢筋较密处捣实,在预留孔的地方,应在两侧同时浇注,确保预留孔周边密实,严防其离析和泌水;在混凝土施工时注意防止其他物质落入模板里面,砼必须严格按操作规程分层均匀下料、振捣密实直到气泡排除出去为止,还要严防漏捣。
对于拱起和沉陷病害
对于混凝土路面施工中拱起和沉陷病害的防治,应严格把材料关,在被压实过程中达不到规定的密实度的材料不能用于路基建筑,规范控制水泥、砂等的各项技术指标,振捣充分密实,并设置好施工缝,保证每层的厚度及压实度达到标准。
参考文献:
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关键词:桥梁钻孔;钻孔灌注桩;常见病害;防治措施
目前在我国的公路桥梁钻孔灌注桩过程中,有两个工序:成孔与成桩,这两道工序的环节相对较为繁杂,同时需要较高的工艺技术及施工要求,同时工作量相对较大,而水下灌注混凝土的工程需快速完成,因而在施工的过程中,容易出现病害,对桩基工程的质量产生直接的影响,所以对桥梁钻孔灌注桩常见病害及其原因进行分析,并提出有效的防治措施,有着十分重要的现实意义。
1 钻孔灌注桩的施工特点
钻孔灌注桩是通过机械钻孔、钢管挤土或人力挖掘等手段在地基土中形成桩孔,并在其内放置钢筋笼、灌注混凝土而做成的桩。钻孔灌注桩的施工特点包括:(1)可以建造直径远大于预制桩的桩型;(2)适用范围广,在各种地基上都可以使用;(3)桩体的承载能力直接受到施工质量的影响,并且影响非常巨大;(4)由于混凝土的灌注需要在泥水中进行,因此很难对混凝土的质量进行有效控制。
2 成孔过程中常见的病害和防治
在桥梁钻也灌注桩成孔的过程中,时常会出现桩孔孔壁坍塌以及桩孔偏移倾斜等病害。下面主要围绕这两个病害及其原因、防治措施进行简要的分析。
2.1 桩孔孔壁坍塌
桥梁在成孔的时候,不论是成孔进行中还是成孔结束后,孔壁都会出现一定程度的塌落情况。在成孔的过程中,施工时排除的泥浆中有气泡不断的出现,有时候护筒内的水位也会突然产生变化,这些都是即将出现塌孔情况的征兆。对于桩孔孔壁的坍塌来讲,其出现的主要原因在于,钻孔部位的土质相对比较松散,并且泥浆的护壁效果也比较差,都有可能引起钻孔下部出现坍塌的情况。
要想对桩孔孔壁的坍塌情况进行防范,我们可以在护筒填埋的时候,选择合适的、松散易坍土层中进行护筒的深埋工作,在升高护筒的时候,要不断的补给泥浆的数量,让规定的水头高度充分的保持住;还要保证使用的钢筋笼的质量,避免出现变形等情况;在进行吊放工作的时候,要对准相应的孔位,然后吊直扶稳,下沉的时候要尽可能的缓慢,避免出现碰撞到孔壁的情况。以上对策都能够有效的防治桩孔孔壁坍塌的病害出现。
2.2 桩孔偏移倾斜
对于桩孔的偏移倾斜来说,这种情况大多数都是因为安装钻机的时候不够平稳,或者是安装好的钻台下面有虚土存在,导致出现下沉的情况,此外,如果桩架不够稳定,钻杆的导架垂直度不够,或者是钻机的磨损程度太大出现部件的松动,护筒的埋设出现偏斜,主动钻杆也出现倾斜,遇到基础或者是一些地下的障碍物等,都会导致桩孔出现偏移倾斜的病害。
对于桩孔偏移倾斜的病害来说,要想对该病害进行防治,可以从以下几个方面入手:确保在安装钻机的时候足够的水平、周正、稳固,确保护筒没有偏斜情况,钻杆也没有弯曲的情况,确保主动钻杆的位置足够垂直,这些都可以有效避免桩孔出现偏移倾斜情况;此外,还可以增设一些导向架,在提升水龙头的时候起到控制的作用,使用钻铤进行加压工作,把地下的障碍物全部清除掉;在处理软塑粘土层的时候,特别是在处理流塑粘上层和砂层进入硬塑粘土层或从软土层进入基岩的时候,可以直接使用不带导向的小钻头进行钻进操作。这些方面都会影响到桥梁钻孔出现桩孔偏移倾斜的病害,只要足够的重视就能够避免出现这一情况。
2.3 局部缩颈
缩颈是指孔径小于设计孔径,原因是泥浆性能欠佳,失水量大。引起塑性,土层吸水膨胀,或形成疏松,蜂窝状厚层泥皮,可采用优质泥浆,控制泥浆比重和粘度,降低失水量。
3 成桩过程中常见的病害和防治
3.1 钢筋笼上浮或下沉
钢筋笼的上浮或下沉指的是钢筋笼的位置和设计位置出现偏差的情况。当钢筋笼的上浮情况明显时,就让桩体的水平剪切抵抗能力下降;如果钢筋笼的下沉情况较为明显,就会给土建工作的施工带来一定的损失和麻烦。对于这一病害,其出现的主要原因就是钢筋笼的初始位置放置的不合理,或者是混凝土的流动性过小,导致在混凝土层中深埋的钢筋笼被上托,从而引发钢筋笼的上浮。此外,如果导管的掩埋长度过长,就会在提升的时候引起摇晃,对准笼中心的时候就很难操作,引发出现挂笼的现象,如果提升导管的时候速度过快或者力度过猛,就会导致混凝土的下沉速度太快,产生的反冲力会引起钢筋笼的上浮情况。
我们要确定钢筋笼的初始放置的位置足够准确,然后和孔口加固;为了避免出现铁丝拉长或者是下沉,可以利用吊筋加套管等措施使钢筋笼上口顶住;提高浇灌的速度,使浇灌的时间缩短,或者增加缓凝剂,以防止混凝土顶层进入钢筋笼的时候流动性降低,进而使钢筋笼的病害问题有效减少。
3.2 桩顶段砼质量差
桩顶端砼质量差的问题指的是桩顶上面的混凝土过于疏松,出现断裂、夹泥等质量上的问题,从而导致上部的桩身缺乏应有的压力,和桩周围的接触应力过低,所以说导致桩身出现破坏。出现桩顶端砼质量差的原因如下:导管内部的混凝土高度降低,从而导致超压力降低,但是导管之外的泥浆和渣土稠度却上升了,导致并重增大,混凝土的上升工作难以进行;导管长度过短,重量太轻,导致导管的上下串插工作难以进行;起拔护筒的时候用力太猛,或者是不够垂直,都会让护筒粘带到没有凝固的混凝土,从而导致混凝土掺入泥浆中,从而出现夹泥和断裂面。
针对这一病害,我们可以加强混凝土面的监测工作,并且还可以在桩顶加注上一定高度的混凝土,此外,还可以在导管的质量降低的时候改用人为的方式,来进行导管的加压串插工作,我们还可以周正护筒的吊绳,确保护筒的起拔工作足够合理,这样就能避免出现桩顶端砼质量差病害的出现。
3.3 桩身缩颈、夹层以及断桩的问题
在钻孔施工时,引起桩身缩颈、断桩及夹层等问题的原因非常多,例如对浇筑时间没有准确的把握、导管的埋置深度不够等。因而,为了使上述问题有效地避免,在施工的过程中需要对导管的埋置深度和混凝土顶面高度进行详细的调查和了解,避免导管出现脱离;另外,也需要减少混凝土浇筑和成孔所需的时间。
4 结语
总之,为了有效地保障桥梁钻孔灌注桩的施工质量,必须认真分析灌注桩施工过程中可能出现的病害,并结合工程的具体情况,分析病害的原因,再提出有效的防治措施,才能提高钻孔灌注桩工程的施工质量,进而保证整个桥梁工程的安全性与效益性。
参考文献
关键词:山东省 路基 病害 防治
山东省属于中国10个沿海城市之一,东临海洋西靠大陆。山东省境内中部山地突起,西南、西北低洼平坦,东部缓丘起伏,形成以山地丘陵为骨架、平原盆地交错环列期间的地形。其气候属暖温带大陆性季风气候,全省年平均降水量在500~900mm且由西北向东南递增。
由于山东省的地形地势及独特的暖温带季风气候,加之近十几年来经济迅猛发展带来的交通量增量对路基产生的影响造成的病害非常值得研究。所以在具体分析山东省路基病害的时候可以按照以下几个方面进行分析:1、平原地区路基常见病害2、滨海河道路路基主要病害 3、山区丘陵道路路基病害。
一、平原地区路基常见病害及产生原因
山东省平原面积约占全省面积的55%,主要分布在西部和北部,即黄河冲积而成的鲁西北平原区。气象数据统计该省平原地区年降水量在500~700mm之间。在山东西北部平原所修健的道路,若非特殊不良工程土地区,只要满足路基设计各项参数的要求、合适的路基填料、符合规范的施工工艺加之使用期间的定期养护,所修建的路基通常都能满足较好的工作性能并发挥良好的录用价值,其病害问题并不是特别常见。
1、路基病害形式
考察山东平原地区的路基病害主要的存在形式为:路基局部的不均匀沉降和路基纵横开裂。
2、病害形成原因
究其病害原因主要从路基填料、路基压实度以及地下水分析。
路基填料方面:路基填料不均匀或控制不当会造成较大的路基问题。如果选用了稳定性较差的路堤填料如采用粉质土或使用淤泥、腐殖质含量较高的土料填筑路堤,因土的性质不同填筑方法不当,在碾压成型后易造成不均匀沉降。
路基压实度方面:由于压实度不足,往往导致填方路基的不均匀沉降变形,路基两侧出现纵向裂缝,路基土体压实度不足的主要原因有一下几点:首先,施工时压路机等机具不符合施工实际要求,吨位不足,使得压力不足,压实度不符合要求。在填方路堤施工中,当路堤施工到一定高度以后,路堤边缘土体往往存在压实度不足的问题,填方土体压实度不足,在自重作用下就会发生沉降变形,土体压实度不足还会导致填土路基的侧向变形。
地下水方面:就山东省平原地区来说,其地下水及其年降雨量在修建良好的排水设施条件下对路基不会产生较大的影响。
二、滨海河道路路基主要病害预防治理方法
山东的河流比较发达,流经该省的黄河水系有支流大汶河、淮河水系有南四湖的注入河流及沂河等、直接如海的小清河和胶莱河等。且山东半岛东部有青岛、烟台、威海等临海城市。在这些地方修建滨海及滨海大道后,路基会出现的病害与其所处环境息息相关。
1.路基病害形式分析
对于沿河沿海道路,不少道路皆为浸水路基。对浸水路基来说除了承受自重和行车荷载的作用,还要受到水压力和渗透动水压力的作用。河流的水位变化对路堤非常不利,如果路基两侧水位差较大,落水迅猛渗流速度高时,则易带走路堤内的细土粒,动水压力极易使边坡失稳导致边坡崩塌。易造成路基坡脚掏空。故该类路基边坡的冲刷问题是主要的路基病害。
对沿海路基来说,不仅要考虑边坡冲刷问题,且滨海地区软土基地地段却多。软土的抗剪强度低、天然含水量大、承载能力低,填土后受压可能产生侧向滑动或较大的沉降。在软土上修建路基,若处理不当,极易引起路基的不均匀沉降和开裂问题。
2、病害预防治理
针对路基边坡的冲刷应在堤岸设置防护与加固设施,有直接和间接两类。直接防护与加固设施包括植物防护和石砌防护与加固两类,常用的有植物、铺石、抛石或石笼等。间接防护主要指导治结构物,如丁坝、顺坝、防洪堤、拦水坝等。
对软土路基出现的沉降及开裂病害防治主要从地基加固入手。软土地基处理方法很多,各种方法也具有不同的特点,可得到不同的效果。主要方法有砂垫层法、换填法、竖向排水法、分阶段施工法等。其中换填法为常用方法。其原理用工程性质较好的土全部或者部分替换软土,以达到保证路堤稳定和降低沉降量的目的。
对于滨海盐渍土问题,若在修建路基采用就地取材时,应对盐渍土进行固化处理。如在盐渍土中掺入适量的二灰和高分子材料SH,可改善其物理力学性能,提高抗压强度、抗剪强度指标和压缩模量,减小渗透系数。
三、山区丘陵道路路基病害
山东省山区丘陵面积约占全省面积的19%,山东省山区较南方山区较为平缓较为分散,加之全年降水量有限,不会产生泥石流掩埋公路的危害。但是也存在一些山区公路路基的常见病害,其病害预防防治措施也都类似。
1、山区公路路基病害形式及因素分析
山区公路路基病害形式可以分为以下几类:路堑边坡坍落、堤坡坍塌、滑坡。
路堑边坡的坍落是由于边坡高度、坡度与自然地质条件不相适应,或在不良地质条件下缺少相应的加固措施而引起的。
堤坡坍塌是由于填料不当以及未能按规范的要求夯实、或基地下卧软弱与基岩界面有一定倾角,填方时应采取相应的处理措施,遇降雨时路基极易出现溜塌现象。
滑坡的主要原因是由于边坡高度和坡度与天然岩土层次的性质不相适应,黏土层和蓄水的砂石层且有倾向于路堑方向的斜坡层理存在时就极易造成滑动。
2.预防处理措施
对于山区公路路基病害的防治,要从设计和施工两方面做起,同时注重道路使用期间边坡的养护工作。
设计方面:做好地质勘探,确定路线经过地区的地形、地貌、水文地质条件,尽量避免不良地质路段,以减少发生灾害的可能性;确保路基最小填筑高度,完善排水设施,保证路基处于干燥状态;确保路基边坡稳定性填高。
施工方面:对山体进行爆破是,石方爆破尽量采用中小炮,光面爆破的方法,避免大规模爆破形成松散面积过大,坡体失稳;认真清除地表不良土质,加强地基压实处理;山区公路病害水毁是一大隐患,路基施工前应做好截水沟、排水沟等排水设施。
边坡防护方面:山区边坡防护主要是保护路基坡面免受雨水冲刷,减缓温差及湿度变化,防止和延缓软弱岩土表面的风化、破碎、剥蚀演变进程,从而保护路基边坡的整体稳定性。常用的边坡防护设施有植物防护如种草、铺草皮、植树等,工程防护如抹面、喷浆、勾缝、石砌护面等。
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关键词:高速公路;路面病害;防治措施
中图分类号:U412.36+6 文献标识码:A
一、引言
近年来,在我国交通运输业不断发展的推动下,我国的高速公路越来越多,虽然高速公路的增多给区域经济发展提供了有利的条件,但是随着高速公路的增多路面病害问题也随之凸显,一旦高速公路的路面出现病害,轻则影响正常的交通通行,重则会导致交通中断,由此造成直接和间接经济损失是无法估量的。为此,必须认真分析高速公路路面病害发生的原因,并采取科学合理、行之有效地处置措施加以解决,以此来确保高速公路的畅通。基于此点,以下首先分析了高速公路路面病害形成的原因,并在此基础上提出高速公路路面病害的有效防治措施。期望通过以下的研究能够对路面病害的防治工作有所帮助。
二、高速公路路面病害形成的原因分析
我国现有的高速公路路面主要采用沥青面层,沥青路面在服役过程中损坏的主要表现方式有裂缝、坑槽、车辙、水破坏、松散脱落、推移及拥包等。 路面病害显现方式不是单纯某一方面的病害,它一般都是多种病害的综合成因。
1高速公路路面病害的常见类型
高速公路路面病害较为常见的类型有以下几种:
1)泛油。这是我国高速公路路面病害最为常见的一种现象,具体是指在高速公路的混凝土路基上铺设好沥青以后,常常会有沥青从混凝土层的下部或是内部向上移动,这样一来便会是大量的沥青渗出到混凝土表面上,从而给车辆正常行驶造成一定影响。
2)车辙。高速公路路面车辙主要是在车辆行驶荷载的反复作用下使路面产生出永久性变形积累形成的带状凹槽。高速公路路面上一旦出现车辙会导致路面平整度下降,当车辙达到一定深度时,便会在凹槽内形成大量积水非常容易引起交通安全事故。此类病害也是高速公路路面病害中造成后果较为严重的病害之一,必须对此予以高度重视。
3)裂缝。几乎所有的高速公路路面上都存在或多或少的裂缝,大体上包括纵向裂缝和横向裂缝两大类。其中纵向裂缝主要是由于路基压实度不达标、路面不均匀沉陷以及施工缝质量不过关或是基层承载力不够造成的。而横向裂缝的产生则往往是因为温度应力作用引起的。这种裂缝又被称为疲劳裂缝,它会随着时间的增长而发生变化,当高速公路路面的抗裂能力降低到一定程度时,温度裂缝便会不断增加,从而严重影响高速公路路面行车的安全性。
4)松散。这种情况主要是由于沥青混凝土表层中的集料颗粒大面积脱落,并从表面不断向下发展从而引起的一种现象。当高速公路路面的沥青混凝土表层中的集料颗粒与裹覆之间的粘结力降低到一定程度时,便会引起合理大面积脱落。
5)渗水。这种现象又被称之为水破坏,具体是指雨水等渗入到高速公路路面路面内部导致路面损坏的现象。此类情况的产生主要是由于施工中为控制好混凝土的配合比或是沥青混合料拌合的不够均匀以及碾压不到位等等,从而导致沥青混凝土路面表层的空隙率过大而造成的现象。一旦高速公路路面出现渗水的现象,便会使路面的结构层和基础层被破坏,这样一来很容易引起各种问题。
2 造成高速公路路面病害的主要原因
1)地基基础沉降。由于高速公路沿线较长,这就难免会有一部分路段处于丘陵低洼或是河谷当中,这些路段地基的含水量要比其他路段高出很多,而设计人员在设计时却并未充分考虑这一问题,也没有采取合适的处理措施,这样一来便会因为地基承载能力的差别引起不均匀沉降,从而导致路面纵向开裂。
2)施工原因。由于路面整体结构设计欠缺合理性,从而导致施工厚度严重不足。同时混合料稳定层没有拌合到底,致使底部留有大量的素土夹层,这样便会导致路基压实的均匀度不足,从而很容易引起路面裂缝。
3)行车荷载。这是造成路面车辙的主要原因之一。由于高速公路的行车量相对较大,加之一些重载车辆的影响,会使车辆本身对路面的荷载作用不断加大,当超出路面能够承载的极限时,便会形成程度不一、大小不等的车槽。
三、高速公路路面常见病害处理方法
(一)常规养护方法
1 灌油修补
灌油修补主要是针对纵、横向裂缝的一种常见养护方法。
(1)轻微裂缝。将纵横裂缝处清扫并加热至粘性状态后,喷抹沥青或沥青砂浆,再匀撒一层干燥洁净石屑或粗砂,最后用轻型压路机将矿料碾压;如果是细小的裂缝,则要预先用盘式铣刀进行扩宽,再按上述方法做处理,沿裂缝涂刷少量稠度较低的沥青。
(2)深层裂缝。深层裂缝如果不及时处理有可能引发沉陷、坑槽等大型病害,这就要进行挖除维修:施工时,先把裂缝的旧迹凿掉,形成V 形槽;清除杂物后通过挤压枪把已经拌和均匀的修补材料灌入裂缝中。 此外,如果由于土基、基层强度不足或路基翻浆等引起严重龟裂,应先处治好基层再重作面层。
2 挖补维修
挖补维修常用于坑槽、水破坏、松散脱落、拥包及推移等病害。这类病害属于比较严重的路面病害,除了表层沉降外一般都涉及基层的破坏。 对于这类病害大多采用大型机械挖补、新混合料重新填充的方法:根据病害走向用大型铣刨机阶梯状逐层分级挖除,清扫后按照各结构层面不同喷涂粘层、透层或者封层,最后分层填充碾压新混合料。 挖补施工时应注意:挖除表层时要规则以便于摊铺和碾压,挖补的边缘不宜处于行车轮迹带;底层挖除要彻底,直至最下层无明显反射裂缝或网状裂缝为止;基层部分回填宜采用大粒式沥青混凝土,底层宜采用透层或封层;分层摊铺、封层碾压;避免雨季施工。
3 微表处
微表处是以聚合物改性乳化沥青为粘结料的密级配快凝型冷拌沥青罩面层,具有良好的防水、抗滑、耐磨和填充作用,可显著改善路面的使用性能,延长路面使用寿命。 它适于处理路面早期出现的抗滑能力不足、轻微的网裂、松散、麻面和车辙病害,避免病害的进一步发展,起到预防性养护和美化路面的作用。
微表处的施工程序为:施工准备(路面病害预处理、设备标定)封闭交通清扫路面放样摊铺机就位摊铺早期养护开放交通。
(二)新技术、新工艺的应用
1 现场热再生沥青路面现场热再生技术是一种具有国际水平的高等级技术,以
沥青路面面层为施工对象,适于基层承载力良好,因面层疲劳而龟裂、车辙、破损的路面。 热再生采用就地加热、翻松、搅拌、摊铺、压实等连续作业,一次成型新路面,经济、高效、快速、环保、节约,具有显著的经济效益和社会效益。当沥青路面表面层出现裂缝、泛油、磨损、车辙、坑槽等病害或路用性能下降时,使用先进的现场热再生机组,就地加热旧路面,耙松、收集旧料,增加适当的新拌沥青混合料、再生剂进行机内热搅拌,随即摊铺,熨平,辗压,即可快速开放交通,是一种连续式的现场热再生作业方式。
2 雾封层
雾封层是高速公路早期预防性养护非常有效的方法。它是在路面开始出现渗水、贫油、轻微疲劳龟裂及损失细骨料的现象时利用专用设备将具有良好渗透性的油剂型雾封层材料和其他添加材料洒布到沥青路面上。由于所用材料流动性比较大,可渗入到骨料缝中去,从而达到恢复路表沥青粘附力、填补微小裂缝和空隙、防止路表水下渗的作用,使用机具简单,施工速度快。
四、结语
总而言之,随着我国高速公路工程的不断增多,各种路面病害也必然会随之不断增多,为了有效地确保路面行车的安全性,必须对造成路面病害的原因进行认真分析,并针对具体情况采取合理的处治措施加以解决,这样不但能够确保路面行车的安全性,而且还能延长高速公路的使用年限,有利于经济效益和社会效益的提高。
参考文献
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【关键字】桥面铺装;常见病害;防治措施
桥面铺装即行车道铺装,也就是桥面保护层,它是车辆直接作用的部分。它直接承受车辆荷载作用,还要经受各种气候的考验,其作用一是防止车辆轮胎或履带直接磨耗梁板,二是保护主梁免受雨水腐蚀;三是分布车轮集中荷载。因此,客观上要求桥面铺装具有相当高的强度,特别是板面抗负弯拉强度,并能与桥面系共同受力。这需要有强度、厚度、铺装层与板梁紧密粘结来保证。
一、桥面铺装损害特点
(1)铺装层内部产生较大的剪应力,引起不确定破坏面的剪切变形,或者由于铺装层与桥面板层间结合面粘结力差,抗水平剪切能力较弱,在水平方向上产生相对位移发生剪切破坏,产生推移、拥包等病害;
(2)因温度变化并伴随桥面板或梁结构的大挠度而产生的裂隙,在车辆荷载及渗入的水的作用下产生面层松散和坑槽破坏。
设防水层的水泥混凝土桥桥面沥青混凝土铺装在行车荷载作用下的破坏形式一般为剪切破坏,常表现为拥包和推移现象。剪切破坏有两种情况:一是桥面钢筋混凝土模量远大于沥青混凝土和防水层的模量,加之沥青混凝土层厚度较薄,沥青层内产生较大的剪应力而引起的无确定破坏面的剪切变形:二是防水层与沥青混凝土面层和桥面层间粘结力不足而发生剪切破坏。剪切破坏是设防水层是沥青混凝土铺装损坏的主要原因,故在实际设计中应基于两种形式的剪切破坏分别加以计算分析。
二、桥面铺装常见病害的产生原因
1、厚度不足
由于现场预制和支架现浇、挂篮悬浇桥梁空心板及箱梁上部构造时,梁板的预拱度、支架的沉降及预应力反拱均无法准确地预测,如果再加上施工控制不到位,施工中要达到主梁顶面标高与设计值相符是相当困难的。尤其大跨径梁起拱高度加大后,就会相应减少桥面铺装层的厚度,又由于设计桥面铺装厚度普遍较小,一般为8cm,施工自下部构造的标高累计正误差和梁板施工正误差必然会使桥面铺装厚度减小。在梁板施工过程中,若各环节验收把关不严,会造成成型的梁板尺寸过高;支座的标高控制不严,高于设计高程;梁板的倾斜度过大,或者由于调整桥面纵横坡等因素均可能造成梁板顶面高程高出设计值,而使得桥面铺装层厚度局部过薄,削弱了桥面铺装层的刚度和承载力。
2、配比不严
桥面铺装的施工有采用小型拌和机现场拌制的,这样的施工变异性大,难以保证质量。一些施工单位为成型方便,加大混凝土的坍落度,当采用泵送混凝土时,为满足泵送混凝土坍落度较大的要求,将混凝土配比中水灰比加大,造成混凝土干缩性增大,强度降低,导致混凝土表面开裂。混凝土的原材料质量不均衡、砂率偏大、水灰比控制不好、砂石级配差、混凝土拌和物和易性差以及施工时振捣差或振捣过度等因素都会使混凝土出现离析、蜂窝、气孔过多、强度降低等质量缺陷,破坏铺装层的整体性、降低抗裂、抗冲击及耐磨的能力。
3、排水不畅
如果桥面排水系统设计考虑不周,特别是超高或者反坡段;桥面平整度差、横坡度达不到要求;桥面泄水孔设计数量少或者孔径小,设置位置不合适,泄水孔堵塞。
4、粘结不牢
在桥面铺装施工前,没有将梁顶面的松散砂石、泥污等清除干净,主梁表面未凿毛或凿毛的密度和深度不够。有的主梁顶面由于在组织施工中作为堆料场利用或临时通车造成污染,在施工中清理工作执行不力,只是采用高压水冲洗,没有用钢丝刷刷洗,无法保证彻底清理,加上凿毛效果差,浇筑时不先洒水润湿梁顶,浇筑后出现空鼓等,这些都大大降低了桥面铺装层与梁面之间的结合力,破坏了水泥混凝土层的整体性,通车后车轮的剧烈冲击和荷载的作用使桥面出现起皮、裂缝、剥落等现象。
5、钢筋定位不准
一般设计要求桥面铺装钢筋网的保护层厚度为3cm,即位于铺装层的中上部。但在实际施工过程中,采用的支垫措施不到位,或贴于梁顶面、或位于中下部,钢筋定位不准确;在浇筑混凝土过程中,常受施工人员人为踩踏、运输机具碾踏和混凝土的自重等因素影响,导致钢筋网变形,向下移位,削弱了钢筋网的抗裂能力,尤其是负弯矩区的桥面铺装层,更容易因此而出现桥面裂缝等病害。
三、桥面铺装常见病害的防治措施
在大中型水泥混凝土桥中,桥面铺装的沥青混凝土铺装层应满足与混凝土桥面的粘结,防止渗水、抗滑及有较高抵抗振动变形能力等功能性要求。然而在实际运营使用过程中,桥面沥青混凝土开裂脱落却往往成为桥面铺装的主要病害,主要由于:
1、设计上先天不足。沥青混凝土铺装层厚度宜为4~10cm,同时必须保证不能渗水,高等级公路上的沥青混凝土铺装层应厚一些,而有的沥青混凝土铺装层设计时厚度严重不足,或为保证路面设计标高而擅自降低沥青混凝土铺装层厚度,但沥青混凝土的配比却未做相应的调整,致使铺装层的抗振变形能力减弱,造成了面层开裂脱落。
2、沥青混凝土铺装层漏水,在沥青混凝土与水泥混凝土中间形成一层水膜,在车辆荷载的反复作用下,两层分离,产生龟裂,造成脱落。
3、粘层油未渗入到混凝土面层中,未起到粘结作用。
4、压实度不够。施工时未按规范要求进行碾压,沥青混凝土松散,强度不足,经重车反复振动碾压,长时间就会破碎脱落。因此,在进行沥青混凝土桥面铺装施工时,为保证工程质量,预防上述病害的发生,应从以下几个环节入手严格控制:
(1)在设计上应保证沥青混凝土铺装层的厚度满足使用要求,对于高速公路桥面,其沥青混凝土铺装层厚度应9cm,一般等级公路桥面沥青混凝土铺装层厚度应与相接公路面层一致并一起施工。
(2)沥青混凝土配比要采用连续密级配,确保沥青混凝土不渗水,同时在泄水孔的设计、施工时,保证泄水孔的顶面标高低于桥面水泥混凝土铺装标高,确保一旦渗水可将渗下的水排出,以防止渗下的水浸泡沥青混凝土。
(3)施工前应对水泥混凝土桥面进行清扫和冲洗,对尖锐突出物及凹坑应予打磨或修补,以保证桥面平整、粗糙、干燥、清洁。粘层油宜采用乳化沥青或改性沥青,洒布要均匀,确保充分渗入以起到粘结作用。