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瀝青路麵承建為您介紹瀝青路麵常見病害及處治方法

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瀝青路麵承建為您介紹瀝青路麵常見病害及處治方法

發布日期:2017-09-15 00:00 來源:http://www.cn-kdkj.com 點擊:

第一節  瀝青路麵承建瀝青路麵病害定義及分類分級

一、瀝青混凝土路麵破損定義

瀝青路麵承建瀝青路麵病害的類型主要有坑槽、鬆散、擁包、翻漿、沉陷、泛油、車轍、網裂、龜裂等,根據交通部《公路瀝青路麵養護技術規範》(JTJ 073.2—2001)中規定,各種瀝青路麵病害定義如下:

1坑槽:路麵破壞成坑窪狀,平均深度大於1cm,麵積在30cm2以上。

2鬆散:路麵結合料失去粘結力,集料鬆動,麵積在0.05m2以上。

3擁包:路麵局部隆起,平均高度在1.0 cm以上。

4翻漿:路麵、路基濕軟出現彈簧、破裂、冒漿現象。

5沉陷:路麵、路基有變形,路麵下凹,平均深度在1.5 cm以上。

6泛油:高溫季節路麵瀝青被擠出,表麵形成薄油層,行車出現輪跡。

7車轍:路麵上沿行車輪跡產生,深度在1.0 cm以上的縱向帶狀凹槽。

8龜裂:縫寬3 mm以上或縫距10cm以內,麵積在1 m2以上的塊狀不規則裂縫。

9網裂:縫寬1 mm以上或縫距40 cm以內,麵積在1 m2以上的網狀裂縫。

二、瀝青路麵破損分類分級

瀝青路麵承建瀝青路麵破損受到路麵類型、環境因素、地理位置、氣象條件、交通荷載、材料條件、排水條件、施工條件、管理水平等因素的影響,病害產生的破壞機理和發生原因也不盡相同,有時是一種因素作用的結果,有時是多種因素共同作用的結果。從總體上講路麵破損分為二大類:結構性破損和功能性破損。

三、高速公路瀝青路麵破損分析

(一)、結構性破損

結構性破損是由於路麵各層或某一層的承載能力降低引起的,對於半剛性路麵的結構破壞通常是由於整體性半剛性材料層底麵拉應力超過容許值產生的,其結構層底麵拉應力引起的疲勞破壞首先從底基層底麵開始,並逐漸向上延伸,接著半剛性基層產生疲勞破壞,反映在瀝青表麵層上往往是裂縫的產生,特別是橫向裂縫,最後導致整個路麵結構層結構性破壞。

1、局部裂縫:局部裂縫一般是路麵使用3-5年後發生的,其表現多是細線狀裂縫,引起局部裂縫的原因可歸納為基層或路基的壓實度不均勻、施工質量控製不嚴格及局部材料質量等問題。嚴重的局部性裂縫將導致結構性的破壞。

2、車轍:車轍是在道路橫斷麵上由於車輛輪胎反複行使久而久之產生的一種路麵沉陷現象。產生車轍的原因可歸納為重載交通的作用、渠化交通和路麵材料質量低下等。

3、橋頭跳車:橋頭跳車現象發生在橋和涵洞等構造物與路麵交接的部位,是由於路麵材料壓實不均勻而產生的與構造物間的高差所致。

4、剝落、鬆散和坑槽:由於瀝青混合物骨料和瀝青粘結性下降產生的骨料鬆散、脫落、嚴重的將形成坑洞。導致這一現象的原因是骨料質量差和混合物浸水分離。

5、刨光:刨光是路表麵材料光滑,輪胎走過時易於滑動的現象。瀝青路麵承建導致這一現象的原因是混合物的質量不佳及碾壓不足。

6、波浪、擁包和泛油:波浪是沿道路縱向形成的一種波長較短振幅較大的凹凸現象。擁包是表麵的局部隆起。泛油則是路麵上發生瀝青浸出的現象,由於瀝青浸出表麵層降低了路麵的抗滑性能,導致這一現象的原因是瀝青材料質量差和施工控製不良。

7、修補:修補不良也是一種破損。修補後的路麵由於與原路麵存在結構材料差異而銜接不良。修補後往往會導致路麵的不平整。

8、路麵透水

雨水或雪水沿著路麵孔隙、橫向裂縫、縱向裂縫逐漸滲入路麵內部,在車輛荷載及凍融作用下,再加上瀝青老化,瀝青與骨料間的裹附能力降低,造成路麵鬆散、翻漿坑槽等病害,影響道路的正常運行。

(二)、功能性破損

功能性破損是由於路麵提供給道路用戶的服務功能下降引起的,反映在路麵上則是平整度降低和車轍的加深,影響高速行車的安全性和舒適性。

1、橫向裂縫:橫向裂縫常在溫度變化大的地區發生,由於路麵溫度收縮產生縱向近似等間距的橫向裂縫。橫向裂縫一般貫通整個寬度,縱向間距受到路麵結構物材料、地區溫差不同的影響約為5m—50m不等。

2、縱向裂縫:沿路麵行車方向產生的長裂縫,縱向裂縫常以單條裂縫出現,溫度和路基出現不均勻沉陷是產生縱向裂縫的重要原因。

3、龜裂:路麵由於壓實不足,路基下沉等原因產生的小網格式的網狀裂縫。由於其形狀像烏龜背殼,故稱為龜裂。

4、塊裂:路麵上產生的不規則的大網格式網狀裂縫。

第二節  高速公路瀝青路麵病害及病害原因分析

一、裂縫病害及裂縫產生原因分析

瀝青路麵出現裂縫的原因和裂縫出現的形式多種多樣。影響裏路麵產生裂縫的主要因素有:瀝青質量、瀝青混合料性質、基層材料性質、氣候條件、交通量變化、通行車輛類型變化以及施工質量的影響等。

瀝青路麵出現裂縫的主要形式為:縱向裂縫、橫向裂縫以及網裂、龜裂等不規則裂縫。

1、橫向裂縫

橫向裂縫是瀝青路麵病害的常見病害之一。導致路麵裂縫的原因多種多樣,主要有溫度變化、地基變形、半剛性基層材料自身原因造成的溫度反射裂縫、行車荷載、疲勞裂縫等因素。從橫向裂縫的表現形式主要分為以下幾種。

(1)低溫橫向裂縫。就瀝青混凝土自身材料性質而言,瀝青混凝土是一種熱脹冷縮型材料,其溫度收縮係數為25×10–6~40×10–6,在較高溫度下具有良好的應力吸收功能。但在冬季,一次較大的溫度變化產生的拉應力可能達到300×10–6~500×10–6之間,此種收縮變化已遠遠超出瀝青混凝土的極限拉應力,從而,在瀝青麵層薄弱處就會產生裂縫,薄弱處越多,產生的橫向低溫裂縫就越多。

(2)溫度疲勞裂縫。由於環境氣溫反複升降,特別是我國北方地區,冬夏溫差變化較大,在唐山、秦皇島地區,在瀝青麵層中產生溫度應力,溫度應力的反複作用使瀝青麵層產生溫度疲勞裂縫。

(3)反射裂縫。高速公路路麵基層如果采用半剛性基層材料,半剛性基層成型後明顯或隱約存在裂縫,基層裂縫間距一般在15~30m。在行車荷載的作用下,特別是超重車輛車輛較多的情況下,半剛性基層底部產生過大的拉應力,導致基層開裂。隨著荷載的反複作用,裂縫會逐漸擴展到瀝青麵層。反射裂縫一般會貫穿路麵半幅全寬範圍,在高速公路上此種橫向裂縫有規律大致等距離分布,隻是產生的距離有遠有近,一般間距為150~200。


(4)橋頭路基不均勻沉陷出現的裂縫。由於橋頭路基填土壓實度不夠以及對原地基未做適當處理,使鄰接構造物的路麵明顯出現不均勻下沉,沉降引起的沿橋涵台背方向的橫向裂縫。裂縫出現的早晚主要取決於地基的施工質量、填土高度、壓實度及交通量等因素。

(5)其它原因造成的裂縫主要有路麵施工工作接縫開裂,橋麵鋪裝水泥混凝土縱縫質量不好而引起的開裂等。

2、縱向裂縫

瀝青路麵產生縱向裂縫主要有路基填築質量、通車後地基的整體穩定性、路基填料本身原因等原因。

(1)路基填料采用開山出來的炮渣材料,填料顆粒粒徑較大,壓實度不易控製,雖然采取開台階等一係列施工措施,仍沒有能夠保證足夠的施工質量。此為典型的路基損壞造成的瀝青路麵開裂現象。

(2)高填方路基段落,路基施工質量控製不嚴而造成路基失穩,從而引起路基的不均勻沉降,同樣為路基損壞造成的瀝青路麵開裂。

(3)由於路基填方材料的不均勻性,影響了路基的整體性能。雨季兩側邊溝積水的情況下,對外側路基浸泡使粘土地基和路基含水量相對長時間處於飽和狀態,造成地基承載力下降,路基整體強度降低,在重車荷載的反複作用下,產生路麵縱向開裂。此類裂縫的位置通常處於外側行車帶附近,在雨季後開始出現輕微裂縫,隨著冬季溫度的下降,在溫度應力作用下裂縫繼續發展,經過幾年的行車碾壓和溫度變化,裂縫逐漸加寬並且貫通。

(4)當瀝青路麵出現輕微裂縫或其它原因引起瀝青表麵的自由水進入路麵基層,特別是半剛性基層材料,水份不能夠及時派出,經過長時間的重車行車碾壓,再加上半剛性基層施工時施工接縫處理不當,在基層的施工工作接縫薄弱環節上就容易產生縱向裂縫,從而反射到瀝青路麵的表麵層上,出現連續有規則的縱向裂縫。此類裂縫的發生需要較長時間的發展,一般在通車後幾年後才能反映出來。

3、不規則裂縫

瀝青路麵承建高速公路瀝青路麵表麵或早或遲都會出現局部小塊的形變,形成網裂、龜裂、塊裂等不規則裂縫,並且通常伴有盆狀或槽狀沉陷。產生不規則裂縫的主要原因有:

(1)半剛性材料層之間或半剛性層下下部有一定厚度的素土夾層。素土夾層遇水潮濕後,使路麵承載能力下降,載重車輛通過時容易產生“彈簧”現象,經過不斷的拉伸變化,從而引起瀝青麵層混凝土產生疲勞破壞,在薄弱表麵容易產生不規則裂縫。

(2)半剛性基層厚度不足,而其下底基層又不是半剛性材料的路麵結構,特別是在路基壓實度不夠或承載能力降低的情況下,也會產生不規則裂縫。

(3)在瀝青麵層混凝土施工中,瀝青混合料在間歇式拌合即拌的時間過長,拌合溫度過高或貯存時間過長,都會使瀝青混合料中的瀝青氧化變硬,造成瀝青對拉應變特別敏感,一但在行車荷載的作用下拉應變超過了瀝青混凝土的抗拉能力,就會產生不規則裂縫。

(4)基層施工質量不好,基層在施工時混合料拌和不夠均勻,混合料級配、含水量、厚度和壓實度不均勻,表麵不平整,集料離析等因素造成基層整體不均勻性較大,在行車道上經過重車荷載的不斷碾壓,在基層的薄弱處逐漸反映到瀝青麵層上來,出現帶有伴有盆狀或槽狀沉陷的不規則裂縫。

二、水損壞病害及水損壞產生原因分析

(一)、水損壞主要表現形式

瀝青路麵承建水損壞的範疇較寬,一般認為隻要是路麵結構層透入水後使路麵產生的早期破壞現象,都可稱為水損壞。從表現形式上水損壞有:自上而下的水損壞,通過動水壓力作用,水使瀝青膜從集料表麵脫落,失去附著力的過程,表現為鬆散、脫落、掉粒、坑槽。自下而上的水損壞,水分通過各種途徑進入路麵結構層內部,對瀝青層內部或半剛性基層造成衝刷,瀝青混合料在水的作用下油石剝離,瀝青路麵結構層強度降低,半剛性基層受水侵蝕後水穩定性減少,半剛性基層承載能力降低。表現為唧漿、裂縫、網裂和坑洞等。

1、鬆散:鬆散是瀝青與集料粘附性差導致的混合料水穩定性不足,集料由於喪失相互間的粘結而逐漸酥軟直至鬆垮並逐漸流失,表現為麻麵或大小不一的坑洞。鬆散的發生往往是在某個水穩定性不足的瀝青結構層整體性發生,尤其是表麵層,長期暴露於自然環境中,並經受車輛荷載的反複作用,極易引發瀝青剝落而鬆散。

2、網裂:一般認為路麵輪跡帶產生的網裂是路麵結構承載能力不足的標誌,說明路麵產生了荷載型的結構破壞。由於水損壞造成的網裂一般是由於水分在路麵結構中從下向上作用,造成了瀝青麵層內部混合料的剝落、鬆散,或基層混合料的衝刷、脫空,在行車荷載的作用下導致瀝青麵層混合料產生龜裂,進一步發展的結果就是坑洞和沉陷。

3、唧漿:外界水不斷滲入並積存於基層頂麵,基層結合料在水的浸泡下形成泥漿或灰漿,行車荷載的反複擠壓和泵吸作用下,從裂隙中冒出來,這種現象稱為唧漿。產生唧漿必須要有水進入和灰漿擠出的通道,唧漿現象中,水侵入路麵結構內部的途徑大多是路麵上已經出現的裂縫,同時,強大的有壓水通過瀝青層的空隙也能穿透結構完整的瀝青麵層,鬆散嚴重而未產生裂縫的路麵也有灰漿出現。

4、坑槽:坑槽根據麵積大小可以分為點狀坑槽和塊狀坑槽,是瀝青麵層鬆散深度和麵積不斷加大,水損壞發展到後期產生的現象,是唧漿進一步發展的結果。

5、沉陷:水損壞引起的沉陷一般與唧漿現象同步發生。隨唧漿的發展,基層結合料不斷地被溶蝕並擠壓到路表,造成基層頂麵的不斷脫空,瀝青麵層也就隨著這種基層材料的流失不斷下陷;沉陷變形過大導致瀝青麵層開裂,水侵入路麵的途徑更加通暢,使唧漿現象更加惡化,形成惡性循環。在沉陷位置鑽芯取樣時,有些芯樣麵層已經碎裂,有些表麵層比較完整,但中下麵層已經全部鬆散和剝落了。

6、伴隨裂縫的水損壞現象:裂縫類病害加劇了路麵的破壞。裂縫打通了水分進入路麵結構的通道,在動水壓力下一部分水分沿著路麵的薄弱麵進入路麵體係中,反複的動水壓力下導致路麵唧泥從而產生內部更大的損壞。在調查中發現,由於溫度造成的橫向裂縫是不可避免的,該類裂縫如未得到及時的處理,往往在行車道輪跡帶部位出現沉陷、網裂、唧漿現象。

(二)、水損害產生原因分析

無論是何種級配的路麵結構層,降水進入瀝青麵層後,根據水滯留的位置不同,在大量高速行駛的車輛,特別是重型貨車作用下,可以產生不同的水破壞現象。

1、表麵層產生坑洞

表麵層為半開級配瀝青混凝土的空隙率較大或者由於密實性瀝青混凝土的壓實度不夠和不均勻性較大,瀝青路麵承建以及局部小麵積的實際空隙率較大,在雨雪過程中,水滲入表麵層,在中麵層為Ⅰ型密實性且空隙率較小的情況下,雨水滲入的速度減慢,從而造成水分滯留於表麵層於中麵層之間和表麵層的瀝青混凝土孔隙中,在大量行車荷載的作用下,每次產生的動水壓力使瀝青從碎石表麵逐漸剝落下來,並且剝落是從表麵層的底麵開始逐漸向上擴展,一但下部較大的碎石上的瀝青被剝落下來,下部瀝青混凝土就失去強度,在重型車輛車輪碾壓時形成的真空吸力帶走,從而形成坑洞,由於瀝青混凝土施工時的不均勻性,坑洞總是在瀝青混凝土空隙率較大的部位產生,因此,坑洞的分布都是一個一個孤立存在的。即使是采用SBS改性瀝青的SMA路段也難免存在瀝青混凝土的不均勻性,由於上述原因產生坑洞,隻是相對AC型瀝青混凝土或SAC型瀝青路麵,坑洞要少得多。所以,隻要有自由水侵入並滯留在瀝青混凝土的孔隙中,無論是傳統的瀝青混凝土,還是改性瀝青或填加抗剝落劑的瀝青混凝土,在大量行車作用下,都會產生瀝青剝落現象和坑洞,此類型坑洞由於隻發生在表麵層,往往發生麵積較小。

2、表麵層和中麵層同時產生坑洞以及局部表麵產生網裂和形變。

當表麵層和中麵層都是空隙率較大的半開級配瀝青混凝土,而底麵層為空隙率較小的密實瀝青混凝土時,或者由於降水時間較長,即使是密實性瀝青混凝土麵層,由於瀝青混凝土的不均勻性或者局部小麵積的瀝青混凝土的實際空隙率較大,自由水也能逐漸滲入到表麵層和中麵層,滯留於中麵層和底麵層之間或存在於表麵層和中麵層的空隙當中,在車輛真空吸力的作用下,使表麵層和中麵層中部分碎石上的瀝青剝落,從而產生兩層的坑洞或者表麵層產生網裂、沉陷和向外拖移。一但產生坑洞,水會繼續向坑洞滲入,如不及時修補,將會形成更為嚴重的病害,並加快病害發展的趨勢。

3、路麵出現唧漿、網裂、坑洞

水透過瀝青麵層,滯留在麵層與上基層之間或存在於整個瀝青麵層中,在大量高速行車作用下,自由水產生很大的動水壓力並衝刷基層混合料表麵,從而造成細料流失,在水的存在下,形成白色灰漿。灰漿又被車輛反複抽吸、壓擠,從而通過瀝青路麵出現的各種形狀不一、寬窄不同的裂縫處,或其它細小薄弱處到達路的表麵。一但灰漿被唧出,該處就可能會產生坑洞、網裂、形變和沉陷,在反複降水過程中,水份就更容易滲入路麵,並產生惡性循環,最終導致路麵發生水損壞。相對而言,瀝青路麵承建唧漿是京秦高速公路發生的最為普遍,數量也最多的一種病害,也是較難進行防治的一種病害。

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