二级公路路面病害浅析

摘要:在我国公路工程中,二级公路路面常见病害经常导致路段维修周期缩短,养护费用增加,严重制约着我国公路的正常使用。文章首先对二级公路路面病害及其原因进行了分析,提出了二级公路病害处理措施,还指出二级公路的病害防治必须在设计环节加强,并在施工环节进行针对性处理,只有在早期发现和预防病害,才能保证公路质量。

关键词:二级公路;路面病害;沥青路面;水损害;公路设计

中图分类号:TU392文献标识码:A文章编号:1009-2374(2010)01-0158-02

目前,二级公路作为全国广为普及的公路,以其抗疲劳性能强的特点得到广泛使用。然而,由于设计、施工、养护等诸多环节的不妥善,以及随着经济的发展,交通量的猛增,特别是大型车辆轴载成倍增长,导致沥青混凝土路面出现了不同程度的损坏,严重影响了二级公路的交通安全和高速运营。因此,对沥青路面常见病害成因进行分析,提出预防和处理病害的技术措施具有重要的实际意义。

一、二级公路路面病害分析

(一)沥青路面水损害破坏

所谓沥青路面水损害,系指沥青路面在满足水侵蚀的条件下,在正常交通荷载以及自然日常温差变化双重作用,引起两阶段的现象:(1)水由沥青路面表面侵蚀到沥青与集料的混合临界面;(2)荷载等原因使得水产生高压强,压力水使得沥青膜从集料表面脱落。两方面过程的影响导致沥青路面发生破坏,久而久之,路面行驶困难。

综合沥青路面的水损害的原因,分为直接原因和间接原因。当水进入沥青路面时,随着时间的推移,必定会在集料内发生作用,从而破坏沥青与石料间的粘附力。加上长期的荷载作用,部分压力水和部分真空吸附作用产生了绝对真空,加速了剥离的进程,以致路面损害加速,此乃直接原因。水损害的间接原因具体表现为:(1)酸性石料的普遍使用,导致沥青与石料间的粘附力低;(2)重载、大交通量、超载车的作用。

(二)重载、大交通量、超载车的作用

当前我国经济建设的进程加快,随着人货交流数量的猛增,使得等级公路上交通量普遍增大,随着交通部门不断提高效率,降低运输成本及能源消耗,大吨位重型汽车普遍行驶在等级公路路面,也就是说当前二级公路交通普遍具有重载、大交通量、超载车现象。当路基路面各结构层都无严重的施工质量问题和设计错误问题时,同等状况下,处于“重载、大交通量、超载车”状态的路段,多会产生行车道轮迹带车辙、裂缝。首先来讲,车辙产生是由于重型车辆的反复作用下,沥青路面各结构层产生永久变形,不断积累而形成。长时间交通流量大,公路重载,车辙便会达到一定深度,容易使得辙槽内积水。一般来讲,轮迹带车辙、裂缝类损害影响不到路面承载能力,然而,一旦辙槽积水,水沿裂缝进入路表面以下的结构层内部,这样直接影响着路面的结构性能。

在水进入裂缝初期,水分以水膜或水气的形式存在,会降低沥青与集料的粘附性;在重载、大交通量、超载车的长时间作用下,具备极大能量的动水压力使沥青从集料表面脱落下来,造成混合料局部松散,对路面强度产生致命影响。在水透过面层时期,大量压力水滞留在半刚性基层顶面,并强力冲刷基层混合料的细料,因而导致路面产生坑槽,使水极易易进入路面结构,这就形成了“水进入裂缝初期”和“水透过面层时期”压力水对路面破环作用的永久循环,在实际工程中(张涿高速公路卧佛寺连接线工程怀来段)应充分考虑此类问题。

(三)泛油

沥青混合料中的沥青在天气炎热时向上迁移到路面表面,而在冷天时又不存在逆过程,因而沥青积聚在路表面,形成一层有光泽的沥青膜的现象为泛油。当混合料组成设计出现问题、混合料拌和控制不严、粘层油用量不当、施工质量差、水破坏都会造成泛油现象。更有雨水作用造成下层沥青与石料脱离,在压力水动力作用下沥青膜剥落,上泛会造成局部表层泛油的现象。

(四)网裂

沥青路面常见的裂缝问题有横向裂缝、纵向裂缝以及网裂,其中以网裂最为棘手。所谓网裂是指相互交错的疲劳裂缝,形成一系列多边形小块组成的网状开裂,它的初始形态是沿轮迹带出现单条或多条平行的纵缝,在纵缝间出现横向和斜向连接缝,形成缝网。

二、二级公路病害处理技术

(一)工程概况

张涿高速公路卧佛寺连接线工程怀来段起自康蔚公路京冀界经东花园、小南辛堡、跨官厅水库,经官厅镇南与S241(宝平线)公路交叉,向西经李官营镇、经果园村南进入涿鹿县境内,终点接张涿高速公路卧佛寺连接线涿鹿段路线起点。本路段长44.860 km。公路等级为二级,设计时速为60。张家口市位于河北省西北部,与北京市、内蒙古自治区和山西省接壤。途经涿鹿县,涿鹿县山势由南向西北延伸呈弧形、是个南、西、北三面环山的丘陵盆地地貌,境内有高、中、低山和丘陵、盆地、河滩、阶地等多种类型。根据其地形地势,其发生以上常见病害是完全有可能的。因此,在设计以及施工过程中,必须针对相应病害,提出预处理和处理措施,做到未雨绸缪。

(二)沥青路面水损害破坏处理技术

使用良好的集料并对路表进行封层,这样阻止了水分进入路面结构,通常采用封闭孔隙来降低孔隙率,密级配混合料和路表封层的方法搭配也可有效阻止水损害。当前表面封层技术多采用行“薄层封面”,所谓“薄层封面”,一般只在没有矿质集料填充路表时,喷洒轻质液体沥青来实现。当然,倘若发生水损害的原因是来集料以下位置,“薄层封面”的方法是行不通的,表面封层的目的是杜绝水以及水蒸气从公路路面层结构部蒸发,防止剥落现象。所以,可以这么说,表面封层作为暂时的防护性措施,当发生水损害的原因是来集料以下位置,采用此方法没任何效果。下部水分从下基层进入混合料依然能造成路面破坏。在本工程中改性沥青的使用对防止路面水损害有着十分重要的意义,特别是对于重载、大交通量、超载车的二级公路而言。采用集料一改传统的SiO含量高(酸性)、吸水性大、耐磨耗性能差的集料,采用优质玄武岩(碱性岩),以增加沥青路面抗水损害性能,上面层选用抗滑层时,它属于Ⅱ型半密实式沥青混凝土,这类结构渗水,因此要设法加以改造,可以适当调整材料级配,使其压实后剩余空隙率控制在3%～5%,形成I型密实式沥青混凝土结构。

(三)缩缝以及坑槽病害处理

针对沥青混凝土路面缩缝存在的问题,可采用“预压硬质塑料板槽”的缩缝施工方法。这种方法在常规设缝方法的基础上取长补短,将过去的“切”改为现在的“震捣预压”,将过去4～5mm的切口改为现在的一道不到1mm的细缝,这样不但减小了缩缝的宽度,而且也不需要确定切缝的时间。 若出现坑槽路面,可以采取两种方法补救,即:(1)热补法:系指首先确定热辐射加热板范围,将其调到合适方位,加热3到5分钟,即先软化被修补区域路面,接着把热料置入被修补处,摊平,碾压即可;(2)冷补法:系指首先测定槽深,划出切槽修补的位置,然后采取液压风镐切槽,用高压风枪净槽。最后用喷灯烘干,在其表面均匀喷洒一薄层粘层油,将热料填补至坑槽中即可,对于厚度大于6cm的缩缝,采用分层填筑、碾压。

(四)泛油技术处理

毫无疑问,泛油是二级公路的常见病害,当路表轻微泛油时, 其石子仍外露的路面可暂时不作处理。但是当由于局部施工质量而引起水损坏且出现坑槽破坏的,宜按坑槽修补方法处理。当遇到大段泛油,严重降低磨擦系数,从而影响行车安全的路段必须采用碎石压入法处治或铣刨原路面重新摊铺面层。

(五)网裂处理

具体来讲,加强货车的载重管理是预防路面网裂的最好措施,如果路面出现网裂,必须及时修补处理。(1)夹有软弱层或不稳定结构层时,修补时应将其铲除;(2)结构层积水引起的网裂,首先必须铲除面层, 然后需加设将路面排水设施后再铺筑全新的混合料;(3)沥青面层厚度不足所引起的网裂,宜采用铣削网裂的面层后加铺新料来处理。

三、结语

二级公路在我国交通领域的作用巨大,然而各种病害最多的往往发生在二级公路,尤其是裂缝等病害对我国公路的损害是巨大的。在我们实际工程中,二级公路的病害防治必须在设计环节加强,在施工环节做针对性处理,相信只有在早期发现和预防病害,才能使公路质量更上一层楼。

参考文献

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[2]常珍鹏.沥青路面病害的成因及处治方法[J].交通世界,2009,(1).

[3]蒋传才.二级公路沥青路面的病害分析与防范[J].黑龙江交通科技,2009,(1).

作者简介:王秀河(1973-),男,河北保定人,张家口市三洋路桥工程有限公司工程师,研究方向:公路施工。