高级公路半刚性基层沥青路面的养护

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摘 要：通过高等级公路半刚性基层沥青路面的典型病害特征的分析,提出了路面养护维修的主要对策.

关 键 词：半刚性基层；沥青路面；维修；对策

中图分类号：U416.217文献标识码：A

1半刚性基层沥青路面的病害

半刚性基层沥青路面的典型病害可划分非结构性损坏和结构性损坏.非结构性损坏是指半刚性基层的板体性未受到破坏.而结构性损坏是指路面损坏位置下的半刚性基层受到损坏,从而使板体强度减弱或完全丧失.

1.1非结构性损坏,主要有桥头跳车、间距规则的横向裂缝、路表局部网裂、正常车辙和桥面铺装层剥落等.桥头跳车有两种情况：一是台背填土压实不足,导致填土在台背后数十米范围内下沉.其特征为：沉降在行车方向是渐变的,延续距离相对较长,路面的整体强度未受破坏,路表面也少有损坏,但行车时具有明显的“波浪”感；二是由于桥梁与台背填土刚度的差异而产生的不均匀沉降,从而出现的跳台.其特征为：延续距离短,只有几米,路面少有损坏发生,行车时具有明显的“瞬间跳车冲击”感.间距规则的横向裂缝为半刚性基层的结构性收缩而导致的反射裂缝,它横向贯穿高速公路半幅路面,深度方向贯通全部结构层,并且缝宽随季节变化.一般认为这种裂缝不可避免,对路面的整体性没有损害.纵向裂缝的数量较少,大多发生在高路堤地段路基外侧.成因为路堤与外侧压实不均或地基受外部水源的长期侵蚀,导致路基或地基的不均匀沉降.一般情况下裂缝较宽.路表局部网裂多发生在行车道轮迹下,成因为路面局部施工缺陷.如：材料不均匀、基层成型不好等.它起始于轮迹处.正常车辙是指施工质量正常的情况下所出现的车辙.桥面沥青铺装层剥落坑槽一般发生在车辆荷载影响范围内,是由于桥面板混凝土标高超限,路面厚度不足,从而难以抵抗接触面问的巨大剪切应力所致.

1.2结构性损坏,主要有路面局部凹陷龟裂和结构性辙槽.路面局部凹陷龟裂是路面局部网裂的延续.因局部网裂没有得到及时的维修封堵,雨水渗入到基层,而高速行驶车辆轮胎的强大“泵吸”作用使半刚性基层的胶结材料被吸出.长时间下去,由于基层材料散失,路面出现局部下陷和网裂,进而由局部网裂发展成为明显的凹陷龟裂,对行车的平顺性和安全性有很大影响.其特征为：起始于轮迹处,路面结构在该处完全破坏,在破坏过程中雨天有灰浆外泄痕迹.结构性辙槽是由于路面承载能力不足,在车辆荷载和环境因素的综合作用下而在轮迹处产生的路面变形.辙槽产生初期伴有微细裂缝,随着损坏程度的发展在轮迹处产生路面下凹和龟裂,其发展规律类似于路面局部凹陷龟裂.

2半刚性基层沥青路面的养护对策

过对上述病害的分析,制定路面维修方案时要从下面四个方面考虑：第一,病害的类型和平面位置.第二,病害的严重程度.是结构性损坏还是非结构性损坏.第三,可供使用的维修经费有多少,技术上如何处理才是最经济的.第四,是一次性完全修复还是采取分期维修.

3非结构性损坏的维修

维修的基本目的有两个,一是恢复行车平顺,二是封闭裂缝,以避免引发结构性损坏.

3.1恢复行车平顺主要是对桥头跳车和车辙的处理.桥头跳车是横向的,车辙是纵向的.对桥头跳车应以整幅路作为维修宽度,维修长度应满足三个要求：①从桥梁伸缩装置起,伸入正常路段一定长度；②保证摊铺机械能正常施工；③拉坡平顺.铣刨厚度以沥青面层的一个结构层为单位,,一般只铣刨表层.

对车辙的维修满足以下条件：①包括车辙的整个影响范围；②与摊铺机的摊铺宽度及碾压机的轮宽相适应；③纵向接缝距行车道轮迹外边缘30cm以上.维修长度以车辙出现的长度作为基本长度,并伸入相邻路段一定距离,或以结构物为界.在与相邻路段的连续上要注意轮迹平顺过渡,选择合适的碾压机械和碾压方式,必要时辅以人工修整,避免在连接处形成新的行车冲击点.

3.2封闭裂缝.对于单条横缝和纵缝建议采用常规的灌缝措施.如果缝隙太宽灌缝难以实施,可沿裂缝两侧切割出10～15cm宽的条形槽,深度为沥青面层全厚.随后,清洁槽壁,人工填实至表层底部.最后,涂刷粘层油,用细粒式沥青混合料填筑碾压作为路面表层.这种处理方法属柔性连接,由于胶结材料充足,可以适应缝宽的季节性变化,宜在春融或秋冬交替季节实施.

局部网裂发生于行车轮迹位置,对路面整体结构的危害最大.其维修原则是：①及时处置,以免损坏范围和程度扩大；②维修范围不宜定得太小,在横向至少以一个单向车道为单位,在纵向以一辆重车长度的1．5倍为单位.同时,保证路面维修的横、纵向平整,减小颠簸；③在平面上全部清除局部网裂的影响范围；④与摊铺机和碾压设备相适应；⑤维修深度以沥青面层的结构厚度为单位；⑥纵向接缝位置与车辙处理方案相同.

4结构性损坏的维修

4.1局部凹陷龟裂.对局部凹陷龟裂分以下砖种情况进行维修.基层局部存在缺陷.两种备选方案：一是将损坏的基层挖出,用半刚性材料回填修补,二是将损坏的基层局部挖出,用沥青混合梅回填修补.整个路段基层均存在缺陷.有三种壬选方案：一、如果整个路段达到大修期限,则对存在缺陷的半刚性基层进行翻新重铺,同时对局,陷龟裂一并处置,二、虽然存在缺陷,但累计轴淡远未达到使用期限,则按基层局部存在缺陷方法进行处置；三、如对有缺陷的路段实施整体补强措施,施工前将局部凹陷龟裂仍按基层局部存在缺陷的方案先行处置.

4.2结构性辙槽.拟定两种维修方案：①一次性整幅重铺基层,彻底肖除缺陷,使整个路段的路面完全恢复其正常的使用性能；②两侧车道与行车道分期维修,先维修行车道.根据两侧车道的承载能力,结合已有的交通资料分析确定其剩余使用寿命,以此作为行车道辙槽损坏维修方案的设计使用寿命.待两侧车道与行车同时达到使用寿命末期时再一并整幅处置.

5半刚性基层的维修

在对局部凹陷龟裂进行维修时,必须对半刚性基层进行处置.传统的做法是采用同类的半刚性材料来维修半刚性基层,但在具体操作时应注意以下要点.

5.1保证基层开挖的面积或维修的面积足够大,以使维修后的半刚性基层能够真正形成板体.一般情况下,在横向不应允许局部或一个单向车道的开挖,而建议横向整幅开挖,纵向开挖的长度建议不小于重车长的1.5倍,至少大于6m；深度方向应将原基层整层挖除.只有这样才能使维修后的半刚性基层整体受力.如果开挖面积太小,新的半刚性基层难以形成足够大的板体,而是独立受力的“块”体,易破坏.

5.2基层修补完成后可立即铺筑沥青面层,但维修完成后不能立即开放交通,必须等半刚性基层强度达到了一定的程度后方可开放.其原因是:①维修是在短时间内完成的,半刚性材料的初期强度仍未形成,如果此时承受连续的车辆荷载将会破坏已经初步形成的半刚性材料凝胶结构,从而导致板体结构难以形成,②车辆荷载对维修位置所施加的冲击力要大.

5.3另一方面,由于沥青混合料模量与半刚性材料相近,而养护单位常备的路面维修材料和设备主要是针对沥青面层的,因此,用沥青混合料修补局部损坏的半刚性基层在受力和成本方面更具优势.它不需要扩大基层的开挖,使得维修工程量和施工对交通的影响都较小,也是半刚性基层沥青路面快速修补的好方法.

6采用密实防水的沥青面层维修材料

对于局部损坏的维修,养护单位不可能按原有路面的结构和材料逐层恢复.中粒式型沥青混合料可作为沥青面层维修的典型材料,因为它既密实防水,又可保证维修路段沥青表层的抗滑要求,其经济性也相对较好.