高速公路路面病害成因及养护措施分析

发表时间:2021/6/29   来源:《基层建设》2021年第9期   作者:余鹏飞
[导读] 摘要:如今社会经济持续增快,城市和城市之间的沟通也变得更加密切,如此也促进了交通行业的发展和进步,只有做好多方面的工作,才能保障高速公路的正常使用。
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        摘要:如今社会经济持续增快,城市和城市之间的沟通也变得更加密切,如此也促进了交通行业的发展和进步,只有做好多方面的工作,才能保障高速公路的正常使用。基于此,本文对高速公路路面病害的成因以及高速公路路面养护措施进行了分析。
        关键词:高速公路;沥青路面;路面病害;养护措施
        1高速公路路面病害的成因分析
        1.1坑槽形成原因
        (1)油污渗透。车辆燃油以及修理用油等随意泼洒,使其渗透到路面内部,导致路面内部材料出现松散等不良情况,在车辆荷载的不断碾压之下,有可能造成大小不一的坑槽病害。(2)水渗透。水渗透是造成公路路面坑槽病害的最主要原因之一。雨水通过路面上的破损或孔隙渗透到内部结构当中,停留在基层的表面位置之上,由于受到车辆荷载的反复震压,对路面下方的半刚性材料形成较大的冲击力,进而出现灰浆,使路面基层和面层发生脱离,同时,产生的灰浆在压力作用下,还会渗透到公路表面。在灰浆的形成位置,沥青面层由于损失集料,会出现网裂,使得该位置的材料无法集中,进而生成坑洞,随着进一步的碾压,坑洞扩大成为坑槽。
        1.2 沥青路面车辙
        沥青路面经过一段时间的使用后,在内部和外部原因的综合作用下产生永久变形,其中在轮迹位置处会产生大量的车辙。产生车辙的内部因素主要包括沥青混合料自身的问题,包括配合比不合理、原材料不合格、沥青含量过高等。外部因素主要是车辆荷载和自然气候因素,车辆荷载的长期作用,尤其是超载会对路面结构不断压密,使路面结构中的沥青和矿粉发生移动,造成车辙两侧的路面升高,车辙处降低,导致路面结构破坏;在气候方面,由于外界温度升高,造成沥青路面结构中的沥青软化,路面结构降低,在车辆荷载作用下产生移动,进而产生车辙。另外,沥青路面原材料质量不合格、施工中压实不到位、车流量过大、质量检测不严格等都是造成沥青路面车辙的原因。
        1.3 温度裂缝
        气候欠佳的条件下极易引发路面裂缝病害。路面沥青面层自身的荷载会因为气候的变化随之发生变化。高速公路大多在露天的环境下,昼夜温差比较大,在这样的条件下,高速公路基层和面层自身所处的温度不同以及由此产生的应力作用方向也不同。沥青路面处于低温状态时强度表现较好,但在刚性增加的情况下其抗变形能力大幅下降。温度的降低将导致沥青面层受到基层的约束,难以实现有效的收缩,相较于路面所具备的抗拉强度上限值而言,实际收缩拉应力超过该值时将会出现裂缝。此类开裂主要以横向间隔性裂缝居多,在道路运营环境较差时才会产生纵向裂缝。从分布形式来看,裂缝最初见于表层,后续逐步向下延伸。
        2 高速公路路面养护措施
        2.1 合理选择沥青混合料
        采用苯乙烯-丁二烯-苯乙烯、聚苯乙烯丁二烯共聚、聚乙烯树脂等聚合物对沥青进行改性,可以改善沥青混凝土的性能,减小高温下的永久变形,提高低温条件下的抗疲劳能力,还可以提高外加剂与无机材料的黏结强度。例如,将聚合物沥青中时,沥青混合物的粘度增加,温度敏感性降低,从而减小永久变形;弹性聚合物的加入可以增加混合物的弹性模量,降低变形程度,提高沥青混凝土的柔韧性。
        2.2严格监管施工过程
        严格监管施工过程主要是:沥青高速公路路面施工过程每一个环节都非常重要,良好的施工作业是保证沥青高速公路路面质量的重要基础,有助于车辙病害的预防和降低。因此,相关工作人员应重视施工过程的监督管理,从以下几方面入手提升工程质量:(1)拌和。

拌和过程中,需要保证材料配合比的合理性与搅拌的均匀性,并按照要求确定拌和时间和出厂温度,如果沥青与集料之间出现黏附性未达标等质量问题时,可以采取加入消石灰的方法提高黏附性,也可以添加抗剥离剂,并将出厂温度控制在约140℃。(2)运输。沥青混合料运输过程中应做好路线的规划与温度控制,根据施工进度控制运输材料的车辆数,尽量降低启停次数,为沥青混合料的摊铺提供支持。(3)摊铺。摊铺施工前,应对摊铺机进行预热,摊铺施工速度和供料应合理,通常情况下混合料料位应保持一定高度,一般设置为螺旋输送机的2/3高度为宜。按照要求采用“高频,低幅”的方法从两侧到中间进行碾压,为了避免沥青层移动,在碾压折回时应关闭振动。
        2.3 常规性养护技术的应用
        (1)局部填充法。该措施可用于处理路面上的各种裂缝病害,做法是用乳化沥青或是热油直接灌人路面裂缝当中,将缝隙填满。如果路面上的裂缝宽度较大,可以先向裂缝中填充适量的沥青混合料,然后进行振捣密实,再用烙铁进行封口,撒砂扫匀即可。(2)罩面法。该措施能够有效解决路面表面较浅的裂缝及车辙等病害问题,不仅如此,还能使现有路面的抗滑能力及平整度得到进一步改善,有利于路面养护周期的延长。其具体做法是在路面的面层上加铺一层厚度不超过3一8cm的混合料。需要注意的是,采用该技术措施对路面进行养护时,应当将出现破损的面层修补好,如果有必要可以铺设整平层,并将软油层铲净、整平。(3)撒铺法。该措施最主要的作用是提高路面的防水性能和抗滑能力,并使路面的微观构造及表面平整度得到有效改善。其具体做法是用聚合物改性沥青及具有防水功能且连续级配的集料,以撒铺的方式将材料均匀摊铺在面层上,使其形成具有排水、抗滑性能的透水表层。
        2.4 合理路面结构
        合理规划是高速公路建设的前提,只有合理规划设计高速公路路面结构,才能提前做好基础工作,为后续工作夯实基础。不同的高速公路路段因为位置不同,地理环境和自然环境都不同,地面、土质情况也千差万别。在建设高速公路前,要做好调研,考察当地地层状态、土基情况、温度雨水等条件,因地制宜,结合实际情况规划设计合理的高速公路结构。保证高速公路路基的稳定性、土基的坚实性、路面结构的坚固性、平整性等。结合当地地质的实际情况,看高速公路的建设是否会破坏当地的土层结构及状态,提前对排水防护系统做出合理规划,从根源上就开始着手预防高速公路路面会出现的病害现象。虽说高速公路沥青路面的病毒现象不可避免会出现,但是防患于未然,优化路面结构设计,一方面可以减少风险隐患,另一方面即使路面病害现象一旦出现,也不会措手不及。
        2.5 灌缝法
        灌缝法是目前高速公路路面养护中使用率较高的施工工艺。主要特点是施工方便,开放交通快、技术难度低,且费用较低,主要用在裂缝对路面结构的影响较小的情况下使用。在秋冬季节,把纵横裂缝处清扫干净。当裂缝维持在0~5mm时,先利用热油灌缝处理,再捣实。将灌缝材料备全后,就可在专用容器中灌入沥青,并将其灌入裂缝,降温处理即可。此方法在高速公路路面养护中取得广泛的应用,伴随行业的持续发展,现阶段的灌缝施工普遍以乳化沥青为材料,实际应用效果有所改善。此外,部分工程中采取的是先加热、再抹沥青油、最后在缝口撒热砂的方式。总体来看,灌缝法的应用效果良好,基本可以满足修补要求。
        3 结束语
        随着我国高速公路建设的飞速发展,高路公路路面的病害现象也得到了越来越高的重视,相关措施也在不断完善,高速公路路面的病害不仅仅是高速公路设计、养护、施工等部门的工作,更需要政府、社会的配合和重视,未来,高速公路路面的病害治理工作将会得到更为妥善的解决,实现延长高速公路路面使用年限的目的。
        参考文献:
        [1]罗明鹏.高速公路路面病害成因及养护措施分析[J].四川水泥,2021(05):141-142.
        [2]王磊.高速公路沥青路面早期病害的原因分析及养护措施[J].工程建设与设计,2020(24):91-92.
        [3]刘楼军.高速公路路面病害成因及养护措施[J].四川建材,2020,46(11):159-160.
 
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