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试析半刚性基层沥青路面的养护维修对策

2013-11-10 01:02 　　关键词:半刚性基层　沥青路面　结构性损坏　非结构性损坏　维修　对策
　　摘要:根据半刚性基层沥青路面的典型病害特征及产生原因，提出了路面养护维修的主要对策。
　　1概述
    半刚性基层沥青路面是黑龙江省公路的主要路面结构形式，它具有与柔性路面完全不同的结构特征。因此，其病害成因和维修对策也与传统的柔性路面有所不同，主要体现在:(1)半刚性基层有较高的刚度，其受力特性类似于“板体”，具有较强的荷载扩散能力。因此在整个施工和运营期间必须保持半刚性基层的整体性;(2)半刚性基层沥青路面的结构承载能力主要由半刚性基层提供，沥青面层主要起功能层作用。半刚性基层的弯拉疲劳损坏是这种路面结构的主要破坏形式;(3)采取防水下渗措施的重要性。规范规定，不管是二层式或三层式结构，其中至少必须有一层是型密级配沥青混凝土混合料。当各层均采用沥青碎石时，沥青面层下必须做下封层。忽视这些区别，而仍旧采用传统柔性路面的维修方法，是导致半刚性基层沥青路面维修失败的主要原因。近些年来，类似的工程教训很多。根据半刚性基层沥青路面的典型病害特征及产生原因，提出了路面养护维修的主要对策。内容包括:按结构性损坏与非结构性损坏进行分类和维修、半刚性基层的最小维修面积、维修施工的平面布置等。
　　2半刚性基层路面的典型病害特征
    半刚性基层沥青路面的典型病害可划分为两大类型:非结构性损坏和结构性损坏。前者指半刚性基层的板体性未受到破坏，而后者是指路面损坏位置下的半刚性基层受到损坏，板体强度减弱或完全丧失。
　　2.1非结构性损坏
    该类病害主要有桥头跳车、间距规则的横向裂缝、路表局部网裂和正常车辙等，病害特征如下。

（转载自http://www.ＮＳＥＡＣ.com中国科教评价网）

　　2.1.1桥头跳车
    桥头跳车有两种情况:(1)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;(2)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。
　　2.1.2间距规则的横向裂缝
    这种裂缝一般为半刚性基层的结构性收缩而导致的反射裂缝。它横向贯穿公路全幅路面，深度方向贯通全部结构层，并且缝隙宽随季节变化。一般认为这种裂缝不可避免，对路面的整体性没有损害。
　　2.1.3纵向裂缝
    这种裂缝的数量较少，大多发生在高路堤地段路基外侧。成因是路堤中央与外侧压实不均匀、旧路帮宽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。
　　2.1.4路表局部网裂
    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、沥青面层与基层间有软弱夹层等。它起始于轮迹处，而远离轮迹处的路面施工缺陷由于受车辆荷载的影响较小，因此难以出现此类损坏。
　　2.1.5正常车辙
    正常车辙是指施工质量正常的情况下所出现的车辙。它特征是:(1)由于半刚性基层的刚性较大，车辙主要是沥青面层受荷载的二次压密和蠕变作用而产生;(2)重载对车辙的影响十分明显。
　　2.2结构性损坏
    该类损坏主要有路面局部凹陷龟裂和结构性辙槽。
　　2.2.1路面局部凹陷龟裂
    这种损坏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，雨水渗人到基层，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，导致基层材料散失，路面出现局部下陷和网裂，进而由局部网裂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泻痕迹。

　　2.2.2结构性辙槽
    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，其发展类似于路面局部凹陷龟裂。
　　3路面维修对策
    针对以病害，在制定路面维修方案时需考虑四方面影响因素:(1)病害的类型和平面位置。对行车的影响以及行车对病害发展的影响;(2)病害的严重程度;(3)条件;(4)维修目标。主管工程师在综合评估后必须作出明确回答。
　　3.1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。
　　3.1.1恢复行车平顺
    主要是对桥头跳车和车辙的处理。它们的平面分布截然不同，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，伸人正常路段一定长度;(2)保证摊铺机能正常施工;(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，在其横向平面位置应作适当调整。我国车辆基本为左位驾驶，驾驶员驾驶车辆有明显靠车道左侧行驶的习惯，从而导致车辙在行车道上分布偏左，部分高速公路行车道左轮迹的车辙外轮廊还延伸到超车道。因此，维修宽度应满足以下条件:(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30 cm以上。维修长度以车辙出现的长度作为基本长度，并伸人相邻路段一定距离，或以结构物为界。在与相邻路段的连续上要注意轮迹平过度，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。如需铣刨，铣刨厚度以沥青面层的一个结构层厚度为宜。
　　3.1.2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10一15~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，涂刷粘油层，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。