路面病害【The road noodles disease harm】:
無論是水泥還是瀝青路面,在通車使用一段時間之后,都會陸續(xù)出現(xiàn)各種損壞、變形及其它缺陷,這些我們統(tǒng)稱為路面病害。早期常見的病害有:裂縫、坑槽、車轍、松散、沉陷、橋頭涵頂跳車、表面破損等。具體情況如下:
病害分類
裂縫
一、瀝青路面裂縫。瀝青路面出現(xiàn)的裂縫
按其成因不同分為橫向裂縫、縱向裂縫和網(wǎng)狀裂縫。裂縫是瀝青路面主要的一種破損形式。
橫向裂縫
載荷型裂縫:由于路面結構設計不當或施工質量低劣或者由于車輛嚴重超載,致使瀝青面層或半剛性基層內產(chǎn)生拉應力超過其疲勞強度而斷裂。
非載荷型裂縫:橫向裂縫主要形式,這種裂縫分為兩種情況:瀝青面層溫度縮裂和基層反射裂縫。
橫向裂縫產(chǎn)生的原因:路面橫向施工縫未處理好,接縫不緊密結合不良;溫度下降路面收縮引起橫向開裂。
縱向裂縫
一種情況是瀝青面層分幅攤鋪時兩幅接茬處未處理好,車輛載荷與環(huán)境因素作用下逐漸開裂;
第二種情況是由于路基壓實度不均勻(含半填半挖路段)或由于路基邊緣受水浸泡產(chǎn)生不均勻沉陷而引起。
二、龜裂、網(wǎng)裂:
瀝青路面產(chǎn)生網(wǎng)裂和龜裂的原因之一是路面結構中夾有柔
軟和泥灰層,粒料層松動,水穩(wěn)定性差,在荷載作用和雨水浸入下發(fā)生唧漿,產(chǎn)生龜裂,從而引起路面損害。其二是瀝青與瀝青混合料質量差,即瀝青混合料的粘結性差,或瀝青延度低,從而抗裂性差,加之水分的滲入,造成路面龜裂。進而引起路面破壞。
三、混凝土面板的裂縫。混凝土面板的裂縫可分為表面裂縫和貫穿板全厚度的裂縫(貫穿裂縫)。
表面裂縫主要是由砼混合料的早期過快失水干縮和碳化收縮引起的,表面裂縫的出現(xiàn),一般只給砼路面的耐磨性帶來不利的影響。
貫穿裂縫分為橫向裂縫、縱向裂縫、斜向裂縫、板角裂縫等。
裂縫按照尺寸分類:
微裂縫:此類裂縫縫寬小于5 mm,裂縫邊緣無碎裂或僅有輕微碎裂,沒有或有少量支縫,對車輛行駛的平穩(wěn)性影響不太大;
小裂縫:此類裂縫寬為 5~15mm,裂縫邊緣有輕微碎裂,并有少量支縫,裂縫兩側有微量錯臺,會引起車輛輕微跳動;
中裂縫:此類裂縫縫寬為15~25 mm,裂縫邊緣有中等碎裂,并有少量支縫,裂縫兩側有少量錯臺,會引起車輛明顯跳動;
大裂縫:此類裂縫縫寬大于25mm,裂縫邊緣有嚴重碎裂,并有較多支縫,裂縫兩側有較大錯臺,會引起車輛劇烈跳動。
裂縫危害:
瀝青路面出現(xiàn)裂縫后,路面水下滲浸泡路面結構層,降低路面承載力。一方面水使瀝青粘附性減少,從而導致瀝青混合料強度、勁度減少,并使瀝青從集料表面剝落;另一方面在雨季,路面裂縫中的自由水,在行車載荷的作用下,會產(chǎn)生相當大的動水壓力,壓力水不斷沖刷基層材料中的細料,細料漿被逐漸壓擠出裂縫,形成瀝青面層裂縫處的唧漿,細料漿一旦被唧出,瀝青面層就會沿著裂縫產(chǎn)生下陷現(xiàn)象,同時在裂縫的兩側引起新的裂縫,導致路面裂縫兩側破碎,并逐漸引發(fā)路面大面積損壞。
水泥路面出現(xiàn)裂縫以后,雨水就可透過裂縫進入路面基層或土層,車輛通過路面裂縫所
在區(qū)域,受車輛或輪胎后的真空抽吸作用,雨水連同經(jīng)雨水浸泡的基層漿液將會擠出路面,形成板下脫空,水泥砼路面逐漸形成大面積斷裂破碎。
裂縫是路面各類破損中常見、易發(fā)生和早期產(chǎn)生的病害之一,它伴隨著道路的整個使用期,并隨著路齡的增長而加重。路面出現(xiàn)裂縫不但影響路容美觀和行車的舒適性,而且容易擴展造成路面的結構性破壞,縮短路面的使用壽命。因此路面出現(xiàn)裂縫,應及時進行密封修補,否則雨水及其他雜物就會沿裂縫進入面層結構及路基,導致路面承載能力下降,加速路面局部或成片損壞。
建議:水泥路、瀝青路:微、小、中裂縫,可以開槽清縫和壓力灌注密封膠進行灌縫。瀝青路面大裂縫,建議采用瀝青熱再生修補工藝進行修補。
車轍
車轍是路面上行車輪跡產(chǎn)生的縱向帶狀凹槽,
深度在1.5cm以上,數(shù)量按實有長度乘以變形部分的平均值計算。車轍在行車荷載重復作用下,有擴展和累積的趨勢。
影響車轍產(chǎn)生的原因:
車轍產(chǎn)生受內外因綜合影響,內因包括瀝青路面結構設計,外因包括施工、交通、氣候條件。
車轍的分類:
結構性車轍:由于荷載作用超過路面各層的強度,發(fā)生在瀝青面層以下包括路基在內的各結構層的永久變形。這種車轍寬度較大,兩側沒有隆起現(xiàn)象,橫斷面成凹字形。
流動性車轍:在高溫條件下,車輪碾壓反復作用,荷載應力超過瀝青混合料的穩(wěn)定度極限,使流動變形不斷累積形成車轍。這種車轍一方面車輪作用部位下凹,另一方面車輪作用甚少的車道兩側反而向上隆起,在彎道處還明顯往外推擠,車道線或者停車線因此可能成為變形的曲線。
磨損性車轍:由于車輛不斷磨損地面,特別是大量重型超載車輛渠道化的行駛在主車道上,磨損路面也會形成車轍。
壓實不足引起的車轍:這是屬于非正常情況車轍,是由于施工控制不嚴造成的。由于瀝青面層本身壓實不足,致使通車后的第一個高溫季節(jié)混合料繼續(xù)壓密,在交通車輛反復碾壓作用下,空隙率不斷減小,達到極限參與空隙率才趨于穩(wěn)定。它不僅產(chǎn)生壓實變形,而且平整度迅速下降,形成明顯的車轍。這種由于施工不良造成的非正常性車轍在我國是非常普遍的。
建議
微表處。使用微表處設備的車轍專用攤鋪箱,在原有路面攤鋪一層瀝青混合料,在路面上形成瀝青稀漿封層。微表處修復防水性能優(yōu)異,路面美觀度高、抗滑性能出色,目前我司代理銷售的美國CPM公司微表處設備是國際上的知名品牌。
熱再生修補。熱再生修補可以很好的解決車轍修補中舊料的就地再生重復利用的問題,大大降低施工修補成本,同時可以避免了舊料存放中的環(huán)境污染和大面積占地的問題。比較適用于車轍數(shù)量總面積不大的情況下使用。
重新銑刨攤鋪。如果車轍整體數(shù)量已經(jīng)很多,同時車轍的成因為壓實不足并且道路通車時間已經(jīng)較長時間,原有路面已經(jīng)老化的情況的話,那么我們推薦采用銑刨攤鋪的方法進行車轍修復,這樣利用壓路機對攤鋪后的路面進行壓實,能更好的保證道路的通車效果。
坑槽
坑槽:路面坑槽是在行車作用下,路面骨料局部脫落而產(chǎn)生的坑洼。
坑槽深度一般大于2cm,面積在0.04㎡以上。如小面積坑槽較多,又相距很近(20cm以內),應合在一起計算。瀝青路面坑槽都有一個形成過程,起初局部龜裂松散,在行車荷載和雨水等自然因素作用下逐步形成坑槽。
坑槽類型。坑槽分為:壓實不足性坑槽、厚度不足性坑槽、水損害性坑槽。
壓實不足性坑槽。施工時混合料溫度太高,使瀝青老化,粘結性降低、脆性增加,導致壓實不夠,粘結不牢,在行車荷載的作用下,形成坑槽;還有一種情況是混合料溫度太低,攤鋪不均勻,壓實不充分,導致壓實度不夠形成坑槽。
厚度不足性坑槽。路面下面層局部標高控制不嚴,導致瀝青上面層個別地方厚度不夠,在行車作用下,部分混合料易被帶走,形成坑槽。
水損害性坑槽。瀝青路面早期破壞中常見的坑槽,其形成過程如下:在開始階段,水份侵入瀝青和集料的界面,以水膜或水汽的形式存在,影響瀝青與集料的粘附性;在反復荷載的作用下,瀝青膜與集料開始剝離;漸漸的,路面開始麻面、松散、掉粒;后形成坑槽。
建議:
熱再生修補。采用熱再生修復可以避免老式修補方法:冷料填充法(冷料冷補)、挖補法(熱料冷補)修補過程中出現(xiàn)的弱接縫問題,而且熱再生修補可以將原有的舊瀝青路面進行再生利用,避免了舊料報廢后出現(xiàn)的污染和占地的問題,同時大大降低了客戶使用成本
噴補式修補。我司引進美國原裝進口"噴補王"路面修補設備,該設備采用重力和空氣動力學原理,利用高壓空氣將分別獨立儲存的骨料和快裂快凝型乳化瀝青拌合后,噴射到病害中,具有修復速度快、維持時間長等特點,可以脫離拌合場施工,滿足了坑槽多發(fā)并且分布范圍廣的施工要求。
冷銑刨熱攤鋪修補。如果坑槽面積過大的話那么冷銑刨加熱攤鋪的形式則更為適合,對于大面積的病害可以做到快速修復,效率會更高。
表面功能下降
表面功能衰減、抗滑、噪聲、濺水和水霧等功能下降
路面功能迅速下降的主要原因。
瀝青標號過大(針入度偏大),瀝青用量多,路面漸漸泛油,構造深度下降,甚至變成光滑油面。
粗集料不耐磨,迅速磨光。石料磨光是表面功能衰減的主要原因,它取決于粗集料的品種。石灰?guī)r集料路面的摩擦系數(shù)在通車半年到一年便可能下降到底值,而堅硬耐磨的石料的磨光期則可以維持很長時間。
建議
彩色防滑路面。在不破壞現(xiàn)有的道路(瀝青、水泥)表層的情況下,利用進口ENNIS公司的環(huán)氧型彩色防護路面,形成0.5-1CM的耐磨、彩色防滑層,這樣既可以提高路面的通車性能,又可以利用彩色路面對駕駛員進行提示,形成抗滑、美觀、實用的道路通車效果,無論在高速、各等級公路還是市政道路上都可以使用。
微表處。在大面積路面因為各種原因出現(xiàn)表面功能下降的情況下,推薦采用微表處工藝進行路面的功能回復。
沉陷、錯臺、橋頭涵頂跳車。
淪陷
沉陷
由于路基產(chǎn)生豎向變形導致路面下沉,
有均勻
沉陷
沉陷、不均勻沉陷、
局部較大面積沉陷。
錯臺
接縫處或者裂縫相鄰面板出現(xiàn)垂直高差的現(xiàn)象。
橋頭涵頂跳車
由橋臺臺背填土壓實不夠而引起路基不均勻沉降,使路面產(chǎn)生沉陷,形成跳車。
橋頭跳車
沉陷、橋頭跳車產(chǎn)生的原因。沉陷與橋頭跳車的產(chǎn)生除了上述的原因之外,很多時候都是施工質量沒有嚴格控制造成的。
建議:
冷再生。冷再生設備利用原有道路材料,配合添加相應的細料和水、再生劑等,按照一定比例拌合,在常溫下從新回填入沉陷面,整平后再使用壓實設備進行處理,完成整體路面的從新恢復。原有路面再生利用不會出現(xiàn)拋棄和污染,節(jié)約成本。
冷銑刨熱攤鋪。首先利用冷銑刨方式將原有的沉陷路面表層進行處理,然后攤鋪新的熱瀝青混合料,整平后進行壓實。這種維修方法適合大面積、淺表性沉陷的使用,施工速度快,通車時間短,修復后的外觀效果好。
BJ200橋梁無縫伸縮縫。利用進口BJ200橋梁無縫伸縮縫進行橋頭跳車的處理,對橋臺臺背進行開槽、填實處理壓實。利用無縫伸縮縫工藝,施工速度快,通車時間快,可以半幅施工不會影響橋梁的正常通車,完全防水后期免維護,大大降低后期施工養(yǎng)護成本,采用無縫伸縮縫工藝對于上下、左右各方向有一定伸縮空間,結構穩(wěn)定、可靠,使用壽命長。提高通車舒適度,降低噪音,而且可以隨橋面維修,使用靈活。
總之,路面破損產(chǎn)生的原因可歸納為以下七個方面:交通條件、氣候條件、施工因素、材料因素、設計因素、排水條件、管理水平。
道路術語
路面結構:
根據(jù)設計要求和就地取材的原則,路面可用不同材料分層鋪筑。通常包括面層、基層、墊層等層次。
墊層:設于基層以下的結構層。其主要作用是隔水、排水、防凍以改善基層和土基的工作條件。
路基(基層):用土或石料修筑而成的線形結構物。它承受本身巖土自重和路面重力,以及由路面?zhèn)鬟f而來行車荷載,是整個公路構造重要組成部分。
面層:用筑路材料鋪在路基上供車輛行駛的層狀構造物。具有承受車輛重量、抵抗車輪磨耗和保持道路表面平整的作用。按其力學特征分為剛性路面和柔性路面。剛性路面在行車荷載作用下能產(chǎn)生板體作用,具有較高的抗彎強度,如水泥混凝土路面。柔性路面抗彎強度較小,主要靠抗壓強度和抗剪強度抵抗行車荷載作用,在重復荷載作用下會產(chǎn)生殘余變形,如瀝青路面。
剛性路面:剛度較大、抗彎拉強度較高的路面。一般指水泥混凝土路面。
柔性路面:剛度較小、抗彎拉強度較低,主要靠抗壓、抗剪強度來承受車輛荷載作用的路面。各類瀝青面層、塊石面層,各種未經(jīng)處理的粒料基層(如天然砂礫)叫做柔性基層。
磨耗層:面層頂部用堅硬的細粒料和結合料鋪筑的薄結構層。其作用是改善行車條件,防止行車對路面的磨損,延長路面的使用周期。
路肩:指的是位于車行道外緣至路基邊緣,具有一定寬度的帶狀部分(包括硬路肩與土路肩),為保持車行道的功能和臨時停車使用,并作為路面的橫向支承。
白改黑:把水泥混凝土路面(灰白色)改建為瀝青混凝土路面(黑色)。白改黑后的道路路面與輪胎之間附著力增強,車輛行駛起來更加安全,更加平穩(wěn);車輛行駛產(chǎn)生的噪音將大幅度下降;黑色瀝青路面吸塵性能較好,能有效吸收車輛行駛過程中的揚塵。
罩面:為改善瀝青路面的使用質量,提高路面的防水、抗滑能力和平整度,在原有瀝青路面上加鋪的細石薄瀝青面層。罩面也指在混凝土表面做細砂漿保護層。
稀漿封層:采用機械設備將乳化瀝青、粗細集料、填料、水和添加劑等按照設計配比拌和成稀漿混合料攤鋪到原路面上形成的薄層。按照礦料級配的不同,稀漿封層可以分為細封層、中封層和粗封層,分別以ES-1、ES-2、ES-3表示;按照開放交通的快慢,稀漿封層可以分為快開放交通型稀漿封層和慢開放交通型稀漿封層;按照是否摻加聚合物改性劑,稀漿封層可以分為稀漿封層和改性稀漿封層。
微表處:稀漿封層高級形式,由聚合物改性乳化瀝青、100%軋碎石料、礦物填料、水和必要的添加劑組成,使用專門的施工設備邊拌和邊攤鋪。
小修保養(yǎng):對公路及其沿線設施經(jīng)常進行維護保養(yǎng)和修補其輕微損壞部分的作業(yè)。
中修工程:對公路及其沿線設施的一般性損壞部分進行定期的修理加固,以回復公路原有技術狀況的工程。
大修工程:對公路沿線設施較大損壞進行周期性綜合修理,以全面恢復到原技術標準工程。
改建工程:對公路及其沿線設施因不適應現(xiàn)有交通量增長和荷載需要而進行全線或者逐段提高技術等級指標,顯著提高其通行能力的較大工程項目。
壓實度:路基路面施工質量檢測的關鍵指標之一,表征現(xiàn)場壓實后的密度狀況,壓實度越高,密度越大,材料整體性能越好。
瀝青:由不同分子量碳氫化合物及其非金屬衍生物組成的黑褐色復雜混合物,呈液態(tài)、半固態(tài)或固態(tài),是一種防水防潮和防腐的有機膠凝材料。主要可以分為煤焦瀝青、石油瀝青和天然瀝青三種。
改性瀝青:指添加橡膠、樹脂、高分子聚合物、磨細的膠粉等改性劑,或采用對瀝青進行輕度氧化加工,從而使瀝青的性能得到改善的瀝青混合物。
乳化瀝青:將熔化的瀝青微粒分散在乳化劑水介質中成乳狀液,毋需加熱可拌成瀝青膠、瀝青砂漿、瀝青混凝土等。
瀝青混合料:是由礦料與瀝青結合料拌和而成的混合料的總稱。
預防性養(yǎng)護:根據(jù)美國科氏公司的研究表明:一條質量合格的道路,在使用壽命75%的時間內性能下降40%,這一階段稱之為預防性養(yǎng)護階段;如不能及時養(yǎng)護,在隨后12%的使用壽命時間內,性能再次下降40%,從而造成養(yǎng)護成本大幅度的增加,這一階段稱之為矯正性養(yǎng)護階段。
預防性養(yǎng)護就是一種周期性的強制保養(yǎng)措施,它并不考慮路面是否已經(jīng)有了某種損壞,而是通過采用先進的檢測技術努力拓寬人們對于道路早期病害的認識空間,提前發(fā)現(xiàn)道路隱藏的隱形病害的存在,并施以正確的預防性養(yǎng)護措施,其核心是要求采用佳成本效益的養(yǎng)護措施,強調養(yǎng)護管理的計劃性。
挖補:把機械設備把路面壞的部分去掉,用新的瀝青混合料填補上。