《沥青路面常见病害处置及其成因浅析.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《沥青路面常见病害处置及其成因浅析.doc（9页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、沥青路面常见病害处置及其成因浅析第26卷第2期2010年1月甘肃科技GansuScienceandTechno1%Z.26o.2Jan.2010沥青路面常见病害处置及其成因浅析郭舟江(甘南公路总段,甘肃合作747000)摘要:甘南州近几年来建成的高等级公路沥青路面普遍出现了早期病害.如何针对这些病害发生的机理,选择适宜的养护对策,恢复高等级公路的正常运营至关重要.为了确保车辆在高等级路面上快速,安全,舒适地运行,就必须使路面长期处于良好的平整状态.根据高等级公路的养护经验和工作需要,比较具体的介绍了高等级公路沥青路面早期病害养护的基本要求.关键词:高等级公路;沥青路面;病害;成因中图分类号:U
2、416.711沥青路面早期病害的表现特征和成因一条新修或改建的公路投入使用后,路面直接承受交通荷载和自然环境因素的综合作用.随着服务年限的延长,材料逐渐老化,在水温作用下材料内部结构损坏,在荷载与温度应力作用下产生开裂等,表现在路面表面主要有以下特征.高等级沥青路面早期病害主要表现特征:局部沉降,纵横向裂缝,坑槽,车辙,龟裂,面层松散,功能性破坏.以上病害形成主要有以下几方面的原因.1)局部路段水稳性设计到施工未能得到有效控制.水在路面中表现形式:空隙水,层间水,深层渗水.水对路面的损害:a,高温动压力水对沥青有剥离作用造成路面松散.b,层间水使沥青路面各层分开改变路面的受力状况,路面在动荷载
3、的作用下变拉应力成几何级数的增加;C,渗水是路基不均匀沉降的主要原因.2)沥青混凝土的热稳性受多种因素的影响.主要是:a,油石比,b,级配,c,摊铺的均匀性.3)路基,路面强度达不到设计要求.4)车量严重超载.如:(1)车辙:在实际的行车过程中,当行车荷载作用于其路面上时,直接接触部分的沥青混凝土承受绝大多数荷载并将荷载传递到基层,而由于基层强度高,变形能力差,板体性强,因而该部分沥青混凝土在所承受的基层反作用力下,其内部原有结构层被破坏,失去应有的强度和变形能力,形成车辙.超载原因:目前我国道路行驶车辆,超载现象十分严重.其超载能力达到设计载重能力的4倍以上.科学检测表明,超载运输车辆对路面
4、的损坏是几何级数倍增的关系,当车重增大至路面设计承重的两倍时,其对路面的损坏将增大到原来的20倍.可在极短的时间内形成较严重的车辙.(2)龟裂:当柔性路面出现车辙后,其原有的强度和变形能力及分布荷载能力急剧下降.路面防水沥青混凝土出现纵横向裂缝,大量的雨水沿裂缝进人路面.由于各沥青面层之间的粘结相对于沥青面层与半刚性基层之间的粘结要好,进人沥青路面的雨水在行车荷载的作用下,有压水首先破坏的是最薄弱的沥青混凝土与半刚性基层的界面.雨水沿着界面空隙渗透并充满空隙.在行车荷载的作用下,有压水对界面处沥青混凝土及半刚性基层的结合料进行破坏.在初期阶段,由于对沥青混凝土的破坏不明显,而对于半刚性基层的破
5、坏却非常明显,使原本强度较高的半刚性基层表面强度下降较快,并在有压水的作用下将半刚性基层表面分离成片状,与骨料分离.出现这种情况最根本的原因是由于在半刚性基层施工时,混合料的含水量较大,碾压成型后在半刚性基层表面形成一层无机结合料膜.这层薄膜相对于基层来说强度较低,没有粗骨料.所谓的片状就是该层薄膜,它的破坏反映在沥青表面就是局部的网裂.(3)纵向裂缝:与道路中线大致平行的裂缝,有时伴有少量支缝.半填半挖路基或路面加宽处,常由于压实不好,路基或基层出现沉降而产生纵向裂缝.沿行车带因荷载重复作用而产生的纵向裂缝属疲劳裂缝.(4)横向裂缝:与道路中线近于垂直的裂缝,有150甘肃科技第26卷时伴有少
6、量支缝.横向裂缝通常不是由于荷载作用引起的.低温收缩或者半刚性基层收缩裂缝是产生横向裂缝的主要原因.裂缝起初大多出现与路面两侧,逐渐发展而贯通全路幅.(5)波浪:路表面有规律的纵向起伏.波峰与波谷交替出现,间隔很近.其原因有材料组成设计差;施工质量差;使面层材料不足以抵抗车辆水平力的作用.(6)沉陷:路表面的局部凹陷.沉陷属于路基沉降所引起,或者由于局部开挖后回填土压实不足而造成.(7)隆起:路表面的局部突起.冻胀盐胀,膨胀土胀起,路面材料推移拥起等.(8)松散:路面材料逐渐从路面脱开并散失.松散主要是由于混合料中沥青偏少(油石比不合理),沥青与集料间粘结差(石料呈酸性),或者由于沥青老化而变
7、硬造成的.(9)坑槽:坑槽是龟裂,松散等其它损坏进一步发展的结果.其主要原因:水从面层损坏处渗入滞留在基层,在车辆荷载的反复作用下,面层与基层脱离,继而基层结构破坏,一些面层料或基层料被车轮带走,而逐步形成坑洞,并不断扩大最后发展为坑槽.这里需要特别强调的一点是早期路面裂缝会诱发龟裂,松散,沉陷及坑槽等路面病害,因此裂缝究其深层次还有以下几方面的原因需要提别引起关注:(1)地基原因:有些路段处于丘陵低洼,河谷处,地基土天然含水量较高,在设计及施工时地表层未做很好的处理,在高填土后,由于地基承载能力的差别或地表面的高突低洼出现不均匀沉降,反应到面层造成路面纵横向裂缝.(2)路基施工原因:如果土基
8、施工时,局部路堤填料土块粉碎不足,路基压实不均匀;路基边缘不能超宽碾压,致使路基压实度不够,或者混合料摊铺时施工塔接质量不好,都会造成纵横向裂缝.(3)水的渗透破坏:中央分隔带路表排水系统设计不合理或者损坏,使局部路基受水浸泡后承载能力降低,在动静荷载的作用下,路基滑动产生裂缝.另外填料若为弱膨胀土,如施工时未作处理,渗水后含水量变化,也会导致裂缝产生.(4)材料收缩引起裂缝:一方面在基层成型过程中,因基层材料失水收缩而形成规则的横向裂缝;另一方面基层材料因温度骤降而发生低温收缩开裂.这两种收缩变形使面层底面承受拉力,当拉力超过沥青面层的抗拉强度时就使沥青面层底部拉裂并随着温湿的循环变化及行车
9、荷载的反复作用而导致沥青面层裂缝.(5)沥青及混凝土的温缩引起的裂缝:因沥青是一种对温度变化比较敏感的弹性材料,温度下降时,沥青混合料逐渐变硬变脆,并发生收缩变形,当收缩拉力超过沥青混凝土的抗拉强度时,沥青路面表面就会被拉裂,并逐步向下发展,形成上宽下窄的裂缝.2早期病害专项处置及施工工艺1)涂胶防水:路面出现网裂,没有明显变形,拟采用修补胶薄薄涂一层,防止水的渗透.2)裂缝灌热沥青,防止水的渗漏:路面出现裂缝但未出现明显错台,也无啃边现象,可采用灌热沥青的办法作防水处理.3)热烘,掺料,补强:经过考证属沥青面层上面层的病害,如龟裂,蜂窝,12am以内车辙等路面变形不严重的,可采用修路工热烘,
10、适当添加新料,人工搅拌均匀,压实补强.4)挖补分层填筑:路面病害已经波及到中下面层,乃至基层,必须挖除,分层填筑.a,热沥青灌缝修补工艺:沥青缝一以加热到130(2以上热沥青用灌缝机依次缓慢向缝中灌注,直到饱满为止待沥青冷却但在可塑状态时,用铁铲铲除表面多余沥青,以防污染路面,保证整洁.b,沥青路面上面层热补操作工艺:划定修补范围一热烘有病害路面使温度达到100以上一用铁耙将有病害路面表面耙松并铲除表面大集料一添加新料一梳拌均匀一碾压密实一冷却到地表温度在30C以下,脚踩不软时开放交通.c,挖补工艺:划定维修范围用切割机切缝一凿除病害层一清洁修补界面一洒布粘层油一分层填筑一分层压实,压实度要达
11、到95%以上一用冷补胶涂四面接缝防水一冷却到3O以下开放交通.3沥青路面维修技术要求1)维修范围确定表面确定的病害面积四边应扩大l520era.四边线与路中线要做到横平竖直.(下转第98页)甘肃科技第26卷13发生问题的原因分析1)该矿资源枯竭,管理人员从节约煤炭资源的角度出发忽视了经济效益和安全管理问题.2)管理人员对大倾角(30.)煤层仰采时煤壁区压力集中,易垮帮冒顶经验不足.3)机组仰采倾角大于30.时割煤困难,机组易翻倒并掰断滑鞋等现象缺乏经验.4)工作面下段在破底板岩石中开采,要用风钻打眼,放炮后才能推移支架,忽视了推进度和煤质等问题.5)对刮板输送机在下出口(3O.大倾角)段上行运
12、煤,块煤运输困难的问题没有引起重视.6)为了多回采煤炭,增加了刮板运输机的长度.l4针对上述难题,采取的措施和对策1)工作面布置前加强地质预测预报工作,采用巷探,钻探等方法把煤层赋存条件探测清楚,当煤层沿走向大于3O.变化时避免仰采布置.2)对仰采时煤壁区压力大易垮帮冒顶的问题,采取打超前锚杆护帮护顶或超前窝板梁控制顶板等方法,使顶帮提前得到临时支护预防冒顶.3)对机组仰采时易翻倒伤人的问题,采取遥控器操作,即:机组司机操作时要距机组前后有4m的安全距离,并站在支架前柱内侧的安全地点操作,确保人身安全.4)布置工作面时避开岩石开采,防止由于打眼放炮带来的损坏支架,影响煤质和推进度等问题.5)工
13、作面沿倾向方向的刮板输送机在上行运煤时倾角不能大于l5.,防止大块煤原地翻滚运输困难的问题.6)工作面刮板运输机长度一般不得超过120m.(上接第150页)2)修补床面要干净,无杂物和浮灰,无松动的集料,床底无龟裂,渗水现象.3)病害修补中的防水措施:a,四边接缝要布满粘层油但不流动.b,多层次修补要形成台阶,台阶宽度大于lOem为宜.,c,四面接缝面层涂冷补胶.d,修补表面不出现集料离析现象.7)走向推进度达不到20m时会引起老塘侧发火,特别是上下隅角易氧化发火的问题更大,应采取的措施是:(1)加大向老塘侧黄泥灌浆力度,工作面每推进24m时在架子尾梁上部插入一寸半的铁管子进行洒浆,泥浆的浓度
14、达到25%30%效果更好.(2)完善注氮系统,发现工作面上下隅角有发火预兆时,要在老塘插管注氮,防止老塘煤氧化.(3)完善束管监测系统,加强监测监控.(4)采用均压防灭火.15预防措施的效果1)认真吸取该工作面由于设计不合理给安全回采带来困难的教训,在今后设计工作面时,避免沿走向大倾角(3O.以上)煤层仰采.2)使机组在15.范围内仰采,能有效地防止机组翻倒掰断滑鞋,砸伤司机等安全问题.3)工作面倾角大于l5.时避免刮板输送机上行运煤,有效地防止大块煤岩原地翻滚运输困难的问题.4)工作面设计防止破岩石开采,减少由于打眼放炮,使工人劳动强度增大和作业时间增长的问题.5)避开破岩石开采还能提高煤质
15、,创造经济效益并减少由于分装分运浪费的时间.6)以上问题的解决可加快推进度达40m以上,既减少了由于推进度慢而带来的防灭火压力,又每月可多回采6万t煤炭,创造了可观的经济效益.参考文献:1吕世宏.砚jE煤矿Sl102工作面综采放顶煤工艺探索J.甘煤科技,2OO3(1):1.2周翔.急倾斜特厚松软煤层工作面的安全快速掘进与安装J.甘煤科技,2003(1):4.4结语总之,高等级公路沥青路面破坏并不是由单一的原因造成的,而是各个方面的原因共同作用下造成的.参考文献:1JTJ00197,公路工程技术标准S.交通出版社.2公路养护技术规范S.交通出版社.3公路排水设计规范s.交通出版社.4公路沥青路面施工技术规范S.交通出版社.