高速公路沥青路面病害调查分析与维修养护对策

期刊: 建筑砌块与砌块建筑 DOI: PDF下载

陈之健,王斌,高霄

山东博创环境科技有限公司,山东 青岛 266000

摘要

本文针对服役期已达到设计使用年限的某高速公路沥青路面产生的纵缝、横缝等病害状况,分别采用激光雷达扫描、路面钻芯检测、探坑挖验等方式,进行了调查研究,结合现场路基不同层位土样的含水量、密度、干密度、液塑限等试验指标进行了分析判断,并列举了维修养护对策。


关键词

沥青路面 纵缝 病害调查分析 维修 养护

正文

高速公路是专供汽车高速行驶的重要交通基础设施,为工业化和城市化高效快速发展提供了强劲保障现国内部分高速公路已服役超过15年,达到了高速公路沥青混凝土路面结构设计使用年限。本文针对高速公路存在的纵向裂缝等典型沥青路面病害为例,进行了分析研究,并列举了维修防治措施。

1 病害发展状况调查

公路路面病害调查时应注意观察、善于发现、及时记录。一个冒浆点、一片明显的跑砂点、一段轻微的车辙,都是路面病害发展的预兆。横向裂缝有可能发展成伴有啃边、唧浆的网状裂缝,甚至会形成沉陷、松散或坑槽。为准确掌握路面严重纵缝的影响深度和病害成因,本文以某路段纵缝为例,分别进行了激光雷达扫描、路面钻芯检测探坑挖验调查研究。

1.1 路面钻芯检测

通过钻芯取样调查发现纵向裂缝病害主要表现为以下几个特点:

1轻微纵向裂缝即裂缝宽度3mm以内,裂缝深度为4cm左右,存在于路面结构的上面层;

2)中度纵向裂缝,即纵向裂缝宽度大于3mm,裂缝区有散落的,严重部位在轮迹带出现了多条平行的纵向裂缝,裂缝影响范围为整个沥青面层;

3)严重纵向裂缝缝壁有散落伴有支缝情况,且局部位置出现了唧浆、沉陷病害,在行车道严重纵缝位置钻芯,芯样面层碎裂,基层粒料松散,不成形,未取出,推测病害影响深度为沥青面层和基层。

1.2探坑挖验

行车道路面存在严重纵缝处进行探坑挖验,面层、基层逐层开挖观察,沥青面层和上基层裂缝位置对应贯通,下基层出现两道裂缝,与上基层裂缝位置错开且有一道裂缝偏向道路中央分隔带方向。底基层出现一道裂缝,并出现唧浆现象。从挖探现象看,下基层和底基层含水量较大。各路面结构层均出现纵向裂缝,且裂缝位置不对应,基层和底基层水泥稳定料强度不高,层间结合性较差。路面开裂,雨水下渗造成下基层和底基层含水量较,出现了唧浆现象。

1.3激光雷达无损探测

雷达探测表明,路面各层结构厚度与竣工资料一致,厚度基本符合设计要求,各层结构状况较好,主要病害是纵横缝处,雨水下渗进入层间,在行车荷载作用下,层间结合料散失,形成层间不良。

2.纵缝病害原因分析

2.1路基填土因素

通过现场路基钻探取芯抽取检测,对不同层位路基土样分析纵缝所处位置路基填土为具有膨胀性的红色泥岩,部分层位夹杂风化料及夹石杂填土红色泥岩具有高液限特性,遇水强度降低显著低,一般都具有不同程度的崩解性,遇水易软化、塑变,强度低,该土质填土干密度越大抗剪强度越大,含水量越高抗剪强度降低,靠近边坡部分水分蒸发较快,而靠近中间部分的土含水量蒸发较慢,同时路基填土在车辆荷载等外部荷载的作用下产生固结沉降基填料含水率在15-28%范围内,基本处于硬可塑或硬塑状态因此,路基填土在荷载和固结沉降等综合应力作用下,存在形成了纵向裂缝的可能

2.2疲劳破坏

纵向裂缝多分布于行车道、超车道轮迹带,纵向裂缝产生的主要原因是疲劳破坏,在重复荷载的作用下,路面承载能力逐渐不足,就会在经常承受荷载的路面轮迹带位置产生纵向的小裂缝,随着病害的发展,逐渐成为龟裂或块状裂缝等病害。

2.3重载交通的影响

通过查阅交通量观测数据,客货车比例分别为43%57%(按自然数计算,下同)。客车中以小客车为主,占车辆总数的35%,大客车较少,占车辆总数的8%;货车中大货、小货较少,占车辆总数的7%5%,中货、拖挂车、集装箱比例较大,占车辆总数的13%22%9%。特大货车数量较少,占车辆总数的1%大型车辆的占比较高,在一定程度上导致裂缝发展。

3维修养护对策

根据路面出现病害的特征及检测指标来看,经过多年的运营使用,桥头位置未出现明显的沉降跳车,路面横坡也未出现明显变化,道路纵坡线性基本维持在原设计指标,行驶质量指数(RQI)评价反映该段的行驶质量等级为优良。以上结果表明该段路基已基本处于稳定状态,从治理裂缝的技术可行性、经济性考虑,提出维修措施。本着因地制宜、合理取材、方便施工、便于养护的原则,可采取维修养护对策如下:

1对于路面裂缝宽度小于0.3cm的轻微纵横缝不做处理。

2对于宽度大于0.3cm的裂缝(路面铣刨完后下面层存在的明显裂缝),且裂缝位置未出现松散、啃边、龟裂病害的情况,在下面层采用“V”型槽抗裂修复技术,修补裂缝。

3对于裂缝位置出现了松散、啃边、龟裂等强度降低损坏的情况,采用铣刨回铺的形式进行处理。根据路面结构开挖后的二次病害确认情况确定,建议修补材料采用既有的密级配沥青混合料修补。

4)对于纵向裂缝存在于路面基层,将沥青混凝土面层铣刨后,铣刨上基层,从延缓路面裂缝反射、提高路面的抗车辙性能,建议路面结构上基层采用大粒径透水性沥青混合料LSPM-30为增加路面结构的防水性能、防止水进入路面基层和路基,在大粒径透水性沥青混合料底面设置一层橡胶沥青预拌碎石封层

5对下基层顶面纵向裂缝采用V型槽处理,V型槽填筑沥青砂。如果下基层存在强度降低、松散情况的段落,下基层采用AC-25C粗粒式沥青混凝土进行修补,修补面积及长度应满足机械化施工的长度要求。

6)建议上面层SMA-13石料采用玄武岩,中下面层的沥青混合料石料采用石灰岩,上、中面层沥青采用SBS改性沥青,大粒径透水性沥青混合料沥青采用MAC沥青。考虑到路面维修的整体性和可实施性,块状裂缝段的处理范围建议处理范围为道路的行、超车道范围避免纵向接缝位于轮迹带

4结论

1运营初期高速公路路面病害发生和发展是比较缓慢,随着使用年限的增长,在重载交通、材料使用寿命、冻融循环期、雨季、高温等因素影响下,路面使用状况和服务水平逐渐衰减。当路面处于疲劳状态的工作边缘,路面病害将会迅速扩展加深。

2与新建高速公路相比,运营期高速公路的维修养护工程具有自身特殊性。路面病害调查应具有一定的前瞻性,应尽可能充分考虑不利因素对路面病害的影响,治理方案应针对一段时间之后的施工时的路面状况而制定。

3高速公路的路面养护维修应明确路面养护目标、维修性质、设计标准和主要设计指标,以交通量、现有路面技术状况为基础,以满足道路服务功能为要求,采用技术成熟、经济合理的维修方案

4)结合改扩计划,选择针对性的养护策。认真做好现有道路的路面技术状况调查,充分利用现有公路路面结构基础上采取合理、经济、适用、环保的维修方案。

5针对路面病害类型,详细划分养护维修路段,认真分析病害产生原因,采取针对性养护维修措施。

参考文献:

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