瀝青混凝土路面維修養(yǎng)護(hù)技術(shù)

瀝青混凝土路面維修養(yǎng)護(hù)技術(shù)

      一、路面損壞與養(yǎng)護(hù)
      1、路面損壞
      路面損壞就是指路面結(jié)構(gòu)受到破壞，致使路面耐用性受到影響。目前，主要有泛油、擁包、裂縫、坑槽、沉陷、松散、車轍等路面損壞形式，這些病害的產(chǎn)生，如不及時(shí)治理及維修，在行車的反復(fù)作用下，破壞現(xiàn)象逐漸加劇，從面對(duì)交通安全產(chǎn)生嚴(yán)重威脅，嚴(yán)重的降低路面使用壽命。因此針路面特點(diǎn)，分析各種病害產(chǎn)生的原因的基礎(chǔ)上，提出防治病害產(chǎn)生的措施，并對(duì)產(chǎn)生的病害進(jìn)行合理維修是非常重要的。
      2、路面養(yǎng)護(hù)“養(yǎng)護(hù)”
      是指采取一定的措施以消除導(dǎo)致路面破壞的因素，并且修復(fù)那些嚴(yán)重影響公路行車通暢和可靠的破損，以使公路的耐用性、可靠性都保持在一定水平上。大多數(shù)瀝青混凝土路面的養(yǎng)護(hù)都包括因水滲透等原因造成的路面過早損壞，養(yǎng)護(hù)措施應(yīng)與當(dāng)?shù)貧夂驐l件等環(huán)境因素相適應(yīng)。
      3、養(yǎng)護(hù)方法：
      首先必須弄清破損的類型、嚴(yán)重程度以及破損密度。嚴(yán)重程度和破損密度是必須仔細(xì)檢查的兩個(gè)重要因素。嚴(yán)重程度可分為輕度、中度、嚴(yán)重三級(jí)。破損密度可分為破損稀疏和破損較密兩類。
      一般來說，恰當(dāng)?shù)穆访骛B(yǎng)護(hù)方法應(yīng)該是道路的破損情況的調(diào)查、分析后，制定恰當(dāng)養(yǎng)護(hù)方法。主要的養(yǎng)護(hù)方法有:
      ①不采取任何措施；②填封裂縫(填補(bǔ)表層)；③挖除破損處，然后填充；④填補(bǔ)坑洼；⑤冷拌(混合料)修復(fù)路面；⑥熱拌(混合料)修復(fù)路面；⑦熱冷混合循環(huán)法修復(fù)路面；⑧重修路面；⑨重新修建公路。

      二、路面病害的原因分析
      1、我國高速公路瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)層類型
      我國高速公路瀝青混凝土路面，絕大部分為半剛性基層瀝青路面，主要有兩類結(jié)構(gòu)型式：兩層式和三層式。其常用結(jié)構(gòu)型層如下：
      雙層式                           三層式
      表面層4cm                     表面層3~5cm
      底面層5~6cm                中面層4~6cm
      半剛性基層20~40cm      底面層5~7cm
      半剛性底基層20~40cm   半剛性基層20~37cm
                                          半剛性底基層20~40cm
      2、路面病害的原因分析 
      1）瀝青路面的裂縫
      瀝青路面開裂可分為兩大類：一是行車荷侢作用下產(chǎn)生結(jié)構(gòu)破壞裂縫。二是由于瀝青路面層溫度變化產(chǎn)生的溫度裂縫，包括低溫收縮裂縫和溫度疲勞裂縫。這是產(chǎn)生裂縫的主因，國內(nèi)外調(diào)查研究表明半剛性基層瀝青路面的反射裂縫也是由溫度變化引起，也可能是由溫度和荷侢共同作用引起。
      半剛性路面的結(jié)構(gòu)裂縫，主要是由于行車荷侢引起的。在車輪荷侢作用下，半剛性基層的底部產(chǎn)生拉應(yīng)力，當(dāng)大于半剛性材料的抗拉強(qiáng)度時(shí)，半剛性基層的底部就會(huì)發(fā)生開裂，在行車反復(fù)作用下，底部裂縫會(huì)逐漸漸擴(kuò)展到上面。并使瀝青面層也產(chǎn)生開裂破壞。影響拉應(yīng)力的主要因素有面層的厚度、基層的厚度、基的回彈模量和下承層的回彈模量。
      非荷侢裂縫主要是溫度裂縫，溫度裂縫主要是產(chǎn)生橫向裂縫，也就是大塊裂縫和縱向裂縫。在寒冷和較寒冷地區(qū)，路面產(chǎn)生較大溫度梯度時(shí)，瀝青路面表面遇冷收縮產(chǎn)生收縮應(yīng)力，—旦超過瀝青面層某一薄弱點(diǎn)(或面)時(shí)抗拉強(qiáng)度時(shí)，就產(chǎn)生裂縫，并且裂縫是從表面開始。溫度變化在短時(shí)間內(nèi)急劇下降，使瀝青面層表面產(chǎn)生較大的溫度收縮應(yīng)力，這種溫度應(yīng)力在反復(fù)作用，也可以使瀝青面層從表面開始產(chǎn)生溫度疲勞裂縫。
      路面表面的溫度應(yīng)力隨著面層的增厚而增加，面層的應(yīng)力隨深度而很快的減小，同時(shí)面層表面的溫度應(yīng)力隨降溫幅度變小而減小。瀝青面層表面一旦開裂，隨著持續(xù)低溫或另一次降溫，在裂縫尖端處會(huì)產(chǎn)較大的應(yīng)力集中，使裂縫向下延伸并逐漸穿透整個(gè)瀝青面層。
      半剛性基層的瀝青路面的反射裂縫和對(duì)應(yīng)裂縫主要是非荷侢型的，是由溫度引起的；在某些情況下，也可能是由溫度和荷侢共同作用引起的，但主要由半剛性基層的溫縮裂縫或干縮裂縫引起的。這種現(xiàn)象在冰凍地區(qū)，特別是在重冰凍地區(qū)，在新鋪未開裂的半剛性基層上所鋪設(shè)的為薄瀝青面層時(shí)，冬季半剛性基層的干縮、溫縮裂縫會(huì)引起瀝青面層產(chǎn)生反射裂縫，從而使瀝青面層上的裂縫增多。較厚的瀝青面層對(duì)半剛性基層有好后隔溫保護(hù)作用，可以減小甚至避免半剛性基層產(chǎn)生溫縮裂縫。
      新鋪半剛性的基層，隨著混合料中水分的減少而要產(chǎn)生干縮和干縮應(yīng)力，水分減少得愈多、愈快，產(chǎn)生的干縮應(yīng)力愈大。試驗(yàn)證明，干縮能在暴露的半剛性基層表面產(chǎn)生很大的拉應(yīng)力，在瀝青封層養(yǎng)生下，應(yīng)力會(huì)減少85%，而達(dá)到最大應(yīng)力的時(shí)間明顯增長，因此合適的養(yǎng)生能減小干縮應(yīng)力和干縮裂縫。特別是干縮性的穩(wěn)定細(xì)粒土半剛性基層，在壓實(shí)完成后的頭幾天會(huì)產(chǎn)生很大的干縮應(yīng)力，而這時(shí)混合料的抗拉強(qiáng)度還不高，因此，也易產(chǎn)生干縮裂縫。
      一般情況下鋪筑瀝青路面前沒有產(chǎn)生干縮裂縫的半剛性基層，在鋪筑較厚的瀝青面層后也不易產(chǎn)生干縮裂縫。但在鋪筑瀝青面層前己有干縮裂縫的半剛性基層，在鋪筑瀝青面層后繼續(xù)產(chǎn)生干縮裂縫的情況下，厚有的裂縫繼續(xù)拉開和擴(kuò)展，它會(huì)將瀝青面層，特別是薄瀝青面層拉裂，而產(chǎn)生反射裂縫。如瀝青面層較薄，應(yīng)在半剛性基層的干縮裂縫接近完成后，再鋪筑瀝青面層，可以減少由干縮裂縫引起的反射裂縫。
      產(chǎn)生裂縫破壞的主要因素有：瀝青及瀝青混合料的性質(zhì)、基層材料的性質(zhì)，氣候條件特別是冬季氣溫及其變化，交通車輛類型和交通量及施工因素等。在行車作用下，路面強(qiáng)度不足而產(chǎn)生的裂縫反映在面層上，往往不是單獨(dú)稀疏、較有規(guī)則的裂縫，而是稠密的、有時(shí)是互相聯(lián)系的裂縫，或是網(wǎng)狀的裂縫，嚴(yán)重時(shí)表面形變，產(chǎn)生車轍或沉陷，或大面積的龜裂破壞，或輪跡帶上瀝青路面產(chǎn)生龜裂，并伴隨有縱向裂縫和變形；有的道路因基層表面軟化，在行車作用下，瀝青面層產(chǎn)生了龜裂，甚至出現(xiàn)推移破壞；有的道路因施工質(zhì)量不好，在結(jié)構(gòu)層中出現(xiàn)了素土夾層，導(dǎo)致瀝青面層產(chǎn)生塊狀裂縫。由于路基的不均勻沉陷或凍脹作用，或接縫處理不當(dāng)，接縫處壓實(shí)未達(dá)到要求等原因，在行車作用下形成縱橫向裂縫。
      2）瀝青路面變形
      車轍
      車轍是瀝青路面在高溫季節(jié)時(shí)由車荷侢反復(fù)碾壓形成。半剛性基層瀝青面層出現(xiàn)車轍的特奌：一是車轍的嚴(yán)重程度與瀝青面層的結(jié)構(gòu)組成和配合比有密切的關(guān)系；二是車轍形成的部分原因是由雨水滲透浸蝕基層的粉料，使其軟化而形成；三是瀝青面層在行車荷侢作用下產(chǎn)生的蠕變?yōu)橹饕?，因渠化交通在行車道上車轍明顯，超車道上不明顯。
      瀝青路面松散、坑洞
      瀝青路面出現(xiàn)松散、坑洞較多。產(chǎn)生原因有：
      瀝青混合料施工拌和不均勻，瀝青含量相對(duì)較少，不能很好將集料粘結(jié)，在高速行車輪胎的泵吸作用下，較細(xì)集料被吸出，導(dǎo)致松散，而形成坑洞； 
      由于施工時(shí)混合料拌和溫度過高，瀝青過早老化粘結(jié)力降低；
      施工溫度太低，混合料溫度下降快，碾壓不充分，壓實(shí)度不足；四、路面下面層施工標(biāo)高控制不好，使上面層太薄，沒有達(dá)到形成結(jié)構(gòu)的厚度。
      局部網(wǎng)裂沉陷
      網(wǎng)裂沉陷的特點(diǎn)是在行車道輪跡下路面局部網(wǎng)裂嚴(yán)重，沉陷較深，對(duì)行車安全不利，形成的主要原因?yàn)椋?BR>      出現(xiàn)裂縫未及時(shí)封堵，雨水下滲后在行車輪胎的強(qiáng)力泵吸作用下半剛性基層的灰漿被吸出，導(dǎo)致基層碎(礫)石松散，瀝青層破壞而下陷；
      基層局部成型不好，強(qiáng)度不足，在行車荷侢反復(fù)作用下路而發(fā)生網(wǎng)裂，雨水下滲在被擠壓出漿后下沉，主要發(fā)生在行車道。
      波浪、擁包
      路面縱向、橫向發(fā)生高低不平的起伏狀的變形，嚴(yán)重變形就形成擁包，其原因是瀝青混凝土面層過厚，或?yàn)r青混凝土面層穩(wěn)定度不足、或?yàn)r青混凝土面層與基層粘結(jié)強(qiáng)度不夠，在剎車或車輛加速對(duì)路面產(chǎn)生水平剪力下，造成路面呈波浪變形，形成擁包。
      橋涵(結(jié)構(gòu)物)頭路基下沉
      路基的不均勻沉陷，橋頭(結(jié)構(gòu)物)臺(tái)背填土壓實(shí)不足，導(dǎo)致下陷，高填方及地基不良處多有發(fā)生。

      三、路面病害的防治措施
      1、路面裂縫防治綜合措施
      解決瀝青路面裂縫，應(yīng)從改進(jìn)結(jié)構(gòu)組合設(shè)、改善瀝青質(zhì)量和瀝青混合料組成設(shè)計(jì)、提高施工質(zhì)量、加強(qiáng)對(duì)路面的養(yǎng)護(hù)等方面綜合考慮，采取相對(duì)應(yīng)的措施。
      選擇瀝青材料應(yīng)考慮的問題
      根據(jù)瀝青路面類型，選用不同標(biāo)號(hào)瀝青材料，同時(shí)還要考慮施工條件、氣候環(huán)境、施工季節(jié)、集料性質(zhì)上尺寸等因素；
      為了防止瀝青路面低溫開裂，混合料中的瀝青含量應(yīng)偏少些；
      結(jié)構(gòu)為密實(shí)瀝青混合料時(shí)，應(yīng)注意粉膠比，采用小的比例對(duì)防止低溫開裂有利；
      可針對(duì)瀝青的性能，結(jié)合使用的要求，時(shí)瀝青改性；
      為消除和減少瀝青面層低溫開裂，可選用延度大、稠度較低瀝青，即低溫變形能力大，不太脆硬的溫度敏感性低的瀝青；
      對(duì)于產(chǎn)生瀝青的原油基的選擇，最好選用環(huán)烷基原油，其次選中間基原油，不用石蠟基原油。
      混合料類型選擇
      瀝青混合料應(yīng)在低溫時(shí)有一定的抗彎拉能力，在選擇時(shí)，一方面要根據(jù)道路等級(jí)、交通量、使用年限等具體要求等條件外，特別重要的是保證瀝青混合料滿足力學(xué)強(qiáng)度要求。對(duì)寒冷地區(qū)還應(yīng)注意瀝青混合料在低溫下的力學(xué)特性，要求瀝青混合料具有足夠的低溫抗彎拉的能力，以減少低溫裂縫；
      面層瀝青混合料應(yīng)具有一定的防滲水性能，要防止路面水滲入基層，降低路面的凍脹破壞。如釆用細(xì)粒式瀝青混凝土，設(shè)下封層，重視表面層的防滑問題；
      結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)
      瀝青路面各結(jié)構(gòu)如何選擇和組合，使路面整體性能現(xiàn) 既能承受行車荷侢、自然因素的作用，又能發(fā)揮各結(jié)構(gòu)層的最大效能，是路面結(jié)構(gòu)組合設(shè)計(jì)應(yīng)該解決的實(shí)際問題。
      要滿足行車的要求，路面各結(jié)構(gòu)層的強(qiáng)度、剛度應(yīng)自上而下遞減的規(guī)律設(shè)置，充分的發(fā)揮各結(jié)構(gòu)層材料效能，路面還應(yīng)有足夠的強(qiáng)度、變形能力，同時(shí)還應(yīng)能承擔(dān)車輛的磨耗、防滑作用；
      在自然因素作用下，路面應(yīng)具有穩(wěn)定性。保證瀝青路面的水穩(wěn)定性，是路面結(jié)構(gòu)層選擇與組合需要解決的重要問題?？紤]路面可能有一定的透水性，因此，在基層應(yīng)選擇水穩(wěn)定性好的基層材料，尤其潮濕、中濕地區(qū)更是如此。
      搞好瀝青路面施工質(zhì)量
      瀝青路面的使用質(zhì)量不但取決于設(shè)計(jì)水平，更重要的是決定于施工質(zhì)量。在寒冷地區(qū)，強(qiáng)調(diào)瀝青路面的施工質(zhì)是更具有特殊意義。
      瀝青路面施工應(yīng)注意的問題
      瀝青路面結(jié)構(gòu)層種類不同，施工方法也有一些差到。不管釆用那類瀝青混合料，施工中都應(yīng)做到以下幾點(diǎn)：
      保證瀝青質(zhì)量；保證材料質(zhì)量；混合料的配料準(zhǔn)確，拌和均；攤鋪不離拆、厚度達(dá)到設(shè)計(jì)要求；保證壓實(shí)溫度和壓實(shí)度；認(rèn)真作如接縫。
      基層、底基層施工應(yīng)注意的問題
      瀝青路面的強(qiáng)度與穩(wěn)定性，對(duì)路面的整體強(qiáng)度與減少面層的病害有著重要的作用。施工中應(yīng)強(qiáng)調(diào)以下問題：
      拌和問題
      無機(jī)結(jié)合穩(wěn)定土類應(yīng)嚴(yán)格挖控制拌和，確保拌和均勻，層間旡夾層，保征基層(底基層)形成板體，并有足夠的強(qiáng)度。
      壓實(shí)問題
      基層(底基層)施工，壓實(shí)工序是重要的環(huán)節(jié)，必須控制壓實(shí)工序、工藝，保證充分壓實(shí)，達(dá)到規(guī)定壓實(shí)度。
      路面水的排水
      路面水的及時(shí)排除，防止下滲是非常重要的，在冰凍地區(qū)就更意義重大。水下滲到路面，到基層，它將使路面受到破壞，基層強(qiáng)度降低而不穩(wěn)定，還會(huì)引起路面凍脹翻漿發(fā)生。在設(shè)計(jì)、施工中應(yīng)認(rèn)真做好路面排水外，還可以釆取修筑隔水層措施，防止水從表面層滲入到基層中。如在基層頂面修防水下封層；或者是在中面層與表面層間修筑SBS改性瀝青防水隔離層；或者是在表面(裂縫較多)防滑封水磨耗層。
      加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)措施
      當(dāng)路面出現(xiàn)早期破壞時(shí)，應(yīng)及時(shí)釆取補(bǔ)救措施，如用瀝青灌縫，避免裂縫繼續(xù)蔓延，防止水分滲入路面。對(duì)嚴(yán)重破壞的應(yīng)及時(shí)補(bǔ)修，避免進(jìn)一步惡化，另外應(yīng)及時(shí)排除路肩上的積水，防止水分浸入路面。
      2、車轍的預(yù)防措施
      盡管車轍很容易發(fā)生，但是合理設(shè)計(jì)路面結(jié)構(gòu)的層次和集料配合比，釆取正確的施工方法，合理的進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，都是預(yù)防車轍產(chǎn)生的有效手段。
      在半剛性基層上的瀝青路面，既有抗裂向題，又有抗車轍的問題。因此在設(shè)計(jì)瀝青路面時(shí)，應(yīng)兼顧這兩者的矛盾，進(jìn)行綜合考慮。集料級(jí)配細(xì)的混合料抗裂性能好，但抗車轍的性能差。因此面層宜釆用連續(xù)縱配的中粒式或粗粒式瀝青混凝土以承擔(dān)抗疲勞、耐久、防滲的功能。釆用折斷式級(jí)配瀝青混凝土作好防滑、耐磨功能的表面層。這樣就可以滿足抗車轍、抗裂、防水、抗滑、耐磨等功能的要求。這就是設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)進(jìn)行的綜合考慮。
      合理的釆用施工方法，使瀝青路面各層的級(jí)配、各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)達(dá)到規(guī)定的要求，各結(jié)構(gòu)層都達(dá)到規(guī)定的壓實(shí)度標(biāo)準(zhǔn)。
      加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)，及時(shí)對(duì)車轍內(nèi)的積水、積雪進(jìn)行清除，以免水份滲入，可把車轍的產(chǎn)生減小到很小程度。
      為了防止路面出現(xiàn)車轍，還應(yīng)該避免以下問題：瀝青混凝土的空隙不宜過小，用油量過大，瀝青稠度太小或軟化獎(jiǎng)偏低；基層強(qiáng)度高而面層材料強(qiáng)度不足；養(yǎng)護(hù)時(shí)灑油不均，或?yàn)⑼暾置嬗秃螅瑸⑸巢痪?，或連續(xù)罩面灑底油過多；施工中路基路面壓實(shí)不均或不夠。
      在路面設(shè)計(jì)時(shí)，釆用面層變厚度設(shè)計(jì)，這也一種預(yù)防車轍的方法?；蛘呤窃O(shè)計(jì)復(fù)合路面(RCC十AC)。
      3、預(yù)防龜裂、松散的措施
      瀝青路面產(chǎn)生龜裂的原因較多，較復(fù)雜，并有隱蔽性，單從表面不易看到產(chǎn)生龜裂的主要原因是由基層及瀝青兩方面問題。
基層強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)、及施工方法
      與基層強(qiáng)度有關(guān)
      無論什么路面，都需要基層具有足夠的強(qiáng)度，否則路面將受到破壞。瀝青路面一般較薄，豈柔性結(jié)構(gòu)，具有延性和塑性，本身的強(qiáng)度小，不能抵抗車輛的荷侢壓力，主要起耐磨作用。所以基層必須保證足夠的強(qiáng)度，瀝青路面才不致產(chǎn)生變形破壞和產(chǎn)生龜裂。對(duì)龜裂的處理方法。
      對(duì)嚴(yán)重龜裂，己出現(xiàn)松散、脫落的油面層，可清除干凈。如基層沒問題，可適當(dāng)處理基層，重新鋪筑油面。
      對(duì)其他龜裂，本出現(xiàn)松散、脫落的油面層，大面積可用灑油法，小面積可刷油法(主要封閉裂縫)，油是一般0.8kg/m2左右，再撒一層砂為的是防止車輪將油粘走。嚴(yán)重時(shí)可兩次灑油(刷油)直至裂縫不滲水。
      各別破壞嚴(yán)重的，多為基層破壞引起，因此需要挖補(bǔ)，更換基，新基層一定要保證質(zhì)量。
      不宜釆用大面積修罩面的，應(yīng)加強(qiáng)日常養(yǎng)護(hù)，做到勤修、勤補(bǔ)，見坑就補(bǔ)，見縫就封，見水就排，盡可能的延長路面使用壽命。以待大修徹底解決。
      與基層材料級(jí)配、結(jié)構(gòu)類型有關(guān)
      基層除強(qiáng)度外，還有穩(wěn)定問題。良好的材料級(jí)配是保證基層密實(shí)的前提，密實(shí)度大強(qiáng)度就高，反之則低。穩(wěn)定性，指基層的抗水性和抗沖擊性，也就是受水浸蝕時(shí)不致產(chǎn)生軟化而降低強(qiáng)度，受車輪沖擊作用不致產(chǎn)生位移變化，有的基層強(qiáng)度很高，但穩(wěn)定性差，因而導(dǎo)致瀝青路面出現(xiàn)裂縫。
      處理方法：首先根據(jù)基層損壞的嚴(yán)重度確定處理方案?；蚴峭诔鎸犹幚砘鶎雍笤倩謴?fù)層；或是處理面層，清除松散、脫落的面層，重新修補(bǔ)恢復(fù)功能。也可灑油方法，防止表面水滲入。
      與施工有關(guān)
      在施工中不能準(zhǔn)確的控制各種材料的配合比，特別是瀝青用量。
      與瀝青種類有關(guān)
      瀝青種類很多，其標(biāo)號(hào)選擇應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)貧夂驐l件、交通情況決定，盡量選用優(yōu)質(zhì)瀝青。因?yàn)閮?yōu)質(zhì)瀝青具有好的耐高溫性，不易老化，是防止瀝青路面早期老化龜裂的原因。