摘 要: 为解决道路沥青路面病害问题,结合某项目实际情况,首先分析了沥青路面主要病害类型及其产生原因,包括龟裂、纵向裂缝、横向裂缝、车辙与沉陷,然后针对不同类型病害提出了具体的养护措施,以延长路面结构整体使用寿命。
关键词: 沥青路面;路面病害;养护措施;
作者简介: 穆剑(1987—),男,河北邢台人,工程师,从事道路养护工作。;
道路沥青路面经过长时间的通车使用可能产生一些病害问题,影响路面正常使用,缩短路面使用寿命,因此有必要针对不同类型的病害,在明确其产生原因的基础上,探究合理有效的病害养护对策。
某项目位于邢台市信都区,起点位于邢昔线东羊卧村,起点桩号为K16+140,路线由东向西至邢昔线与G234交叉口石槽村,终点桩号为K39+582,其中阜林高速尚梅花下道口处K23+400—K24+300段路况良好不做处理,路线全长22.542km。本项目公路等级为二级,设计速度为60km/h,沥青/水泥混凝土路面,路基宽9~12m,路面宽8~11.4m。
经现场调查,水泥路面出现严重的破碎板、裂缝、板角断裂等病害,沥青路面出现较为严重的龟裂,纵、横缝,车辙,沉陷等病害。根据病害的严重程度和分布情况,对本项目两路段全线进行结构性修复养护,养护段落为K16+140—K23+400、K24+300—K39+582段。上、下行行车道路面技术状况指数如表1、2所示。
表1 上行行车道路面技术状况指数统计结果 下载原图
表2 下行行车道路面技术状况指数统计结果 下载原图
该项目沥青路面病害主要包括龟裂、纵向裂缝、横向裂缝、车辙与沉陷,不同类型病害的产生原因不同,要想确定合理可行的病害养护方案,必须明确不同类型病害的产生原因。
(1)龟裂:本项目路线通行车辆较多,尤其是超载车辆。路面结构在重载、大交通量的行车作用下出现疲劳损坏是产生龟裂的主要原因。超载车辆经常会频繁对沥青路面进行碾压,超出了沥青混凝土路面自身所能承受的荷载范围,进而使路面产生龟裂。
(2)纵向裂缝:从现场观察,本项目路段范围内纵向裂缝均属于荷载型裂缝,多位于轮迹带的长直性纵向裂缝。主要由于重型车比例较高,且多集中在行车道上,这些车辆对路面施加的压强较大,会产生极大的拉应力,引起面层的剪切疲劳而导致开裂。
(3)横向裂缝:①因温度变化,导致沥青材料在低温收缩时产生垂直于行车方向、间距大致相同的横向裂缝,其自上向下发展,初期裂缝一般细且浅;②因半刚性基层裂缝或旧路面裂缝的反射裂缝而产生的横向裂缝,其自下往上发展,反映到路面表面时裂缝已经贯穿整个路面结构,病害表现明显。
(4)车辙:沥青路面受大气环境中降水、气温及太阳辐射等因素影响,沥青混合料的劲度模量降低,尤其连续高温时导致路面材料内聚热量不能很快释放,混合料黏聚力和抗剪强度下降,最终导致路面受损,形成车辙;项目路段交通量大、重载车多,路面在车轮竖向和水平荷载的作用下沥青层内产生剪应力,在车辆反复和持续作用下产生永久变形,最终形成车辙。
(5)沉陷:路面沉陷一般是由于基层局部成形不足,强度不够,在行车荷载和自然因素等作用下形成的。通常有均匀沉陷、不均匀沉陷和局部较大面积沉陷。均匀性沉陷是由于路基路面在自然因素和行车作用下,达到进一步密实稳定的表现,这种沉陷不会引起路面破损。不均匀沉陷一般是由基层局部成型不足,强度不够,在行车荷载和自然因素等作用下形成的。对于局部大面积沉陷则往往是由于填方路基(高填方路段)的不均匀沉降或局部滑移引起的。
根据该项目各项数据实测结果,可将沥青段分成6个设计单元。针对该项目的第1、第2、第3、第4和第6设计单元,实测结果的平均值分别为:PQI=63.49、PCI=53.73、RQI=78.15、RDI=84.95,第5设计单元实测结果的平均值分别为:PQI=56.33、PCI=44.72、RQI=73.75、PBI=100,从上述各项实测结果可知本次养护类型以修复养护为主。路面病害成因是基层结构产生疲劳破坏,受温度应力作用使基层产生裂缝,大量水分渗入基层结构中产生水损害。根据现场钻芯调查结果可知,病害部位路面结构基层出现面积很大的损坏现象。路面PSSI值为76.15,整体结构强度已经无法达到要求。充分结合相同类型的养护项目及其造价情况,将养护对策确定为路基和路面结构重建。
(1)针对第一类设计单元,即第1、第3、第4和第6设计单元,属于一般沥青路面段落,根据路面病害调查和诊断结果,并充分结合以往养护经验与典型结构,确定如下养护对策方案:路段标号包括K16+140—K19+831、K20+926—K23+400、K24+300—K32+613和K34+632—K39+582,路面结构方案一为:新铺4 cmAC-13C细粒式沥青混凝土+新铺5cmAC-20C中粒式沥青混凝土+新铺18cm水泥稳定碎石+新铺18cm厂拌冷再生+原旧路30cm二灰土;路面结构方案二为:新铺4cmAC-13C细粒式沥青混凝土+新铺5cmAC-20C中粒式沥青混凝土+新铺18cm水泥稳定碎石+原旧路结构。
针对以上两种不同的方案,从技术、环境、造价和交通因素方面入手进行综合对比,其中,方案一的优点为病害处理较为彻底、抬高较少、利于顺接,但存在造价相对较高的缺点,每1 000m2造价为20万元;方案二的优点为结构层厚度大、强度高、施工方便,但存在抬高较多、不利于平交顺接的缺点,每1 000m2造价为16万元。
综合考虑上述两套方案的优缺点,根据该项目沥青路面具体情况,除了工程造价方面的因素,方案一在技术性能、环境保护和施工工艺等方面都有十分显著的优势,所以将方案一作为推荐方案。具体实施方法为:对旧路12cm厚沥青面层和18cm厚基层进行铣刨,然后新铺18cm厚厂拌冷再生+18cm厚水泥稳定碎石+9cm厚沥青面层,基于此处理方案,路面抬高18cm+18cm+9cm-12cm-18cm=15cm。
(2)针对第二类设计单元,即第5设计单元,根据路面病害调查和诊断结果,并充分考虑以往养护经验与典型结构,确定如下养护对策方案:路段标号为K32+613—K34+632,路面结构方案一为:新铺4cmAC-13C细粒式沥青混凝土+新铺7cmAC-25C粗粒式沥青混凝土+旧路24cm水泥面层共振碎石化+18cm旧路基层挖补;路面结构方案二为:新铺4cmAC-13C细粒式沥青混凝土+新铺5cmAC-20C中粒式沥青混凝土+新铺18cm水泥稳定碎石基层+15cm旧路基层挖补。
针对以上两种不同的方案,从技术、环境、造价和交通因素方面入手进行综合对比,其中,方案一的优点为路面结构强度较高,可充分利用旧路材料,但需要对护栏进行更换,存在较多交叉顺接,每1 000m2造价为19万元;方案二的优点为路面不抬高,无需对护栏进行更换,无顺接,但存在废料数量较多,强度提高不明显的缺点,每1 000m2造价为17万元。
综合考虑上述两套方案的优缺点,根据该项目沥青路面具体情况,除了工程造价方面的因素,方案一在技术性能、环境保护和施工工艺等方面都有十分显著的优势,所以将方案一作为推荐方案。具体实施方法为:对24cm厚原面层结构进行共振碎石化处理,并对18cm厚水泥稳定碎石层进行挖补,然后新铺11cm厚沥青面层,路面抬高11cm。
(3)针对第三类设计单元,即第2设计单元,属于沥青路面过街路段,考虑到该路段比较特殊,所以不进行方案对比,根据路面病害调查和诊断结果,并充分考虑以往养护经验与典型结构,确定如下养护对策方案:路段标号为K19+831—K20+926,路面结构方案为:新铺4cmAC-13C细粒式沥青混凝土+新铺5cmAC-20C中粒式沥青混凝土+新铺18cm水泥稳定碎石+新铺18cm厂拌冷再生+原二灰土底基层。
(4)针对不同设计单元养护对策方案,从技术、环境、造价与交通等方面进行综合考虑与对比,将该项目各设计单元的养护处理对策方案确定如下。
①第1、第3、第4和第6单元,段落桩号为K16+140—K19+831、K20+926—K23+400、K24+300—K32+613和K34+632—K39+582,总长度约19.428km,推荐方案为:新铺4cmAC-13C沥青混凝土、新铺5cmAC-20C沥青混凝土、新铺18cm水泥稳定碎石基层、新铺18cm厂拌冷再生、铣刨12cm旧路面层、铣刨18cm旧路基层,路面标高抬高15cm,养护类型为修复养护。
②第2单元,段落桩号为K19+831—K20-926,总长度为1.095mkm,推荐方案为:新铺4cmAC-13C沥青混凝土、新铺5cmAC-20C沥青混凝土、新铺18cm水泥稳定碎石基层、新铺18cm厂拌冷再生、铣刨12cm旧路面层、铣刨18cm旧路基层、铣刨15cm旧路底基层,路面标高抬高为0,养护类型为修复养护。
③第5单元,段落桩号为K32+613—K34+632,总长度为2.019km,推荐方案为:新铺4cmAC-13C沥青混凝土、新铺7cmAC-25C沥青混凝土、24cm旧面层共振碎石化、18cm基层水稳碎石挖补,路面标高抬高11cm,养护类型为修复养护。
为保障项目在施工期间的畅通,在施工期间采取适当的措施确保原路的通行。主要措施如下。
(1)施工交通路网设计与组织。工程施工前期,尽量利用现有路网的道路进行工程运输,对于现有路网中局部道路狭窄,不利于大型工程车辆通过或会车的路段,先加宽、加固,再通车;在工程全线道路路基基本成型后,开放交通;以减少对原有道路附近企业及居民的交通干扰。
(2)对施工中需全道路封闭、占用的道路,先修建临时便道,将原车道上的通行车辆疏导到临时便道上后,再封闭原有车道,施工占用道路部分工程;待交叉路口建设完成后,恢复原路交通。
(3)做好做细交通疏导工作,利用周边现有乡道、村道分流,减少行车干扰。
(4)在整个施工组织计划中,可以根据实际施工情况,对施工组织计划进行相应的调整,以适应施工和老路通行需要,并应优先安排重点工程的实施以保证施工质量。
综上所述,道路沥青路面难免出现一些病害问题,这就要求在运营管理过程中做好病害分析与处理。以上对沥青路面病害产生原因和养护措施进行了初步分析与总结,旨在为实际的沥青路面养护施工提供技术参考。
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市政工程施工
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公路沥青路面病害及养护施工技术研究花二涛 石家庄宏业交通建设监理有限公司 摘 要: 为解决公路沥青路面病害问题,首先,从设计、施工、运营和环境方面分析了沥青路面损坏的影响因素;然后,探讨了裂缝、车辙、波浪、拥包、沉陷、泛油、松散及坑槽等病害的成因,并阐述了沥青路面病害处理原则与方法;最后,提出了不同类型病害的养护处理措施及要点,可为相关人员提供参考。 关键词: 公路工程;沥青路面;施工技术;
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