沥青路面常见病害分析及其防治措施

沥青路面常见病害分析及其防治措施内容提要路面损坏分析1路面损坏分类2常见病害机理简介34损坏工程实例5现象、原因、预防及治理措施67损坏机理措施我国公路概况2009年，全国新修通了4719公里高速公路，使得全国通车总里程达到6.5万公里，通车总里程继续居世界第二位。到2020年，基本建成国家高速公路网，中国高速公路通车里程将达10万公里。1路面损坏分析沥青路面在行车荷载的反复作用下和自然因素的不断影响下会逐渐出现损坏，其使用性能逐渐恶化。由于荷载、环境、材料组成、结构层组合、施工和养护等条件的变异，损害形态是多种多样的。从表象上看，有各式各样的裂缝，如横向或纵向裂缝、块状裂缝和网状裂缝（龟裂）等；也有各种类型的变形，如沉陷、车辙、搓板、推移和拥起等；表层有时可能还有各种露骨、松散、剥落、坑槽和泛油等现象的出现。上述各种损害现象或单独发生，或同时出现，错综复杂。然而，透过现象看本质，有着一定的规律性。各种损害的产生都是行车因素和自然因素同路面相互作用的结果，随着路面工作特性和外界因素影响程度的不同而变化。1路面损坏分析鸡爪形不规则裂缝鸡爪形不规则裂缝纵向平行裂缝弯拉疲劳剪切疲劳1路面损坏分析第一阶段：总体成功，主要问题是反射裂缝问题（96年前）第二阶段：高速公路逐渐成网，运输量增加，压实不足以及重交通，主要问题是“水损坏”（97－01年）目前，面层混合料普遍采用密实型，使用改性沥青和SMA，“水损坏”减少，车辙严重2路面损害的分类根据路面损害现象的肇因、其危害性以及对使用性能的影响，可以把沥青路面的损害划分为三类：损害类别沥青路面裂缝类纵向裂缝、横向裂缝、龟裂、块裂、反射裂缝变形类车辙、波浪、沉陷、隆起、推移表面损坏类泛油、松散、坑槽、磨损、露骨、脱皮3常见病害机理简介沉陷：路基由于水文条件很差或翻浆而过于湿软，通过路面传给路基的轮载应力超过了土的抗剪强度，车轮轮带处的路面便出现较大的沉陷变形，并在轮带两侧伴随出现隆起现象。路面结构的变形能力不能适应这样大的弯曲变形，便会产生裂缝，逐渐发展成网裂。3常见病害机理简介车辙：路面并未出现很大的凹陷和隆起变形，但轮迹处（特别是在渠化交通下）出现相对其两侧来说较大的变形（10mm-20mm以内），从而在纵向形成车辙。车辙的出现，是行车荷载多次重复作用下路基和路面塑性变形（包括压密和剪切变形）逐步积累的结果，即便路基和路面具有足够的刚度，每一次行车荷载作用下产生的塑性变形量极小，但多次重复作用后累积而达到的量还是相当可观。特别是在高温和轮压大时，沥青层因蠕变而积累的塑性变形量较大。3常见病害机理简介疲劳开裂:裂缝是沥青路面最普通的一种损坏现象。疲劳开裂是指路面无显著永久变形情况下沿轮迹带出现的裂缝。行驶在路上的轮载使沥青面层受到反复的弯曲变形。当荷载作用下面层底部产生的弯拉应变（应力）超过了材料的疲劳限度，便在底面处发生开裂，并逐渐扩展到表面。初期是一串细微的纵向平行裂缝，随着行车的反复作用，裂缝连片发展成网状或龟背状裂缝。3常见病害机理简介反射裂缝、低温开裂:水泥稳定类基层由于湿度变化或水泥混凝土路面板块之间接缝错台而产生横向收缩裂缝反映到面层上来，使面层相隔一定距离出现横向反射裂缝。寒冷地区面层材料本身在低温时收缩受到阻碍产生较大的拉应力，当拉应力超过材料的抗拉强度时，面层便会出现横向断裂，这些横向裂缝在初期不会影响行车，但在水分不断侵蚀下，其边缘会出现碎裂而使缝隙扩大，并在其周围逐步发展成网状裂缝。3常见病害机理简介松散和坑槽:由于面层材料组合不当或施工质量差，结合料含量太少或粘结力不足或外来油的侵蚀及重载情况下，面层混合料的集料间失去粘结而成片散开，成为松散。松散的材料被车轮后的真空吸力以及风和雨等带离路面，便形成大小不等的坑槽。网裂的后期，碎块被行车荷载继续碾碎，并被带离路面，也会形成坑槽。3常见病害机理简介泛油推移（拥包):面层沥青混合料中沥青含量偏多或空隙率太小（低于3%）时，沥青会在夏天受行车的作用而溢出路表面，形成一层有光泽的沥青膜，称为泛油。这种沥青混合料的抗剪强度往往过低，在承受较大水平力作用车辆经常启动和制动的路段上，面层材料会沿行车方向发生剪切或者拉裂破坏而出现推移和拥起。4各种病害现象、原因、预防措施及治理措施的详细分析横向裂缝纵向裂缝网状裂缝反射裂缝翻浆车辙拥包搓板泛油坑槽松散脱皮啃边光面与收水井、检井衔衔接不顺施工接缝明显压实度不足构造深度不足摩擦系数不足粗细料分布不均4.1横向裂缝现象：裂缝与路中心线基本垂直，缝宽不一，缝长有贯穿整个路幅的，也有部分路幅的。原因分析：施工缝未处理好，接缝不紧密，结合不良；沥青未达到气候条件和使用条件的质量标准；半刚性基层收缩裂缝的反射缝；桥梁涵洞两侧的填土产生固结或地基沉降。预防措施：合理组织施工，摊铺作业连续进行，尽量减少冷接缝；充分压实横向接缝；选取优质的适用于本地区气候条件的沥青；桥涵两侧填土充分压实。治理方法：细裂缝（2-5mm)用乳化沥青灌缝；大于5mm的裂缝，可用改性沥青罐缝。罐缝前，清缝；罐缝后，表面撒粗砂或3-5mm石屑。4.2纵向裂缝现象：裂缝走向基本与行车方向平行，裂缝长度和宽度不一。原因分析：冷接缝未按照有关规范要求认真处理，结合不紧密而脱开；纵向沟槽回填土压实质量差而发生沉陷；拓宽路段的新老路面交界处沉降不一。预防措施：采用全路幅一次摊铺；无条件全幅摊铺时，上下层施工缝应错开15cm以上；沟槽回填土应分层填筑、压实，压实度必须达到要求；拓宽路段的基层厚度和材料须与老路面一致，或稍厚。治理方法：细裂缝（2-5mm)用乳化沥青灌缝；大于5mm的裂缝，可用改性沥青罐缝。罐缝前，清缝；罐缝后，表面撒粗砂或3-5mm石屑。4.3网状裂缝现象：裂缝纵横交错，缝宽1mm以上，缝距40mm以下，1㎡以上。原因分析：路面结构中夹有软弱层或泥灰层，粒料层松动，水稳性差；沥青与沥青混合料质量差，延度低，抗裂性差；沥青层厚度不足，层间粘结差，水分渗入，加速裂缝的形成。预防措施：沥青面层摊铺前，对下卧层应认真检查，及时清除泥灰，处理好软弱层，保证下卧层稳定，并宜喷洒0.3-0.6kg/㎡粘层沥青；原材料质量和混合料质量严格按照规范要求进行选定、拌制和施工；沥青面层各层应满足最小施工厚度的要求，保证上下层的良好粘结；路面结构设计应做好交通量调查和预测。治理方法：如夹有软弱层或不稳定结构层，应将其铲除；结构层积水引起网裂，铲除面层4.3网状裂缝后，加设排水设施，再铺筑新的沥青混合料；若因沥青层厚度不足引起网裂，则铣刨网裂的面层后加铺新料来处理；路基不稳造成网裂，可采用石灰或水泥处理路基，或注浆加固处理；由于基层软弱或厚度不足引起路面网裂时，可分别采取加厚、调换或综合稳定的措施进行加强。4.3网状裂缝4.3网状裂缝4.4反射裂缝现象：基层产生裂缝后，在温度和行车荷载作用下，裂缝将逐渐反射到沥青层表面，路表裂缝的位置形状与基层裂缝基本相似。半刚性基层以横向裂缝居多。对于在柔性路面上加罩沥青结构层，裂缝形式不一，取决于下卧层。原因分析：半刚性基层收缩裂缝的反射裂缝；在旧路上加罩沥青面层后原路面上已有裂缝包括水泥混凝土路面的接缝反射。预防措施：采取有效措施减少半刚性基层收缩裂缝材料；在旧路面加罩沥青路面结构层前，可先铣削原路面后再加罩，或采用铺设土工织物、玻纤网后再加罩，以延缓反射裂缝的形成。治理方法：裂缝小于2mm时，可不作处理；大于2mm的裂缝，可用改性沥青罐缝。罐缝前，清缝；罐缝后，表面撒粗砂或3-5mm石屑。4.5翻浆现象：基层的粉、细料浆水从面层裂缝或从多空隙面层的空隙处析出，雨后路表面呈淡灰色或白色。原因分析：基层用料不当，或拌和不均，细料过多；低温季节施工的半刚性基层，强度增长缓慢，而路面开放交通过早，在行车与雨水作用下使基层表面粉化，形成浆水；冰冻地区基层，冬季水分积聚成冰，春天解冻时翻浆；沥青面层厚度较薄，空隙较大，雨水下渗，促使翻浆形成。表面处治和贯入式面层竣工初期，由于行车次数不多，结构层尚未达到应有密实度就遇到雨季，使渗水增多，基层翻浆。预防措施：采用含粗粒料的水泥、石灰粉煤灰稳定类材料作为高等级道路的上基层；低温季节施工时，石灰稳定类材料可掺入早强剂，以提高早期强度；4.5翻浆根据道路等级和交通量要求，选择合适的面层类型和适当的厚度；设计时应考虑排水结构。治理方法：及时清除雨水进水孔垃圾，确保排水顺畅，；对轻微翻浆路段，挖除面层，清除基层表面软弱层，施设下封层后铺筑沥青面层；严重翻浆路段，将面层基层挖除，如涉及路基，需处理好路基后铺筑良好的半刚性基层，并做好排除内部积水的技术措施。动水头4.6车辙现象：路面在车辆荷载作用下轮迹处下陷，轮迹两侧往往伴有隆起，形成纵向带状凹槽。实施渠化交通的路段或停刹车频率较高的路段较易出现。原因分析：沥青混合料热稳定性不足；面层施工时未充分压实；基层或下卧层软弱或不稳定夹层或未充分压实。预防措施：粗集料应粗糙具有较多的破碎裂面；根据气候条件选择优质沥青，优化配合比设计；施工时按照规范碾压，保证压实度；对特殊路段，要采用改性沥青或高性能沥青；道路结构设计时，每层厚度不超过集料最大粒径的4倍。治理方法：4.6车辙仅轮迹处凹陷，两侧无隆起，凿去面层，凿毛凹槽，涂刷粘层沥青，修补；若轮迹两侧同时隆起，应先将隆起部位凿去，波谷处原面层凿毛，涂粘层油，铺筑与面层相同的混合料；因基层强度不足、水稳性不好引起，则对基层进行补强或挖除损害的基层重新铺筑。4.7拥包现象：沿行车方向或横向出现局部隆起。较易发生在车辆经常启动、制动的地方。原因分析：沥青用量偏高或细料偏多；面层摊铺时，底层未清扫或未喷洒粘层油；基层或下面层未经充分压实，强度不足；日常养护时，局部路段沥青用量过多，细集料偏细；陡坡或平整度较差路段，面层混合料低处积聚。预防措施：配合比设计时，控制沥青含量和细集料用量；面层摊铺前下层清扫干净并喷洒粘层油；人工摊铺时，做到粗细均匀分布。4.7拥包治理方法：路面拥包、可在气温较高时，用加热器烘烤发软后铲除，夯实后用烙铁烙平，而后找补平顺对已趋于稳定(其底部沥青混合料油分挥发或老化)不再发展的拥包，可用铣刨机，铣刨平整后，加铺稳定性较好的沥青混合料。4.8搓板现象：路表面出现轻微、连续的接近等距离的起伏状，形似洗衣搓板。虽峰谷高差不大，但行车时有明显的频率较高颠簸感。原因分析：沥青混合料的矿料级配偏细，沥青用量偏高，高温季节，面层材料在车辆水平力作用下，发生位移变形；铺设沥青面层前，未将下层表面清扫干净或未喷洒粘层沥青；旧路面上原有的搓板病害未认真处理即在其上铺设面层；施工机械设备操作不当。预防措施：合理设计与严格控制混合料的级配；在摊铺沥青混合料前，须将下层顶面的浮沉杂物清扫干净，并均匀喷洒粘层沥青基层、面层应碾压密实；旧路上进行沥青罩面前，须先处理原路面上已发生的搓板病害，否则压路机无法将搓板上新罩的面层均匀碾压密实，新的搓板现象随即就会出现；合理配置施工机械设备，并按操作规程进行操作，形成设备与材料特性匹配技术。治理方法：因上下层相对滑动引起的搓板，应将面层全部铲除，并低于原路面，其深度应4.8搓板大于修补沥青混合料最大粒径的2倍，槽壁与槽底垂直，清除下层表面的碎屑、杂物及粉尘后，喷洒粘层沥青，重新铺装沥青面层；属于基础原因形成的搓板，应对损坏的基层进行修补。4.9泛油现象：表面处治和贯入式路面的表面基本上被一薄层沥青覆盖，未见或很少看到集料，路表光滑，容易引起行车滑溜交通事故。原因分析：表面处治，贯入式使用沥青标号不当，针入度过大；沥青用量过多或集料洒布量过少；动态施工，面层成型慢，集料散失过多。预防措施：施工前须根据本地区气候条件选定合适的沥青标号；优化沥青混合料配合比设计。治理方法：在热天气温较高时进行处理最为有效。如轻微泛油，可撒布3-5(8)mm石屑或