摘要:高速公路沥青路面结构长期在交通荷载、温度变化及水等因素作用下,出现不同程度的车辙、裂缝、坑槽、沉陷等病害,路面的结构性和功能性受到了一定程度的破坏,路面的整体服务性能降低。为保证道路的正常运营,延长路面使用寿命,必须对沥青路面采取必要的养护措施。文章结合宁洛高速公路漯(河)周(口)界(首)段沥青路面工程养护项目,对其路面病害进行检测、分析,提供出合理的养护技术方案。
关键词:沥青路面; 病害; 路面检测; 养护方案;
Abstract:Under the long-time influence of traffic load, temperature change, water and other factors, the asphalt pavement structure of expressway suffers from different degrees of rutting, cracks, pits, subsidence and other diseases. The structure and functionality of the pavement are damaged to a certain extent, and the overall service performance of the pavement is reduced. In order to ensure the normal operation of the road and prolong the service life of the pavement, necessary maintenance measures must be taken for the asphalt pavement. The first section of Luohe-Zhoukou highway maintenance project is analyzed in this paper.
1 工程介绍
G36宁洛高速是河南省公路规划网“三纵三横四辐射”的重要组成部分,是河南省东西方向的重要通道,其中漯河至周口段于2001年12月底建成通车,全长48公里,周口至界首段于2002年12月底建成通车,全长75公里,设计速度120km/h,路基宽26m,双向4车道。原路面结构层4cm AC-16中粒式沥青混凝土+5cm AC-20中粒式沥青混凝土+6cm AC-25粗粒式沥青混凝土+32cm水泥稳定碎石+20cm石灰稳定土。通车以来,在交通荷载、温度变化及水等因素作用下,出现不同程度的车辙、裂缝、坑槽、沉陷等病害,路面的结构性和功能性受到了一定程度的破坏,路面的整体服务性能降低。
2 路面技术状况评定
根据《公路技术状况评定标准》所提出的路面检测要求、评价指标和标准,路况调查及检测内容主要包括路面损坏、路面平整度、路面车辙、路面抗滑性能、路面结构强度、路面结构取样等。在对原路面详细调查研究的基础上,提出了路面整治方案。
2.1 路面平整度IRI评定
采用ZOYON-RTM智能道路检测车,对G36宁洛高速漯周界段进行平整度检测。检测结果表明,K510+000-K491+848(下行道)、K415+000-K410+000(下行道)、K398+000-K390+000(下行道)国际平整度指数IRI小于2.3m/km的路段里程21公里,大于2.3m/km的路段里程11公里。上行道K390+200~K390+500、K428+260~K428+360及下行道K437+845~K388+832、K508+000~K476~330中部分路段,国际平整度指数IRI小于2.3m/km的路段里程30公里,大于2.3m/km的路段里程13公里。
2.2 路面车辙深度(RD)评定
检测结果表明,全线车辙并不明显,车辙深度平均数据小于10mm,不需要专项处理。
2.3 路面强度(PSSI)评定
原设计一期工程漯河~周口段设计弯沉值LD=22.4(0.01mm),二期工程周口~界首段设计弯沉值LD=21.2(0.01mm)。根据检测数据,K397+600-K390+000弯沉代表值33.8 (0.01mm)及K398+200-K388+800弯沉代表值32.3(0.01mm)路面结构强度状况较差,需对路段路面结构进行补强处理;其他路段路面结构强度状况较好,可进一步进行面层的养护处理。
2.4 路面破损状况PCI评定
经过路面技术状况评定,宁洛高速漯周界段(K388+280~K511+000)路面损坏状况指数PCI较差的路段主要集中在下行道,病害类型为裂缝、龟裂、沉陷、坑槽等。K510+000-K491+848(下行道)、K415+000-K410+000(下行道)、K398+000-K390+000(下行道)段路面PCI指数大于90的路段里程8公里,PCI指数小于90的路段里程24公里;上行道K390+200~K390+500、K428+260~K428+360及下行道K437+845~K388+832、K508+000~K476~330中部分路段,路面PCI指数大于90的路段里程11公里,PCI指数小于90的路段里程32公里。
3 路面病害调查及原因分析
3.1 路面破损主要类型
根据调查,G36宁洛高速漯周界段路面专项工程的主要路面病害有:横向裂缝、纵向裂缝、龟裂、沉陷、坑槽、车辙等,其中裂缝病害较为严重。
3.2 主要路面病害原因分析
横向裂缝。本项目的横缝主要为半刚性基层的裂缝反射、面层温缩裂缝及少部分的路基不均匀沉降引起的,面层材料的老化加剧了裂缝的发生和发展。
纵向裂缝。纵缝多位于车道中央或行车道边缘,原因是因为地基承载力、填土高度、施工压实、荷载作用在横向的不均匀导致的路基不均匀沉降引起纵向裂缝的产生。
龟裂。在重复交通荷载作用下,沥青面层或基层的疲劳破坏产生一系列相互贯通的裂缝,裂缝连通起来,形成了多边、锐角的小块,发展成为网状或龟纹状的裂缝。
车辙。从交通组成和气候情况分析,宁洛高速漯周界段沥青路面车辙主要是由于交通荷载重复作用产生的后期压密型车辙,部分路段源于高温重载的流动性车辙。
通过在各类型病害严重的地方进行钻芯取样,多数芯样存在不同程度的破坏,其中纵横裂缝较为严重的地方芯样损坏较为严重,主要表现为芯样断裂、破碎、裂缝贯穿等。
4 沥青路面养护处治方案研究
根据路面技术状况评定及路面状况现场调查情况,可以看出本项目路面主要病害为裂缝,针对其产生原因,制订选用橡胶沥青混合料铣刨重铺及加铺的方案,同时在加铺施工前应对原有道路的病害进行彻底处理。橡胶沥青混合料主要有以下优点:(1)有较大的弹性和弹性恢复性能,能较好的延缓反射裂缝;(2)提高了沥青混合料的抗车辙性能;(3)降低了沥青路面的温度敏感性,改善了抗疲劳开裂的性能,提高了路面的耐久性;(4)有较高粘度,提高了路面的抗老化性能;(5)橡胶沥青在降噪音方面功效显着;(6)开级配或间断级配橡胶沥青路面防滑功能高、大大提高了道路安全。
可以看出,橡胶沥青混合料具有较好的应用价值及对本路段养护的适用性,但橡胶沥青混合料在施工过程中质量不易控制,需要注意以下几点:(1)橡胶沥青不适用于小型工程施工;(2)施工对温度要求高;(3)橡胶沥青施工时,气味较大,如果是封闭环境施工,需进行防护;(4)橡胶沥青的使用时间的限制;(5)在温度较低或降雨时不宜进行橡胶沥青及其混合料的施工。
4.1 铣刨重铺方案
铣刨一层(或二、三层)沥青面层重新恢复原来路面结构,并保持原路面设计标高不变。(1)若沥青路面仅上面层损坏时,则只铣刨上面层,并摊铺一层4.0cm厚AR-AC-13SC型橡胶沥青混凝土至原路面标高。(2)若沥青路面损坏至中面层时,则铣刨至沥青路面中面层,并摊铺4.0cm厚AR-AC-13S型橡胶沥青混凝土+5.0cm厚AC-20C型中粒式沥青混凝土至原路面标高。(3)若沥青路面损坏至下面层时,则沥青路面面层全部铣刨,并摊铺4.0cm厚AR-AC-13S型橡胶沥青混凝土+5.0cm厚AC-20C型中粒式沥青混凝土+6.0cm AC-25C型粗粒式沥青混凝土至原路面标高。
4.2 加铺方案
加铺施工前应对原路面局部坑槽、车辙、沉陷、裂缝、拥包等病害进行详细排查并彻底处治,确保路面平整度达到要求,禁止在存在上述病害的路面上实施加铺。病害处治后加铺4.0cm厚AR-AC-13S型橡胶沥青混凝土。
4.3 路面病害处理方案
路面裂缝处理方案。(1)在裂缝两侧进行弯沉检测,弯沉差小于百分之六毫米的,可以不处理裂缝直接加铺。弯沉差大于6(0.01mm)的,如有唧泥,压化学浆处理,然后再进行后续处理工序。(2)如果裂缝宽度小于5mm,清除缝中杂物,稠度较低的热沥青(缝内潮湿时应采用乳化沥青)进行灌缝、贴抗裂贴后回填碾压。裂缝处理彻底后最后再实施加铺。(3)路面裂缝宽度在5mm以上时,清除裂缝两侧松散的石料后,沿路面裂缝浇筑改性乳化沥青0.5kg/m,用米石沿裂缝处撒布,人工夯实,再浇筑改性乳化沥青0.3kg/m;裂缝处理后沿裂缝处铺设抗裂贴。铺设长度为裂缝边缘外1m,铺设平整,采用水泥钉固定。(4)如果横缝缝宽较大,先用弯沉车测每条横缝前后的弯沉差,弯沉差大于百分之六毫米的,先压浆处理,然后再把横缝处的上面层铣刨开槽,对中面层灌缝后贴抗裂贴,回填上面层,用大型压路机碾压,最后再实施加铺。(5)对于裂缝不太深的路段,应在铣刨一层后,观察下一层裂缝情况。若在容许范围内,可考虑裂缝处置后(灌缝或贴抗裂贴等)再铺上层。对于沉陷段落铣刨后,应查找原因,分清是基层损坏、路基损坏或地基下沉,再拟定处置方案(修正基层、灌浆或加桩等)。
路面坑槽、网裂、拥包等路面病害处理方案。(1)划线:大致与路中心线保持平行或垂直。(2)开挖:用铣刨机铣刨成台阶。(3)清理:清除沥青砼废料并回收。(4)除尘:用钢刷对四壁及槽底进行清刷,使用吹风机或气泵吹风除尘,确保干净、干燥。(5)洒粘油:清扫完毕后,喷洒乳化沥青。(6)拌和、摊铺沥青混合料:根据实际情况按上、中、下三层进行分层摊铺。(7)碾压:按照先轻后重、先边后中的原则进行碾压。(8)修补:对平整度达不到要求的进行修补。(9)抹边:在坑槽四周与原路面结合处,抹宽5cm、厚2mm的双面贴,应达到宽度、厚度均匀一致。(10)养生、开放交通:待所补坑槽混合料温度低于50℃时,开放交通。
5 结束语
高速公路沥青路面在长期运营中,必然会出现不同程度的车辙、裂缝、坑槽、沉陷等病害,路面的整体服务性能降低。为道路延长路面使用寿命,必须对沥青路面采取必要的养护措施。根据路面状况调查及分析,路面结构状况评价、路面性能状况评价和病害现状,科学、合理地制定了沥青路面养护方案。
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