修补路面范文

2024-07-09

修补路面范文(精选12篇)

修补路面 第1篇

1 沥青路面裂缝类型

路面裂缝从外观上可分为纵裂、横裂和龟裂,从产生机理上,裂缝可以分为2类:荷载型裂缝和非荷载型裂缝。荷载型裂缝主要是由于行车荷载造成的裂缝,非荷载型裂缝主要有温缩裂缝和干缩裂缝,其中温缩裂缝的产生与基层的类型无关,而干缩裂缝是由于半刚性基层材料的干缩而产生的反射裂缝[4,5]。

2 裂缝形成机理

2.1 荷载型裂缝

行车荷载的作用而发生的结构习惯破坏裂缝,在车轮荷载作用下,半刚性基层的底部将产生拉应力。当拉应力大于半刚性基层材料的抗拉强度时,半刚性基层的底部就会很快开裂,在行车荷载的反复作用下,底部的裂缝会逐渐扩展到上部,并引起沥青面层也产生开裂。

2.2 温度裂缝

温度裂缝主要包括低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝。

2.2.1 低温收缩裂缝

在寒冷季节,沥青材料变得越来越硬,并开始收缩。由于沥青面层在路面中受到约束的,当气温大幅度下降时,沥青面层中产生的收缩拉应力或拉应变一旦超过沥青混合料的抗拉强度或极限拉应变,沥青面层就会开裂。

2.2.2 温度疲劳裂缝

这种裂缝主要发生在太阳辐射强烈,温差大的地区。沥青面层因白天温度与夜间温差相当大,在沥青面层中会产生较大的温度应力,此温度应力反复作用在沥青面层中使得沥青面层产生疲劳开裂。

2.3 反射裂缝

一方面在基层成型过程中,因基层材料失水收缩而形成较有规律的横向裂缝;另一方面基层材料因温度骤降而发生低温收缩开裂。这2种收缩变形使沥青面层地面承受拉力,当拉力超过沥青的抗拉强度时,就使沥青面层底部拉裂,造成下层位移,并随着温度、湿度的循环变化及行车荷载的反复作用导致沥青面层裂缝沿竖向向上扩展到路表,从而形成沥青路面横向裂缝。

3 裂缝修补工艺

3.1 灌缝填封

采用沥青、改性沥青等热施工灌缝材料填封是一种使用多年的传统方法,但这些修补材料的抗老化性、粘结性、温度敏感性以及韧性交叉,维修后的裂缝容易在原裂缝处重新开裂,其失效率在85%以上[6]。随着时代的发展,养护技术的不断进步,沥青路面裂缝病害处理,先后出现了各种新材料、新技术、新工艺。其中,用密封胶灌缝工艺取代传统的沥青灌缝工艺处理沥青路面裂缝,是目前公路养护技术的一大改进,新型密封胶灌缝材料主要包括聚氨酯、聚硫、硅酮类等。

灌缝填封施工工艺主要包括裂缝的开槽、裂缝清理和干燥、灌缝以及修整工作几个步骤。 灌缝填封工艺主要适用于非荷载型的温度裂缝,裂缝处于中、早期发展阶段。如果裂缝周围已出现网裂、严重的沉陷、翻浆或出现变形破坏,则不宜使用灌缝填封工艺来处理。

3.2 压浆法

压浆法主要针对路面纵面较宽的裂缝养护[7]。纵面裂缝一般出现在高填方路段,如不进行彻底处治将严重危及路基的稳定与行车的安全。压浆材料可以采用水泥净浆,氰凝(聚氨酯类)、丙凝(丙烯酸酯类)等,压浆前用环氧树脂砂浆对裂缝表面进行封堵,沿裂缝预埋注浆管,从一端开始,依次压浆,直到相邻注浆管溢出浆液为止。施工流程为:控制车辆行驶——摆放交通控制标志——选定混凝土板钻孔位置——钻孔——制浆——压浆——堵孔——清理现场——封闭交通养护——开放交通。

3.3 封层、罩面修补法

在大面积多裂缝地段时,较宜采用稀浆封层、罩面等措施进行裂缝修补。稀浆封层技术是把沥青、水和化学物质的混合物在强力机械的作用下,形成乳化沥青悬浮液,由专用的封层机铺在沥青路面上,厚度为0.5~0.6 cm。在铺筑过程中乳化沥青将渗入裂缝中,待其破乳水分蒸发后,达到修补裂缝的目的。沥青混合料罩面法是一种根据路面裂缝严重情况,结合路段使用间隔年限,交通量较大时选用的一种方法。该方法适用于路面裂缝较为严重的情况。具体是在路面喷洒乳化沥青后,散布碎石石屑,用压路机将骨料嵌挤进原路面50%~70%。

4 裂缝预防措施

4.1 基层控制

在进行半刚性路面设计时,首先应选用抗冲刷性能好、干缩系数和温缩系数小、抗拉强度高的半刚性材料做基层。

4.2 设置应力吸收层

对于反射裂缝可以在基层与面层之间设置橡胶沥青中间层、预制织物膜带条、土工织物或土工格栅中间层等均匀应力吸收层或应力吸收薄膜,对减缓反射裂缝的产生与扩展有明显的效果,可使裂缝处相对位移产生的应力传到面层时大为减小,明显降低应力强度因子。

4.3 原材料及级配优选

沥青品质的优劣是裂缝产生的重要因素。选用松弛性能好的优质沥青做沥青面层。同时,在稳定度满足要求的前提下,优先选用针入度较大的沥青做沥青面层。另外,改性沥青表现出高粘结力和抗氧化、老化能力强的特点,能较好的抵抗荷载型裂缝、低温收缩和高温疲劳所引起的裂缝。集料方面应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好,与沥青粘附性好的材料。沥青混合料的级配也是一项重要因素,在合理选配混合料级配时,应兼顾其高温稳定性,疲劳性能和低温抗裂性能以及路表特性和耐久性等方面的要求,在条件允许的情况下,可以采用间断级配、大空隙、密实型的沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)。另外,在半刚性基层上,可以采用预开裂技术,即在沥青路面上采用人工预切缝的方法对沥青路面裂缝加以控制[8]。

5 结 语

由于沥青路面裂缝的存在,加速了路面使用功能的降低,缩减了道路的使用寿命,提前了路面大中修或局部维修,加大了高速公路的营运成本。因此针对沥青路面裂缝这一早期破坏现象必须予以高度重视。只有合理设计,优质选材,精心施工,加强养护,杜绝以上各种不利因素的发生,才能解决沥青混凝土路面的裂缝问题,提高沥青混凝土路面的工程质量。

摘要:阐述了沥青路面裂缝修补的重要性;介绍了沥青路面裂缝的类型和裂缝形成机理,针对沥青路面裂缝,介绍了沥青裂缝修补养护工艺,并提出了沥青路面裂缝预防性措施。

关键词:沥青路面,裂缝,修补,预防

参考文献

[1]安平,王鹏程,黄高勇.浅谈采用热用密封胶开槽灌缝方法处理高速公路路面裂缝问题[J].公路工程与运输,2006(1):56-58.

[2]邓平.沥青路面裂缝分析及防治与维修措施[J].公路与汽运,2004(5):29-31.

[3]朱颖峰,郭小宏,夏明.浅析沥青路面早期微裂缝修复机理[J].道路工程,2009(3):63-65.

[4]许俊国.沥青路面裂缝形成原因及防治措施[J].交通世界,2007(4):85-86.

[5]钟王君,李相伟,许健生.沥青路面裂缝的成因及修补措施研究[J].山西建筑,2007,33(13):286-287.

[6]曾勇军,谢兆星.沥青路面裂缝修补技术探讨[J].公路工程与运输,2006(11):121-124.

[7]樊仲贤.沥青混凝土路面裂缝成因和养护处理[J].甘肃科技,2005,21(10):164-168.

沥青路面裂缝的修补措施探讨 第2篇

沥青路面裂缝的修补措施探讨

分析了沥青路面裂缝产生的.原因,结合多年的实际工作经验,从热融型灌缝胶开槽修补、贴缝带修补裂缝、热再生设备修复三种方法阐述了沥青路面裂缝修补措施以及施工工艺,仅供相关专业人士参考.

作 者:褚丹鸣 作者单位:温州大桥管理处,浙江,温州,325011刊 名:中国科技博览英文刊名:ZHONGGUO BAOZHUANG KEJI BOLAN年,卷(期):2009“”(5)分类号:U4关键词:沥青路面 裂缝 修补

公路沥青路面裂缝修补技术研究 第3篇

关键词:公路沥青路面;裂缝修补技术

一、公路沥青路面裂缝的类型

1、纵向裂缝

该种裂缝较长且形状较直,纵向裂缝一般与道路是保持平行延伸的趋势,出现至缝的状况普遍来说是比较少的。导致纵向裂缝的主要原因在于施工接缝质量不好、路基结构承载力不足以及路面的不均匀沉降。一般而言,如果是道路工程的结构承载不够,那么极易造成道路的边缘出现裂缝,如果处理不够及时恰当,造成的危害将会比较大。

2、横向裂缝

由于温湿度的变化、路面产生收缩和路面应力不能均匀分布而引起的;裂缝与路面中心线基本垂直,缝宽不一,缝长有的贯穿整个路幅的,也有的贯穿部分路幅的,在桥涵中最为常见。裂缝产生的主要原因:①施工过程中施工缝不紧,结合不好②沥青未达本地区要求的质量标准③混合料中使用的沥青配合比不同造成材料收缩变形④温差气候发生大幅度的变化造成路面收缩,收缩拉力大于沥青混凝土的抗拉强度产生开裂【1】。

3、块状裂缝

这种裂缝主要是路面被分割成一块块矩形的块状,一般是大面积的出现,特别是在交通量比较小的路面上比较容易出现。道路工程出现路面块状裂缝的话,相关道路工程施工人员就要多加关注,因为这就预示着道路开始出现老化现状,使用寿命将是会大打折扣的。

4、网状裂缝

多为单条裂缝产生后未及时处理又出现了横向或者是斜向裂缝,交错起来形成网状造成更为严重的破坏性。网状裂缝一般是由于路面材料配合比不当,路基压实度不足以及施工过程中填缝不及时引起的。沥青路面使用的长时间老化也会引起网裂现象。

二、公路沥青路面裂缝修补技术分析

1、合理选择裂缝修补时机

裂缝产生后应及时修复,修复的过程中除了填缝的材料以外,填缝的时机选择也比较重要,不同的填缝时机所产生的填缝效果差别很大。

1.1 春季

春季填缝时间应在4月左右,温度在7~10℃左右效果为最佳,这个时候裂缝宽度为最大宽度的一半,填缝的过程中材料很容易入缝,而且在材料凝结的过程中裂缝不会有过度的拉伸和压缩应力。填缝材料在此期间可以很好地与裂缝壁面结合,不会被拉脱和挤出裂缝。

1.2 夏季

夏季对于我国南北方填缝时机不同,南方虽然气温干燥,填补料与壁面结合较快,但是由于热胀冷缩的原理裂缝此时较小填料不易入缝,即时是填入了裂缝中也处于长时间的拉应力状态,这样填料很容易脱落。北方部分夏季温度较为凉爽的地区可以采取小规模的修补,但是总体来说填料时机不是最佳选择。

1.3 秋季

秋季虽然温度和气候较为合适,但是裂缝多处于拉应力状态,且裂缝开口也不大,相对于春季填缝来说时间较为滞后,延迟了修补时间导致水分渗入侵泡较多,加速了路面的破损。

1.4 冬季

冬季由于气温最低,裂缝宽度也达到了一年之中的最大值。此期间较为理想的填缝时机是当裂缝处于最大值的时候填入封料,这样可以有效的防止水渗入,但是此方法的弊病就在于此时环境温度太低,填料的粘结性较差,且裂缝处于最大值时时间较短,往往就是那么几天,然后又处于压缩应力状态,若填料强度不够的话又会被挤压出来,所以此方法虽可行但需慎用。

2、灌缝技术

灌缝技术作为沥青路面预防性养护技术的重要组成部分,通过封闭路面裂缝,防止水渗入路面结构内部,被国际上广泛认为是减缓路面病害出现、延长路面使用寿命的有效手段。我国《公路养护技术规范》(JTJ073-96)和《公路沥青路面养护技术规范》(JTJ073.2-2001)中裂缝修补方法的要点是:(1)5mm以内裂缝处理方法:先将裂缝中得杂物清除干净,然后将热沥青(若裂缝内部比较潮湿,需用乳化沥青)灌入,灌入量达到裂缝深度大约三分之二的位置时,将干净的粗砂、石屑填进裂缝,再捣实,最后将溢出表面的沥青及矿料清走即可;(2)5mm以上裂缝处理方法:将松动的裂缝边缘出去,然后将拌合好的热板沥青混合料填入缝中,再捣实;同样,如果裂缝内部比较潮湿,应将热板沥青混合料改为乳化沥青混合料。多年的实践证明,这种不开槽的裂缝修补方法虽然施工设备和材料费用投入少,初期施工费用低,但是使用寿命很短,裂缝密封效果很差,根本达不到裂缝维修的效果和目的,目前,高等级公路已经很少采用这种裂缝修补方式。现代意义上的沥青路面灌缝技术是指采用专用的设备(如开槽机、灌缝机、打胶枪等)和专用的材料(各种类型路面专用密封胶)按照特定的施工工艺进行路面裂缝处理的一种技术【2】。目前,主流的路面灌缝材料为加热施工式的橡胶沥青类密封胶,常温施工式的灌缝材料(如聚氨酯、聚硫、有机硅)也在逐步应用和推广。

3、压缝带施工技术

压缝带,又称贴缝带,是指通过外力挤压带状材料进行封闭裂缝,是近年来兴起的一种新型裂缝修补材料,类似于路面裂缝“创可贴”,分为自粘式和热粘式两种。施工方法:不需要开槽。清理缝面尘土和杂物,据裂缝的宽度,裁割压缝带产品,避免污染压缝带的粘贴面。热粘式压缝带采用液化气喷火枪同时加热路面裂缝和压缝带的粘贴面,当沥青路面裂缝面出现油点且压缝带粘贴面变油滑时,即可粘贴在裂缝面上。对于水泥路面接缝,加热时间需要相对长些,喷火枪应离压缝带稍远些。当裂缝转弯向右时,只需稍稍烘烤压缝带左侧,反之亦然。对压缝带收尾部分,加热缝面和压缝带的时间可稍长些。压缝带粘贴在缝面上后,应加热压缝带两侧至油滑。自粘式压缝带无需加热,施工时直接用手掌按压一下即可,施工效率极高。根据气温条件,5min~10min后开放交通。为了防止车轮粘起压缝带,可在压缝带面上撒些细砂。施工注意事项:在下雨或潮湿天气及路面温度低于50℃时,不能进行施工;施工时,裂缝区域应干燥,无积水;烘烤压缝带时应注意喷火枪和风向,避免烧伤及烫伤。

三、加强公路沥青路面裂缝修补技术质量控制的具体措施

1、合理选择材料

防裂材料的选择要保证其温缩系数小、抗冲刷能力强的,骨料的选择应考虑其温度膨胀系数的高低,一般宜采用系数低者;面层选用优质沥青,其松弛性能要好,沥青的延度要达到指标,如果条件不允许,优质沥青缺少,可在其中添加一些聚合物或者添加剂,这些添加剂的主要作用就是提高抗裂性能。再者,为了延缓裂缝的继续扩张,混凝土最好选择密实型的。除此之外,沥青混合料的选用时必须要考虑到材料的性质,观察其材料表面是光滑还是粗糙、以及其耐磨性能是否较好【3】。

2、加强施工过程中的质量控制

2.1 填缝材料的选择:市场上的填缝材料较多,购买时应注意看清材料使用说明,选择适宜本地区气候的填缝材料。

2.2 开槽机的深度和宽度控制好,走向应沿着裂缝方向除去裂缝口的破碎老化沥青,以达到最佳粘合效果。

2.3 控制好开槽的宽度和深度,比例控制在1:1.5最为适宜,通常为(8mm,12mm;10mm,15mm;12mm,18mm)。若深宽比太小,则不能给填缝料提供太多的接触面积,造成填缝料脱落,使用一段時间后被挤压出裂缝。若深宽比太大,则又会造成填缝料的浪费,造价成本偏高。

结束语

综上所述,公路沥青路面施工质量直接关乎到整个工程的质量水平,其中裂缝是最为常见的质量问题,因此,在具体的工程中,应该加强裂缝的填补技术,促进沥青路面施工质量的有效提高。

参考文献:

[1]庞绮玲.沥青混凝土路面裂缝修补技术研究[D].中南大学,2013.

沥青路面坑槽修补工艺初探 第4篇

1 坑槽破损和维修机理

1.1 坑槽破损主要表现形式

(1) 表面层产生坑槽由于沥青路面上面层混合料局部空隙率较大、沥青与石料间的粘附力不强, 路表水 (雨水或雪水) 进入并滞留在表面层沥青混合料中, 在行车荷载尤其是重载车辆的不断作用下, 产生的动水压力使表面层的沥青从石料表面剥落下来, 沥青路面便会出现局部松散破损。散落的石料被车轮甩出, 路面自上而下逐渐会形成坑槽。这类坑槽通常深度为2~5cm, 在中国沥青路面早期破坏中是各类坑槽中最早产生, 也是产生数量最多的一类。

(2) 表面层和中面层同时产生坑槽当沥青路面表面层和中面层都是空隙率较大的半开级配沥青混合料, 而底面层为空隙率较小的密级配沥青混合料时, 路表的自由水较易渗入并滞留在表面层和中面层内。行车荷载的作用使得中、上面层内的沥青剥落, 沥青混合料失去粘结强度, 导致路表面产生网裂、形变 (局部沉陷) 和向外侧推挤, 并最终出现粒料分离。粒料被行车作用带离, 最终形成坑槽, 此类坑槽完全形成后深度一般为8~10cm。由于近年来高速公路的中上面层均采用密级配混合料, 同时对预防性养护的重视, 对坑槽及时修补, 因而此类坑槽产生数量不是太多。

(3) 底面层和基层问产生坑槽此类病害容易发生在翻浆现象非常严重的路面, 在重载车辆作用下, 自由水产生很大的压力冲刷基层混合料表层细料, 形成灰白色浆。在动水压力和孔隙水压力的反复作用下, 使得整个面层范围内的基层粒料出现松散, 并反射到面层, 形成恶性循环。最终会导致坑槽出现。这类坑槽完全形成后通常深度都大于10cm, 并且绝人多数都在车流量较大的行车道上或重载车辆较多的道路上。发生该类病害时, 通常基层也已严重破坏, 而且在形成坑槽之前路面亦表现出其他破坏现象而需要治理。因而该种病害相对来说很少。

(4) 桥面铺装层等构造物产生坑槽由于水泥混凝土梁与沥青铺装层的材料差异较大, 层间粘结处的变形不一致, 为了减少桥面的水损坏, 对桥面防水层和粘结层的要求越来越高。但由于种种原因, 使得层间局部粘附性较差, 并出现分层, 使得沥青铺装层在车辆荷载和水的共同作用下形成剥落和税皮, 最终产生坑槽。在日常养护中, 桥面翻浆现象比较严重, 每次连续雨天过后桥面容易出现坑槽, 由于桥面铺装层一般在10cm, 因而该类坑槽相对来说都不算深, 约3~5cm。

1.2 沥青路面坑槽的维修机理。

沥青路面产生坑槽破损不仅严重影响路面的表面功能和使用性能。更对安全有很大的影响。坑槽及时修补的功效, 总的来说可以概括为如下几点:

(1) 恢复沥青混凝土路面的表面功能, 恢复行车的、平顺性和舒适性。

(2) 坑槽的破坏减薄了结构层, 及时修补能恢复路面的局部强度和承载能力。

(3) 弥补坑槽破损处原有路面的强度和耐水性的不足, 具有明显的补强作用。

(4) 改善破损处承受车辆和水等外部荷载的进一步破坏扩展, 做到防治结合。

2 坑槽修补材料的研究

2.1 坑槽冷修补材料。

这类快速补路材料呈黑色颗粒状固体, 有石油溶剂气味。不溶于水, 无腐蚀性, 符合环保要求。一般有2种集料规格。第一种主要骨料粒径为8~10mm, 可用来修补深度在30mm以上的坑槽:另一种主要骨料粒径为3~5mm, 可用来修补深度在30mm以下的坑槽。

2.2 坑槽热修补材料。

用于日常养护的热修补材料主要为各种规格的沥青混合料, 由于一般的坑槽只有5cm左右, 为了保证修补处的压实度, 不发生离析现象。根据实际经验, 选择日常用的热料规格主要为AC-16或AC-13及添加改性剂的这类粒径较小的集料。

3 坑槽修补工艺的研究

3.1 冷料冷补工艺。

该施工工艺主要用于应急性修补, 通常先要开槽成型, 将待补坑槽松散物、灰尘或淤泥清除, 倒入冷补料。松铺系数为1.2~1.5, 摊铺均匀, 保证坑槽周边材料充足。但不要漫散至坑槽边沿外的路面。后用夯锤或振动式路碾机压实 (日常施工时通常采用平板夯, 如遇特殊情况可直接使用夯锤) , 深度在6cm以上的坑槽必须分层投料夯实。若密实度不足, 则经车辆行驶碾压, 修补处会略有下沉, 此时不必挖除坑内原填冷补材料, 只需将更细一级的冷补料铺上压实即可。为防止此类情况的发生, 通常使修补后坑槽地表面略高于周围路面约5~10mm) 。运行一段时间修补处就会与路面持平。每桶25kg装的冷补材料可修补面积约为50cm~50cm、深4.5cm左右的坑槽。使用冷补材料只需要大约10min即可开放交通。

3.2 热料热补的主要工艺包括:

(1) 测定破坏部分的范围与深度, 按“圆洞方补、斜洞正补”的原则, 划出坑槽修补轮廓线 (正方形或长方形) , 适当外移5cm左右, 使得接缝处理效果更好。

(2) 将加热板调整到合适的位置, 选择适当的加热区域。

(3) 用加热板加热待修的区域, 可以自行设定时间, 一定时间后路面被软化。

(4) 耙松软化的路面, 切边。

(5) 喷洒乳化沥青形成一层粘接沥青, 从料仓中输出一直保温的新的沥青混合料。

(6) 摊铺整平, 再喷洒适量乳化沥青作为再生剂。

(7) 由边部向中间反复压实4~6遍。

(8) 清理作业区域, 开放交通, 通常夏季开放交通略晚。

一般情况下修路王修补加热墙面积范围内的病害大概需要20min, 修复后接缝密合、平整、美观、耐久。

3.3 热料冷补工艺。

热料冷补适合于雨天抢救性修复。通常路面在通车几年后, 一场雨会引起全线路面出现几百、上千个坑槽。为了确保行车安全, 可以利用热修补设备的加热仓保温热料, 沿线填补坑槽。此时不用对原始坑槽进行处理, 填满后直接压实, 待好天后用加热墙对原修补坑槽接缝处进行加热处理。这样既达到了道路安全防范的应急处理, 同时也不影响路面的修补质量, 此措施越来越多地被高速公路养护单位在雨天施工时所采用。

4 修补工艺的寿命周期费用分析

4.1 冷修补技术。

根据养护的大量实践, 对于冷补材料修补坑槽, 可以充分发挥施工方便、开放交通快的优点, 但由于与原路面较薄弱的粘结性, 在行车荷载和雨水的不断冲刷下其最终的修补寿命通常达到2个月左右即需要再次处理。对于50cm×50cm的表面层坑槽, 通常需要一桶25kg的冷料。这是一种应急性的修补措施。可以解决临时性的影响安全的坑槽修补。但作为全线的日常使用, 相对来说价格偏高。

4.2 热修补技术。

就地热修补技术通常需要配备较昂贵的修路设备, 一次性投资较大, 但是每次的原始材料成本非常低, 相当于沥青混合料的材料价格加上所耗费的液化气价格, 通过对路面病害修补的合理安排、统筹规划, 日常养护成本将可以降到最低。

结语:沥青路面坑槽的修补质量除与修补材料的性能有很大关系外, 还在很大程度上取决于坑槽修补的工艺方法。研究了实际养护作业中的冷料冷补、热料冷补以及热料热补三种工艺, 认为冷料冷补作为应急性修补具有很好的适用性;而热料冷补适合雨天大量的坑槽修补;热料热补尽管初期设备投资较大, 但通过病害修补的合理安排, 其每次的养护成本并不高, 并且修补的质量明显优于其他工艺, 是高速公路养护单位日常养护的首选工艺。

参考文献

[1]王湖可.沥青路面水损坏分析与防治[J].山东建筑, 2005 (9) .[1]王湖可.沥青路面水损坏分析与防治[J].山东建筑, 2005 (9) .

浅谈沥青混凝土路面坑槽的修补 第5篇

浅谈沥青混凝土路面坑槽的修补

文章根据沥青混凝土路面坑槽修补的`最终目的和效果,介绍了坑槽修补常用的施工工艺,时修补材料提出要求,并对坑槽修补各施工工艺在修补效果和造价经济上进行了比较.

作 者:武溢 Wu Yi 作者单位:山西省公路局晋中分局养路科,山西,晋中,030600刊 名:科学之友英文刊名:FRIEND OF SCIENCE AMATEURS年,卷(期):2009“”(14)分类号:U416.216关键词:沥青混凝土路面 坑槽修补 施工工艺 修补材料

浅谈沥青路面油路修补质量控制措施 第6篇

【关键词】油路修补;质量控制; 措施

一、选题理由

连霍国道主干线永山段位于甘肃省河西走廊地区,是国道连云港至霍尔果斯在甘肃境内西部地区的重要路段。永山段于2002年-2004年陆续建成通车,由于部分路段为一改高,工程质量本身存在缺陷,加之运营年限较长,交通量持续增长、超载车辆以及自燃灾害的影响,路面出现了各种病害,严重影响行车安全。油路修补工作成为养护维修的一项主要内容,油路修补量从2011年的9600㎡,增长至2014年的31000m2,成直线增长趋势,随之养护费用和养护人员劳动强度也增加,因此提高油路修补质量是有效改善路况,提高道路服务水平的一项重要工作,也是降低养护人员劳动强度以及养护成本的主要环节。

二、施工工艺及质量控制

(一)材料要求。1、按规范要求对进场沥青、矿料等原材料进行试验检测,严禁不合格材料进场,从源头上消除质量隐患。2、严格控制集料级配组成和油石比,在施工前对实验室出具的配合比进行验证,进行试验修补,根据各项试验数据确定施工配合比。

(二)沥青路面修补开挖。1、路面病害开挖彻底,对损坏面积进行拓宽处理,防止修补后边缘再次损坏。开挖形状一般为长方形或矩形,纵横边线与路面标线垂直或平行,确定路面修补轮廓线,轮廓线一般为病害面积范围以外15-50cm,根据具体病害和现场实际情况确定,如翻浆处治应适当放宽,一般不小于50cm,唧浆处治不小于30cm。2、当路面破损深度大于5cm时,必须分层修补,其修复结构层必须与原路面结构层一致,为防止路表水渗入造成损坏,在原路面相应的结构层预留大于10cm的错台;3、对于大面积修补均应采用大型铣刨机进行路面铣刨,对于零星修补可采用小型铣刨机进行铣刨,在铣刨时准确控制铣刨厚度,边缘要铣刨整齐直顺,杜绝在铣刨过程中对下承层造损坏。

(三)路面基层处治。1、沥青路面铣刨后,如果基层存在纵、横向裂缝,必须用大功率吹风机对裂缝进行彻底清理,清除干净裂缝边缘松散物,如缝宽在5mm以下可采用灌封胶进行灌缝处理,缝宽在5-8mm的采用贴缝带处理,缝宽在8mm以上的裂缝采用填充细粒式水泥混凝土或水泥砂浆进行处理,方可进行沥青面层维修工作。2、沥青路面铣刨后,如果基层强度不足或有松散,必须对基层进行挖除后补强处理。根据原路面基层破损情况,确定基层补强处理面积和深度,如破损深度大于10cm时可采用同材料、同结构的水泥稳定碎石类基层治处治,破损深度在10cm以内可采用大粒径沥青稳定碎石基层处治。3、对翻浆、大面积沉陷要进行路基处治时,基层以下必须使用天然级配砂砾进行填筑,填筑厚度每层不超过20cm,并用压路机进行分层碾压,压路机无法碾压部位采用小型压实机具进行夯实,压实度不得小于93%,每层检测合格后方可进行下一层填筑,分层填筑至原路面基层底面标高。4、沥青面层铣刨或基层补强处理后,坑槽的除尘工作也很重要,基层表面和坑槽侧面采用扫把配合大功率吹风机坑槽内和侧壁残留的松散颗粒、杂物等清除干净,维修表面必须洁净。5、透层油浇洒时,乳化沥青用量一般为0.7-1.1kg/m2,渗入深度须达到3-5mm,必须在透层油完全渗入基层后方可铺筑沥青混合料。在上、下面层间浇洒粘层油,乳化用量为0.3-0.6kg/m2,为了保证修补面与原路面的衔接紧密,可在原路切割面侧壁涂刷0.3kg/m2左右粘层沥青。

(四)沥青路混合料拌合。1、根据拌合设备、原材料的具体情况确定沥青混合料拌合时间,以沥青均匀裹覆集料为最佳,间歇式拌合设备每盘的拌合时间不少于45秒,改性沥青和沥青马蹄脂混合料的拌合时间要适当延长。2、严格控制混合料级配、油石比和温度是保证沥青混合料拌合质量的关键,普通沥青混合料的拌合出料温度一般为145—160℃,当混合料温度高于190℃时必须废弃,避免铺筑路面出现松散现象。

(五)沥青混合料运输。1、沥青混合料运输必须使用具有保温功能的专用车辆,而且用加厚篷布覆盖保温、防雨、防污染,运输到现场的沥青混合料温度不低于145℃。2、严禁沥青混合料拉运车辆在中途停歇,避免温度过低,影响摊铺质量。

(六)沥青混合料摊铺。1、采用摊铺机铺筑时,摊铺机匀速、缓慢、连续不间断的摊铺,为提高平整度,减少混合料的离析,严禁随意变换速度或中途停顿。摊铺速度一般控制在2-3m/min。当混合料出现拖痕、波浪、明显的离析时,分析原因,及时消除。2、普通沥青混合料摊铺温度一般要求不低于145℃,采用机械摊铺机摊铺的混合料,严禁人工反复修整;当机械摊铺后出现局部小型病害时应采用人工辅助方式及时处治,特别严重的缺陷应整层铲除后整体换料修复。3、人工摊铺混合料时,必须配备充足的人员,以便加快摊铺速度,混合料摊铺时要求采用扣锹方式布料,严禁扬锹远甩或正锹平摊;一边摊铺一边及时用推耙整平,推平时要保持轻重一致,控制推动次数,以防出现集料离析现象。

(六)沥青混合料压实。1、普通沥青混合料初碾压的温度不低于120℃,终压表面温度不低于100℃。2、混合料碾压时,一般采用重型胶轮压路机和双钢轮振动压路机相结合的碾压的方式,严格按规范要求原则进行碾压。碾压小面积修补下面层时,可使用满足压实要求的小型压实机具压实,但上面层必须采用重型压路机碾压成型。3、面层修补外观质量控制也是很重要的,要求表面必须密实平整,接茬平顺,形状规范,规范要求原路面与维修面接茬处高差在3mm以内,维修面平整度在5mm以内。

(七)灌缝处理。面层修补完成后,在修补面积四周接缝处均采用路面灌封胶进行灌缝处理,阻止地表水沿接缝进入路面造成损坏。

三、结束语

为了进一步提高油路修补技术,必须要严格按照规范、规程作业,同时对重点工序进行严格控制,才会为公路养护带来更好的社会效益和经济效益。

参考文献

[1]孙文,鲍澍,郭桂芝.高等级公路沥青路面翻修工程质量控制措施[J].内蒙古公路与运输,2011(01)

水泥混凝土路面的修补措施 第7篇

1 水泥混凝土路面损坏类型及起因

1.1 按结构性能分为两大类:

a.按结构性损坏:严重裂缝 (断板) 、沉陷、错台、碎裂、拱起、脱空。b.非结构性损坏:轻微裂缝、露骨、麻面、剥落、磨光、接缝材料损坏、空洞、坑槽。

1.2 按损坏形式分为四大类:

a.裂缝类:横向裂缝、纵向裂缝、谢向裂缝、交又裂缝、板角断裂。b.变形类:沉陷、胀起。c.接缝损坏类:接缝碎裂、填缝料损坏、接缝张开、板角断裂。d.表面损坏:裂纹、网裂、起皮、磨损、露骨、活性级料反应、坑槽、空洞、磨光。

1.3 对于温凝土版面裂缝, 可分为表面裂缝和贯穿裂缝。

混凝土表面裂缝主要是混凝土混合料的早期过快失水干缩和碳化收缩引起的。混凝土混合料是一种多项不均匀材料, 构成混合料的各种固体颗粒大小、密度不同, 从而不可避免地会发生分层寓析, 即重颗粒下沉, 水份上移, 产生表面泌水。当混合料表面水的蒸发速度比泌水速度快时, 水的蒸发就会深入到混合料表面之内, 水面形成凹面。由于表面澳面较凸出面所受压力大, 同时固体颗粒间产生毛细管张力, 促使颗粒凝聚。当混凝土表面尚未充分硬化, 不能抵抗这一张力时, 就会发生裂缝。

2 水泥混凝土路面修补措施的选择

水泥棍凝土路面的修复比较困难, 可采用的大修措施有三种:加铺沥青棍凝土路面、加铺新水泥混凝土面层和翻修。国内外研究表明, 对于重交通水泥混凝士路面而言, 最可行的改造措施是加罩沥青混凝土面层。加罩沥青层盾, 原旧水泥板作为基层或低基层, 这种复合结构涉及刚性、柔性两种路面结构形式, 不仅材料差异大, 而且旧路面板上存在接缝及错台、脱空、裂缝、唧泥等损坏现象, 使得复合结构中奇异部位裂缝的出现是必然现象, 关键的问题是一旦出现反射裂缝后, 虽对面层使用影响不大, 但水份会从裂缝中渗漏下去, 加速对基层和路基的破裂, 使沥青面层出现田泥。而且出现湿软地基等, 加速裂缝的开裂, 大大缩短罩面层的使用寿命。由此可见, 所有防范措施的实施, 只是尽量推辞产生早期反射裂缝的时间, 以及一旦产生反射裂缝后, 如何减缓其向上面层发展的速度, 从而达到延长其使用寿命的目的。

国内外大量工程实例和研究表明:

2.1 水泥混凝土路面改造时, 处治原混凝土

路面很重要, 尤其在传荷载能力较差的接缝, 能否有效地处理板下脱空是关键。

2.2 所有的土工织物或格珊防止水平位移比剪切为宜更有效。

不论是加筋还是应力消散措施, 当应用于传荷能力很差的路面时, 任何沥青类罩面对防治反射裂缝都是很无能为力。

2.3 为了有效地改造旧水泥混凝土路面, 改

善路面使用品质, 应从提高面层、夹层性能、处治好旧板、基层等多方面考虑改造方案。

3 旧水泥混凝土路面的处治

在加镭沥青混凝土面层之前需对原有的水泥混凝土路面状况进行调查和评价, 依据实测数据和收集的资料, 对各水泥混凝土面板的状况进行列表, 并逐板块提出处治措施。

3.1 脱空。

脱空是混凝土路面中经常出现的情况, 处理应结合以下三种方法判断脱空板块:a.下雨之后唧泥的板块一律槐为脱空。b.单点实测弯沉值大于某一特定值时。c.当重车行过, 人站在板边能听到空洞声。

对于脱空板块可采用压浆的方式进行处理。

3.2 断扳、碎裂、严重裂缝。

对于有贯穿全板的纵、横、斜向裂缝的板块, 将旧板破碎运走, 清扫基层;用6%水泥稳定砂砾, 基层面要平整, 并具有一定的横坡坡度, 然后重新浇注混凝土板。

3.3 角隅断裂、接缝碎裂。

导致角隅断裂、接缝碎裂的原因绝大部分由于局部基层不够稳定、软弱, 有的还出现坑洞, 少数是因为板厚度不够。

对于该类病害处理时应围绕裂缝按一定面积用切割机切割成矩形, 破碎并清除碎块, 目测基层, 如基层板体形差, 则下挖基层, 直至板体性好的层面。然后如断板方法一样处理, 浇筑新混凝土, 与原混凝土面板子一齐。

3.4 传荷能力差的接缝。

对于相邻两板弯沉值较大的接缝, 在接缝两边各一定范围内进行全深度切割, 清除切割的旧板, 目测基层, 如基层板体性差, 则下挖至板体性好的层面。

3.5 错台。错台较严重的板块应在错台高出一侧的板块边缘一定范围内, 按斜度削平至下沉板边缘平齐。

3.6 沉陷。

导致沉陷的绝大部分原因是由于局部基层不够稳定、软弱、因此应将板破碎运走碎块, 目测基层, 若基层板体性差, 则下挖基层, 观察路基, 若路基的压实度未达到设计要求, 则应对路基进行处理后, 在重新浇筑基层及水泥混凝土面板。

3.7 其他形式。

其他一些非结构性破坏, 如轻微裂缝、表面露骨、剥落、麻面等, 由于其只影响到原有路面行车舒适性, 如旧混凝土路面做基层时, 这些形式的损坏对整个路面结构承载力和行车舒适性影响甚小, 故而不予特殊处理。

3.8 对实测单点弯沉值的控制。

旧混凝土板块除了对常规的结构病害的处理之外, 针对结构层进行改造的特殊要求, 还应对单点实测弯沉加以严格控制。

根据国内外对旧水泥混凝土路面加铺改造的经验, 对于防治反射裂缝的结构层, 无论是加筋的还是应力消散类的, 都是针对水平向位移, 而各种措施对于竖向位移都不能起到根治的作用。竖向位移的弯沉值到底控制为多大, 才能达到既解决问题有经济可行, 是一个值得探讨的指标。

3.9 灌缝。

板块维修好后, 还应对老化损坏的填缝料进行更换, 新浇筑的混凝土板块之间纵、横缝用嵌缝料充填, 以防雨水及杂物下渗。工程中一般采用改性沥青马蹄脂填缝料。

经过以上措施, 旧水泥混凝土板的修补工作结束, 封闭交通, 进行下一步加铺罩面层工作。

4 沥青混凝土面层加铺方案

沥青混凝土加铺层即设计沥青加铺层厚度, 而该厚度由行车荷载和防反射裂缝两个因素控制。由于水泥混凝土面板本身强度较高, 将其作为基层, 在其上加铺沥青混凝土这种路面结构, 强度一般没有问题, 关键是防止反射裂缝的产生。防止反射裂缝的措施大致可分为三类;改善沥青罩面性能、设置中间夹层和增设补强层。根据混凝土路面的调查、修补的结果, 采取不同的加铺方案。对于混凝土面板损坏较为轻微, 实测弯沉值较小, 评价结果为良的路面可以在旧水泥混凝土路面上直接加铺沥青混凝土。对于混凝土面板损坏较为严重, 实测弯沉值较大, 评价结果为次或差的路面应加铺半刚性基层作为应力小三层 (亦作为中间夹层或补强层) , 再铺筑沥青混凝土面层。

结束语

水泥混凝土路面具有强度高、经久耐用、养护费用低等优点。然而, 就全国水泥混凝土路面使用状况而言, 仍存在许多问题。如原有设计理论的不完善、施工经验的不足及养护的不重视, 使许多水泥混凝土路面或出现了结构性的损坏, 或表现为功能性的缺陷, 出现了各种质量等问题。因此, 首先要在设计要求和施工质量及养护等方面做到保障, 才能减少日后不必要的损失。

摘要:阐述了水泥混凝土路面损坏的类型和原因, 并提出相应的修补措施。

浅谈沥青路面坑槽修补 第8篇

1.1 坑槽冷修补材料这类快速补路材料呈黑色颗粒状固体, 有石油溶剂气味。

不溶于水, 无腐蚀性, 符合环保要求。一般有2种集料规格。第一种主要骨料粒径为8~10mm, 可用来修补深度在30mm以上的坑槽:另一种主要骨料粒径为3~5mm, 可用来修补深度在30mm以下的坑槽。

该种材料无需加热或搅拌, 无需特别工具或技能, 操作简单方便, 自由流动性高, 与其他材料粘结性强, 可以在低温、酷暑等气候下实现对路面坑槽的24h修补。修补完工可立即开放交通, 解决了传统路面因受养护期、气候、材料最低购买量的制约, 而使路面坑槽不能及时修补。或者在修补过程中严重影响交通的固有弊病。其一般为桶装, 密封桶装储存可长达10个月以上。开桶后, 用剩余料不会短时硬化固结, 在1个月内仍可正常使用。

1.2 坑槽热修补材料用于日常养护的热修补材料主要为各种规

格的沥青混合料, 由于一般的坑槽只有5cm左右, 为了保证修补处的压实度, 不发生离析现象。根据实际经验, 选择日常用的热料规格主要为AC-16或AC-13及添加改性剂的这类粒径较小的集料。

2 坑槽破损和维修机理

2.1 坑槽破损主要表现形式

2.1.1 表面层产生坑槽由于沥青路面上面层混合料局部空隙率

较大、沥青与石料问的粘附力不强, 路表水 (雨水或雪水) 进入并滞留在表面层沥青混合料中, 在行车荷载尤其是重载车辆的不断作用下, 产生的动水压力使表面层的沥青从石料表面剥落下来, 沥青路面便会出现局部松散破损。散落的石料被车轮甩出, 路面自上而下逐渐会形成坑槽。这类坑槽通常深度为2~5cm, 在中国沥青路面早期破坏中是各类坑槽中最早产生, 也是产生数量最多的一类。2.1.2表面层和中面层同时产生坑槽当沥青路面表面层和中面层都是空隙率较大的半开级配沥青混合料, 而底面层为空隙率较小的密级配沥青混合料时, 路表的自由水较易渗入并滞留在表面层和中面层内。行车荷载的作用使得中、上面层内的沥青剥落, 沥青混合料失去粘结强度, 导致路表面产生网裂、形变 (局部沉陷) 和向外侧推挤, 并最终出现粒料分离。粒料被行车作用带离, 最终形成坑槽, 此类坑槽完全形成后深度一般为8-10cm.由于近年来高速公路的中上面层均采用密级配混合料, 同时对预防性养护的重视, 对坑槽及时修补, 因而此类坑槽产生数量不是太多。2.1.3底面层和基层问产生坑槽此类病害容易发生在翻浆现象非常严重的路面, 在重载车辆作用下, 自由水产生很大的压力冲刷基层混合料表层细料, 形成灰白色浆。在动水压力和孔隙水压力的反复作用下, 使得整个面层范围内的基层粒料出现松散, 并反射到面层, 形成恶性循环。最终会导致坑槽出现。这类坑槽完全形成后通常深度都大于10cm, 并且绝人多数都在车流量较大的行车道上或重载车辆较多的道路上。发生该类病害时, 通常基层也已严重破坏, 而且在形成坑槽之前路面亦表现出其他破坏现象而需要治理。因而该种病害相对来说很少。2.1.4桥面铺装层等构造物产生坑槽由于水泥混凝土梁与沥青铺装层的材料差异较大, 层问粘结处的变形不一致, 为了减少桥面的水损坏, 对桥面防水层和粘结层的要求越来越高。但由于种种原因, 使得层间局部粘附性较差, 并出现分层, 使得沥青铺装层在车辆荷载和水的共同作用下形成剥落和税皮, 最终产生坑槽。在日常养护中, 桥面翻浆现象比较严重, 每次连续雨天过后桥面容易出现坑槽, 由于桥面铺装层一般在10cm, 因而该类坑槽相对来说都不算深, 约3~5cm。

2.2 坑槽及时修补的功效

2.2.1 恢复沥青混凝土路面的表面功能, 恢复行车的、平顺性和舒适性。

2.2.2坑槽的破坏减薄了结构层, 及时修补能恢复路面的局部强度和承载能力。2.2.3弥补坑槽破损处原有路面的强度和耐水性的不足, 具有明显的补强作用。2.2.4改善破损处承受车辆和水等外部荷载的进一步破坏扩展, 做到防治结合。

3 坑槽修补工艺的研究

3.1 冷料冷补工艺该施工工艺主要用于应急性修补, 通常先要开槽成型, 将待补坑槽松散物、灰尘或淤泥清除, 倒入冷补料。

松铺系数为1.2-1.5, 摊铺均匀, 保证坑槽周边材料充足。但不要漫散至坑槽边沿外的路面。后用夯锤或振动式路碾机压实 (日常施工时通常采用平板夯, 如遇特殊情况可直接使用夯锤) , 深度在6cm以上的坑槽必须分层投料夯实。若密实度不足, 则经车辆行驶碾压, 修补处会略有下沉, 此时不必挖除坑内原填冷补材料, 只需将更细一级的冷补料铺上压实即可。为防止此类情况的发生, 通常使修补后坑槽地表面略高于周围路面约5~10mm) 。运行一段时间修补处即会与路面持平。每桶25kg装的冷补材料可修补面积约为50 cm~50cm、深4.5cm左右的坑槽。使用冷补材料只需要大约10min即可开放交通。

3.2 热料热补工艺随着养护设备的发展, 逐渐采用加热设备进

行路面的就地热修补, 能较好地解决接缝的问题, 并且热修补技术明显提高施工质量。市场上使用的设备如英达科技公司生产的“修路王”设备以及河南高远养护公司生产的热修补设备等, 其主要原理是采用100%高强度辐射热加热墙, 先将沥青路面加热、耙松、喷洒乳化沥青, 使沥青料再生, 再加入热的新料, 用自带的压路机将其压实, 能够达到很好的修补效果。主要工艺包括:

3.2.1 测定破坏部分的范围与深度, 按“圆洞方补、斜洞正补”的

原则, 划出坑槽修补轮廓线 (正方形或长方形) , 适当外移5 cm左右, 使得接缝处理效果更好。3.2.2将加热板调整到合适的位置, 选择适当的加热区域。3.2.3用加热板加热待修的区域, 可以自行设定时间, 一定时间后路面被软化。3.2.4耙松软化的路面, 切边。3.2.5喷洒乳化沥青形成一层粘接沥青, 从料仓中输出一直保温的新的沥青混合料。3.2.6摊铺整平, 再喷洒适量乳化沥青作为再生剂。3.2.7由边部向中间反复压实4~6遍。3.2.8清理作业区域, 开放交通, 通常夏季开放交通略晚。

一般情况下修路王修补加热墙面积范围内的病害大概需要20min, 修复后接缝密合、平整、美观、耐久。

3.3 热料冷补工艺热料冷补适合于雨天抢救性修复。

通常路面在通车几年后, 一场雨会引起全线路面出现几百、上千个坑槽。为了确保行车安全, 可以利用热修补设备的加热仓保温热料, 沿线填补坑槽。此时不用对原始坑槽进行处理, 填满后直接压实, 待好天后用加热墙对原修补坑槽接缝处进行加热处理。这样既达到了道路安全防范的应急处理, 同时也不影响路面的修补质量, 此措施越来越多地被高速公路养护单位在雨天施工时所采用。

结束语

浅议高速公路沥青路面养护修补 第9篇

中国地域辽阔, 地形地貌差别极大, 给高速公路的建设带来很大的挑战性。中国高速公路发展从1988年沪嘉高速公路的建成通车实现了中国大陆高速公路零的突破, 从20世纪90年代开始, 中国进入了公路建设快速发展的时期, 尤其是1998年中国实施积极的财政政策以来, 中国高速公路以前所未有的迅猛发展, 有力地促进了国民经济的发展。截止2013年底, 高速公路通车总里程达到10.4万公里, 已超过美国跃居世界第一。

从我国已通车的高速公路看, 沥青混凝土路面占总量的87%以上, 沥青路面仍然是我国高速公路路面的主要结构类型。相对于西方发达国家, 我国修建沥青混凝土路面的历史短, 成熟的养护修补技术较少, 加之我国近几年国民经济高速发展, 由此带来的交通量迅速增长, 车辆大型化、超载严重、车辆渠化行驶等问题, 使许多高速公路沥青路面出现了早期破损现象。因此, 如何应用科学有效的沥青路面养护修补技术来改善道路使用功能, 延长路面使用寿命, 降低养护成本, 提高经济社会效益, 成为摆在我国高速公路运营管理者面前的一个重要课题。

1中国沥青路面常见损害形式

从我国已建成的高速公路使用状况看, 无论山区、平原还是微丘区, 高速公路最常见的路面损坏形式有如下几种:

1.1路面裂缝

沥青路面裂缝分为纵向、横向、斜向、网裂、龟裂等多种。按其成因又可分为如下几种:

1.1.1纵向裂缝

纵向裂缝多半是因为山体滑坡或山区道路填挖交接处, 半填半挖处等路基发生不均匀沉降、位移, 从而引起路面开裂。

1.1.2横向裂缝、斜向裂缝

横向、斜向裂缝依据其产生的原因分为三种:一种是反射性裂缝。反射源大部分是水泥、石灰等无机结合料稳定材料的半刚性基层收缩裂缝, 这些裂缝在车辆荷载或温度作用下, 逐渐由下层反射到路表面。另外一种是温度收缩裂缝, 主要发生在北方地区。由于温度大幅反复升降导致温度应力增大, 沥青混合料极限拉伸应力变小, 导致路面开裂。第三种是拉裂性裂缝。主要是路基变化引起路面开裂, 一般发生在填挖交接处, 这种情况较少。

1.1.3网裂、龟裂

网裂、龟裂属于路面小面积破损范畴。主要是沥青混凝土在车辆荷载反复作用下, 受到温度应力、沥青老化、水损等多因素的影响, 发生松散开裂。

1.2车辙变形

车辙是我国高速公路沥青路面早期破损较典型的形式。一般情况下, 主要有两种类型:

1.2.1 V字型车辙

此种车辙属凹形车辙, 损害路面的宽度较大, 路面两侧没有隆起现象, 横断面呈V字形。

其成因主要由于车辆荷载作用超过路面各层强度或路面强度不足, 从而引起沥青面层以下包括路基在内各结构层的永久变形。

1.2.2 W形车辙

此种车辙也属凹形车辙, 但两侧路面有明显隆起现象。其成因主要是高温下, 车轮反复碾压, 特别是上坡、交叉路段等车速慢、停车时长的地方, 车荷载应力超过沥青混合料的稳定度极限, 使变形不断累积形成车辙。

1.3表面功能衰减

反映沥青路表面功能衰减主要指标是粗糙度和平整度。从我国运营的一些高速公路看, 其抗滑性欠佳, 有些路段短时间便出现路面构造深度不足的问题, 这与表层材料有很大关系;平整度进入养护期主要影响因素是材料、荷载、温度、水损等原因引起的路面壅包、推移、坑槽等病害。

2沥青路面修补技术方案的合理选择

2.1选择原则

高速公路运营的特点是为顾客提供快速、安全和高效的服务。因此要求养护管理部门在确定路面大中修技术方案时, 重点考虑下列原则:

1) 分析病害产生原因及损害部位, 达到标本兼治目的;

2) 工期短, 路面成型快、施工速度快、作业效率高, 尽量不封闭交通;

3) 常温作业, 施工简单易行;

4) 能耗小, 符合环保;

5) 尽量机械化施工、减少作业人员, 保证交通安全。

2.2沥青路面几种修补技术的比较

如前分析, 路面病害主要形式有三种, 但产生这些病害的原因是多方面的, 有路基变形引起的, 有基础强度不足引起的, 有车辆超载、渠化交通引起的, 但更多的是水损。因此表处病害, 要做好路况调查, 查清病害原因。然后确定一种或几种 (必要时联合使用) 适宜的处治方案。

2.2.1聚合物改性乳化沥青稀浆封层 (以下简称微表处)

微表处技术是一种采用高分子聚合物使乳化沥青改性的沥青路面铺筑技术, 美洲、欧洲、澳洲等国家20世纪80年代初开始应用。该技术被国际公认是修复车辙、轻度裂缝等病害, 防止路面水损, 改善沥青路面表面功能, 提高抗滑性, 最有效、最经济的手段之一。

微表处技术优点如下:

1) 施工速度快。连续式稀浆封层机1d能摊铺500t微表处混合料, 施工后1h可通车, 适合高速公路。

2) 可提高路面防滑力, 改善路面性能, 延长使用寿命。

3) 成形快, 工期短。

4) 常温施工, 符合环保。

5) 微表处层很薄, 不影响路面排水, 不增加桥面厚度。

2.2.2沥青混凝土路面现场热再生补修技术

该技术即在现场对沥青路面加热至软化, 利用添加再生剂、新沥青混合料将原有路面现场再生, 达到质量标准, 再经过摊铺、压实, 完成沥青路面病害修补目的。

在目前西方一些发达国家采用该技术较多。特别是在美国, 高速公路沥青路面维修养护工程招投标中, 现场热再生被列为优秀的施工方法。在中国随着高速公路使用年数的延长, 高速路面出现大面积病害的时段也在逼近, 广东、福建、江苏、天津、山西等省市也已引进或开发研制了一部分沥青路面热再生修补设备。

该技术根据加热源的不同有加热板热辐射传热和远红外热辐射两种方式。远红外热辐射又分为加热墙和加热管两种。远红外热辐射热量传导快、热效高, 但缺点是热量输出不易控制, 热能源损失大, 容易造成路面冒烟烧焦现象。相比, 加热板辐射传热对路面加温均匀, 易控制、热能损失少、修补效果较好。目前, 国产应用较好的当数“修路王”, “修路王”的加热墙采用100%高强度辐射式加热方法对沥青路面进行程序控制下的间隙性热辐射加热, 修补1.5m×1.5m的坑洞, 约需15min~20min可完成, 对于坑槽、翻浆、沉陷、壅包、松散、脱皮、龟裂等小面积病害处治适合。沥青现场热再生设备根据修补面积的大小又分为连续式作业和间断式作业两种方式。对于修补里程较长的工程选用连续式作业设备较宜, 如北美市场的Pyro Pav—er300E热再生设备机组 (俗称热力坦克) , 它集路面加热、铣刨、摊铺、碾压等一系列功能于一体, 在现场对原路面进行铣刨, 废沥青料热再生, 重新摊铺碾压, 从而实现了整个车道的热再生翻新, 代表了国际热再生技术的最高水平。沥青路面现场热再生修补技术由于工期短、工艺简、成本低、污染小等优点, 目前是世界上沥青路面养护最先进的施工方法。

2.2.3直接罩面法、铣刨加铺新料法和挖补法, 这三种方法均属于传统的修补方法。

1) 直接罩面法

此方法优点是对于大面积修补, 原路面不必处理, 施工周期短, 但缺点是投资大, 且由于提高了路面标高, 给路面排水带来了问题, 若是桥面, 则增加了桥梁荷载。

2) 铣刨加铺新料法

这种方法解决大面积补修路面病害彻底, 但施工工序多, 沥青废料污染严重, 且由于废料未能再利用, 所以投资大、浪费多, 施工周期也长。

3) 挖补法

挖补法是局部路面病害冷补最常用、最传统的方法。随着冷补材料的不断推陈出新, 不失为一种经济的补修方法。但缺点是修补路面平整度、密实度质量难保证, 且因是人工操作, 不适合高速公路高质量快速修补要求。

3结语

多年来, 人们一直在寻求更有效、经济的沥青路面养护维修技术, 尤其是对高速公路大中修工程更迫切。从上述各种沥青路面修补技术方法看, 都存在利弊。所以, 高速公路养护人员在选择沥青路面病害处治方案时, 应遵循以下两条总则:

3.1预防性养护为主

高速公路沥青混凝土路面设计使用寿命15年, 《公路养护技术规范》规定交付后, 一般7年方可大修。但近年交通量日增, 车辆大型化、重载超载严重以及渠化交通, 而沥青路面对气温、日照, 特别是雨水的影响十分敏感, 往往等不到大修便严重破损。所以, 在路基稳固、基层完好路面出现轻微损害时, 应及时维修, 做好预防性养护。预防性养护对凹型车辙, 轻度网、龟裂, 泛油及路面粗糙度降低, 水损等病害, 微表处在目前是最有效、最经济的处理方法。

3.2对症下药

沥青路面病害形式多样, 产生的原因各种。在日常管护中, 一应注重路况调查, 做到对症下药;二应充分了解每种技术处治方案及机械设备的适用范围, 特别是引进的国外技术设备;三要有经济效益理念。通过上述三方面的分析, 合理科学选定沥青路面修补技术方案, 做好养护管理工作。

摘要:本文针对中国高速公路沥青路面养护技术现状, 从技术、经济层面分析了目前常用几种沥青路面修补技术及适用范围、选择原则, 以期进一步提高高速公路管理养护水平。

关键词:高速公路,沥青路面,养护,技术

参考文献

[1]交通运输部行业标准.JTG F40-2004公路沥青路面施工技术规范[S].北京:人民交通出版社, 2004.

浅谈沥青路面坑槽修补工艺 第10篇

坑槽是沥青路面的典型病害, 严重影响路面的平整度和行车的舒适性。若不及时修补, 在交通荷载和水的综合作用下。破坏会较快发展, 造成养护费用的增加并严重危及驾乘人员的安全。本文结合笔者在内蒙古锡林浩特西阿公路的工程实践经验, 对沥青路面坑槽的修补工艺进行探讨。

1 坑槽破损和维修机理

1.1 坑槽破损主要表现形式

表面层产生坑槽由于沥青路面上面层混合料局部空隙率较大、沥青与石料问的粘附力不强, 路表水 (雨水或雪水) 进入并滞留在表面层沥青混合料中, 在行车荷载尤其是重载车辆的不断作用下, 产生的动水压力使表面层的沥青从石料表面剥落下来, 沥青路面便会出现局部松散破损。散落的石料被车轮甩出, 路面自上而下逐渐会形成坑槽。这类坑槽通常深度为2~5cm, 在中国沥青路面早期破坏中是各类坑槽中最早产生, 也是产生数量最多的一类。

表面层和中面层同时产生坑槽当沥青路面表面层和中面层都是空隙率较大的半开级配沥青混合料, 而底面层为空隙率较小的密级配沥青混合料时, 路表的自由水较易渗入并滞留在表面层和中面层内。行车荷载的作用使得中、上面层内的沥青剥落, 沥青混合料失去粘结强度, 导致路表面产生网裂、形变 (局部沉陷) 和向外侧推挤, 并最终出现粒料分离。粒料被行车作用带离, 最终形成坑槽, 此类坑槽完全形成后深度一般为8-10cm.由于近年来高速公路的中上面层均采用密级配混合料, 同时对预防性养护的重视, 对坑槽及时修补, 因而此类坑槽产生数量不是太多。

底面层和基层问产生坑槽此类病害容易发生在翻浆现象非常严重的路面, 在重载车辆作用下, 自由水产生很大的压力冲刷基层混合料表层细料, 形成灰白色浆。在动水压力和孔隙水压力的反复作用下, 使得整个面层范围内的基层粒料出现松散, 并反射到面层, 形成恶性循环。最终会导致坑槽出现。这类坑槽完全形成后通常深度都大于10cm, 并且绝人多数都在车流量较大的行车道上或重载车辆较多的道路上。发生该类病害时, 通常基层也已严重破坏, 而且在形成坑槽之前路面亦表现出其他破坏现象而需要治理。因而该种病害相对来说很少。

桥面铺装层等构造物产生坑槽由于水泥混凝土梁与沥青铺装层的材料差异较大, 层问粘结处的变形不一致, 为了减少桥面的水损坏, 对桥面防水层和粘结层的要求越来越高。但由于种种原因, 使得层间局部粘附性较差, 并出现分层, 使得沥青铺装层在车辆荷载和水的共同作用下形成剥落和税皮, 最终产生坑槽。在日常养护中, 桥面翻浆现象比较严重, 每次连续雨天过后桥面容易出现坑槽, 由于桥面铺装层一般在10cm, 因而该类坑槽相对来说都不算深, 约3-5cm.

1.2

沥青路面坑槽的维修机理沥青路面产生坑槽破损不仅严重影响路面的表面功能和使用性能。更对安全有很大的影响。坑槽及时修补的功效, 总的来说可以概括为如下几点:

恢复沥青混凝土路面的表面功能, 恢复行车的、平顺性和舒适性;坑槽的破坏减薄了结构层, 及时修补能恢复路面的局部强度和承载能力;弥补坑槽破损处原有路面的强度和耐水性的不足, 具有明显的补强作用;改善破损处承受车辆和水等外部荷载的进一步破坏扩展, 做到防治结合。

2 坑槽修补材料的研究

2.1 坑槽冷修补材料这类快速补路材料呈黑色颗粒状固体, 有石油溶剂气味。不溶于水, 无腐蚀性, 符合环保要求。一般有2种集料规格。第一种主要骨料粒径为8-10mm, 可用来修补深度在30mm以上的坑槽:另一种主要骨料粒径为3-5mm, 可用来修补深度在30mm以下的坑槽。

该种材料无需加热或搅拌, 无需特别工具或技能, 操作简单方便, 自由流动性高, 与其他材料粘结性强, 可以在低温、酷暑等气候下实现对路面坑槽的24h修补。修补完工可立即开放交通, 解决了传统路面因受养护期、气候、材料最低购买量的制约, 而使路面坑槽不能及时修补。或者在修补过程中严重影响交通的固有弊病。其一般为桶装, 密封桶装储存可长达10个月以上。开桶后, 用剩余料不会短时硬化固结, 在1个月内仍可正常使用。

2.2 坑槽热修补材料用于日常养护的热修补材料主要为各种规格的沥青混合料, 由于一般的坑槽只有5cm左右, 为了保证修补处的压实度, 不发生离析现象。根据实际经验, 选择日常用的热料规格主要为AC-16或AC-13及添加改性剂的这类粒径较小的集料。

3 坑槽修补工艺的研究

3.1 冷料冷补工艺该施工工艺主要用于应急性修补, 通常先要开槽成型, 将待补坑槽松散物、灰尘或淤泥清除, 倒入冷补料。松铺系数为1.2-1.5, 摊铺均匀, 保证坑槽周边材料充足。但不要漫散至坑槽边沿外的路面。后用夯锤或振动式路碾机压实 (日常施工时通常采用平板夯, 如遇特殊情况可直接使用夯锤) , 深度在6cm以上的坑槽必须分层投料夯实。若密实度不足, 则经车辆行驶碾压, 修补处会略有下沉, 此时不必挖除坑内原填冷补材料, 只需将更细一级的冷补料铺上压实即可。为防止此类情况的发生, 通常使修补后坑槽地表面略高于周围路面约5~10mm) 。运行一段时间修补处即会与路面持平。每桶25kg装的冷补材料可修补面积约为50cm~50cm、深4.5cm左右的坑槽。使用冷补材料只需要大约10min即可开放交通。

3.2 热料热补工艺随着养护设备的发展, 逐渐采用加热设备进行路面的就地热修补, 能较好地解决接缝的问题, 并且热修补技术明显提高施工质量。市场上使用的设备如英达科技公司生产的“修路王”设备以及河南高远养护公司生产的热修补设备等, 其主要原理是采用100%高强度辐射热加热墙, 先将沥青路面加热、耙松、喷洒乳化沥青, 使沥青料再生, 再加入热的新料, 用自带的压路机将其压实, 能够达到很好的修补效果。这类就地热修补设备的主要工艺包括:测定破坏部分的范围与深度, 按“圆洞方补、斜洞正补”的原则, 划出坑槽修补轮廓线 (正方形或长方形) , 适当外移5cm左右, 使得接缝处理效果更好;将加热板调整到合适的位置, 选择适当的加热区域;用加热板加热待修的区域, 可以自行设定时间, 一定时间后路面被软化;耙松软化的路面, 切边;喷洒乳化沥青形成一层粘接沥青, 从料仓中输出一直保温的新的沥青混合料;摊铺整平, 再喷洒适量乳化沥青作为再生剂;由边部向中间反复压实4~6遍;清理作业区域, 开放交通, 通常夏季开放交通略晚。

一般情况下修路王修补加热墙面积范围内的病害大概需要20 min, 修复后接缝密合、平整、美观、耐久。

3.3 热料冷补工艺热料冷补适合于雨天抢救性修复。通常路面在通车几年后, 一场雨会引起全线路面出现几百、上千个坑槽。为了确保行车安全, 可以利用热修补设备的加热仓保温热料, 沿线填补坑槽。此时不用对原始坑槽进行处理, 填满后直接压实, 待好天后用加热墙对原修补坑槽接缝处进行加热处理。这样既达到了道路安全防范的应急处理, 同时也不影响路面的修补质量, 此措施越来越多地被高速公路养护单位在雨天施工时所采用。

4 结语

修补路面 第11篇

关键词:水泥混凝土路面;病害;接缝;混凝土板;快速修复技术

中图分类号:U418.6 文献标识码:A 文章编号:1000-8136(2011)27-0105-02

水泥混凝土路面直接承受交通荷载的作用,受气候、水、温度、人为等因素的影响,因而在使用过程中易受到破坏,出现不同的病害。这些病害(如拱起、唧泥、裂缝、错台等)若处理不好,将会严重影响行车速度、安全及舒适性。因此,分析水泥混凝土路面的病害,并有针对性的采取处治对策,对于我国公路工程的健康发展具有重要的现实意义。

1 接缝的破坏

1.1 拱起

混凝土面板在受膨胀而受阻时,某一接缝两侧的板会突然向上拱起。这是由于板收缩时缝隙张开,填缝料失效,坚硬碎屑等不可压缩的材料塞满缝隙,使板在膨胀时产生较大的热压应力,从而出现纵向压曲失稳。

1.2 错台

错台是横向接缝两侧路面板出现的竖向相对位移。当胀缝下部嵌缝板与上部缝隙未能对齐,或胀缝两侧混凝土壁面不垂直,使缝旁两板在伸胀齐压过程中,上下错开而形成错台。地面水通过接缝渗入基础,使其软化、接缝传荷能力不足或传力效果降低时,都会导致错台的产生。当交通量或基础承载力在横向各幅板上分布不均匀、各幅板深陷不一致时,纵缝也会产生错台现象。

1.3 唧泥

汽车行经接缝时,由缝内喷溅出稀泥浆的现象即为唧泥。在轮载的频繁作用下,基层由于塑性变形累积而同面层板脱空,地面水沿接缝下渗而积聚在脱空的空隙内;在轮载作用下积水变成有压水而同基层内浸湿的细料混搅成泥浆,并沿接缝缝隙喷溅出来。唧泥的出现,使面板边缘部分失去支承,因而往往在离接缝1.5~1.8 m导致横向接缝。

1.4 挤碎

挤碎出现于横向接缝(主要是胀缝)两侧数十厘米宽度内。这是由于胀缝内的滑动传力杆位置不正确、滑动端的滑动功能失效、施工时胀缝内局部有混凝土搭连或胀缝内落入坚硬的杂屑等原因,阻碍了板的伸长,使混凝土在膨胀时受到较高的挤压应力,当其超过混凝土的抗剪强度时,板即发生剪切挤碎。

2 混凝土板本身的破坏

2.1 裂缝

混凝土板的破坏主要是断裂和裂缝。裂缝出现的形式有:横裂、纵裂、网状裂缝或边角裂缝等;断裂是贯空全厚的开裂状裂缝。裂缝出现的原因很多,如缩缝切割太迟;土基强度不够或不均匀;板厚不足;板长太大,伸缩应力超过抗拉应力;温差大,产生较大的翘曲应力;水泥质量差,施工操作粗糙,养护不好等。

2.2 磨光

路面磨成光滑面,其摩擦系数已达到极限以下,致使路面平整度和抗滑性差,其原因在于宏观或微观纹理不当。可能由多种因素引起,如重型交通下的表面磨损;采用了太软的骨料;施工期间,混凝土还未达到足够的强度,雨水就冲刷了新刻痕的表面;初凝后才压纹,效果不理想等。

2.3 坑槽

水泥混凝土表面局部破损,面层出现一定深度的洞穴即为坑槽。产生这些病害的主要原因是使用了质量差的水泥或矿渣水泥、水灰比增大、高温下施工时水分蒸发快、养护不及时等,还可能是由于轮胎防滑链或履带车辆通过造成剥落、混凝土强度不足出现露骨或由于施工不良、冻融作用产生起皮等病害发展而成。在抹面时,使用砂浆找平,或者由于集料表面不洁而被土粒包裹,使胶结力下降,导致集料被剥离造成剥落。

3 水泥混凝土路面的修补技术

3.1 灌浆稳板技术

通常情况下,水泥混凝土路面在运营3~5 a后,路基已基本完成固结沉降,产生了差异沉降脱空;同时,接缝填缝料开始老化、脱落,使接缝失去防水功能。路面在重交通作用下产生唧泥、脱空等病害,面板一旦脱空,板内的荷载应力就会急剧增加,经过少量的疲劳循环后,很快就发生断裂破坏。为了减少水泥混凝土路面板的脱空破坏,国内外的水泥路面养护规范都要求进行灌浆处理,并将灌浆技术作为断板前积极有效的预防性养护措施来对待。在我国,由于大多数水泥路面的养护管理单位对灌浆稳板技术不熟悉,关键技术并未掌握,加之目前非破损脱空检验技术上的困难,我国大多数水泥混凝土路面的灌浆效果并不理想。主要原因是脱空发现较迟,灌浆时机偏晚,水泥混凝土路面板的残余疲劳寿命已经不多;其次是灌浆技术不过关,一些关键的技术指标即使在《公路水泥混凝土路面养护技术规范》中也不明确,灌浆稳板效果较差;甚至有些水泥混凝土路面在灌浆后,并未使面板的疲劳寿命得到延长,反而加速了断裂破坏。因此,必须对灌浆原材料、配合比、浆体与原基层的强度匹配关系、灌浆压力等关键工艺指标和灌浆质量进行深入研究。

3.2 断板修补技术

水泥混凝土路面的快速修复,是相对传统的修复材料和修复方法而言的。采用传统的修复方式,路面要经过长时间的养生才能开放交通,在一些繁忙的交通要道,这种修复方式已不能满足要求,必须采用快速修复材料和快速修复工艺进行养护。针对这种要求,可以采取两种方法进行试验:一是预制拼装形式的断板快速修复技术,即将板块的浇注养护等工艺放置后场完成,现场吊装并进行接缝处理就能开放交通;二是采用特殊的材料在现场完成浇注,并进行短时间养护就能开放交通的快速修复方法,以满足12 h内通车的要求。

3.3 预制拼装修补技术

本文从理论上分析了预制板弯拉强度和几何尺寸的确定方法,阐明了预制拼装修复技术的各道施工工艺,并对预制拼装和现浇修复的经济性进行了比较,进而提出了预制拼装修复技术应用建议。研究表明:预制拼装修复技术是目前所有快速修复技术中用时最短、占用道路面积最小、对道路交通影响最小的一项实用技术。路面修复时间从面板拼装至重新开放交通不超过5 h,是真正意义上的无阻碍交通快速修复方法,路面修复后能达到新建路面的使用功能。综合考虑快速修复路面的使用性能和施工性能,预制拼装板的设计弯拉强度应不小于原路面结构的设计弯拉强度,且宜采用2.5 m×2.0 m的小板,面板配筋量满足吊装要求即可。为提高接缝传荷能力、减少热变形破坏,预制板块厚度应与旧板厚度一致。预制拼装水泥混凝土路面的修复成本小于现浇快通水泥混凝土路面,具有良好的经济效益,在养护修复工程中极具应用前景。

3.4 边角修补技术

选用道桥修复材料(超快硬修补水泥)和快硬硫铝酸盐水泥及聚醋酸乙烯白乳胶,分析了5种不同配比混凝土的弯拉强度、劈裂强度和抗压强度及新旧混凝土的粘结弯拉强度、粘结劈裂强度和粘结抗剪强度,研究了旧混凝土界面潮湿状态和界面洁净程度对粘结性能的影响。并结合路用特性,比较不同修复材料的耐磨性。研究表明:道桥修复材料和快硬硫铝酸盐水泥的早期强度都很高,且强度发展快。特别是道桥修复材,不仅快硬早强,而且粘结性能优异。

3.5 现浇修补技术

可使用近几年研究开发的SBT-K10快速修补剂,掺加了该修补剂的混凝土初凝时间略>1 h,坍落度≥3 cm,能很好地满足施工要求,且具有早期强度发展快、后期强度不倒缩、脆性低的优点,混凝土在标准养护条件下12 h抗折强度超过4.5 MPa,抗折强度7 d后基本稳定,抗压强度直至90 d龄期仍能持续增长。快速修补混凝土在早期具有微膨胀特性,弥补了传统快速修补混凝土收缩大的缺点。

4 结束语

总之,道路任何病害的产生直接或间接反映了工程的施工质量。在建设工程中科学管理,质量层层把关,能最大限度地减小路面病害的发生率。对已出现和形成的病害,应查明原因,对症下药。同时还应从道路养护、制止超载等人的因素进行管理,综合治理,保障道路的正常运营。

参考文献

1 赵军、谈至明、柳正华、陶宇奋.水泥混凝土路面常见病害的治理技术[J].公路交通科技(应用技术版),2007(11)

The Common Diseases and Restoration Technology of Cement Concrete Pavement

Yuan Jianfang

Abstract: Due to the impact of various factors, the cement concrete pavement is prone to occur various diseases. The emergence of disease has an important influence on the speed, safety and comfort of vehicle. This paper analyzes the joints destruction of cement concrete pavement and the destruction of concrete slab itself, and explores the quick restoration technology of cement concrete pavement disease.

水泥混凝土路面裂缝修补材料应用 第12篇

1 裂缝形成机理

水泥混凝土路面开裂机理及破坏过程是一个非常复杂的、综合性的研究课题,它不仅涉及到混凝土材料、路面设计理论和方法,还与交通荷载及温度应力的计算理论、方法及其他相关学科有关。就一般混凝土工程而言,混凝土结构开裂起因有4点:①混凝土收缩变形约束裂缝;②混凝土结构受力裂缝;③混凝土化学反应胀裂;④混凝土自身的塑态裂缝。作为道路混凝土,其开裂机理与过程明显不同于其它混凝土工程,因为路面混凝土在结构设计、材料设计、受力方式、性能要求、环境影响等方面有其特殊性。

1.1 水泥混凝土材料的原因

水泥混凝土路面是多组分材料,而且石料、砂子、水化物凝胶、水化晶体等分布紊乱,没有规律可循。混凝土拌和施工时会产生气孔、毛细孔、干缩裂缝、温缩裂缝、碳化收缩裂缝。干缩裂缝与水灰比有关,水灰比越大,水化物晶体颗粒愈大,其结合面取向愈加单一,在剪应力作用下更易错位。水灰比较大的地方毛细孔也越大,干缩裂缝也较多。混凝土在浇注振捣过程中,板底浆体渗漏到基层后,骨料周围水泥浆减少,填充密度下降。另外,混凝土凝结过程中,内部会发生泌水,粗大骨料周围会聚集较多的水分而形成水膜,这些水膜所在区域的水灰比较其他地方大得多,是混凝土路面最薄弱的区域,也是宏观开裂多发区。因此,可以说这些微裂缝及薄弱区是水泥混凝土路面与生俱来的缺陷。

1.2 路面基层的影响

水泥混凝土路面直接浇注在基层表面,与基层形成具有一定粘结力的过渡层。而现行路面结构设计理论假设面层与基层间结合为理想状态(滑动接触),即面层与基层各自发生变形并可相对水平运动,基层对面层无约束作用。但实际上,由于基层种类不同、材料组成不同、施工工艺不同,加之温度变化的差异,致使面板与基层之间的接触状况复杂多变。

1.3 动荷载及超载的影响

路面混凝土在施工时已经存在微裂缝,在汽车荷载及温度应力的反复作用下,混凝土内部薄弱区的损伤不断加剧,特别是板底早期裂缝尖端附近区域的损伤最为严重,已有的微裂缝随着荷载的增大或循环次数的增加,逐渐扩展和汇集,最终使众多的微观裂缝贯通起来,形成宏观裂缝,致使路面板发生开裂和破坏。因此,荷载的作用使裂缝具有扩展性和不稳定性。

混凝土路面上的车辆超载现象十分严重,许多水泥混凝土路面的早期损坏就是因为实际日平均标准轴载作用次数已大大超过原设计而造成的。根据《公路水泥混凝土路面设计规范》(JTGD40-2002)标准轴载换算公式,分析计算交通荷载对水泥混凝土路面的危害,具体如表1所示。

从结果看来,若超载100%路面根本不能使用,所以超载车辆的作用是混凝土出现早期破坏的根本原因。

1.4 路面排水不通畅的影响

在路面排水不畅的情况下,水沿孔隙和裂隙到达基层或混凝土面层中,使石灰粉煤灰稳定类及水泥稳定类基层遭受冲刷,进入面层的水使混凝土产生湿胀应力。

2 混凝土路面裂缝修补材料选定原则

水泥混凝土路面不同于其他混凝土结构物,它是裸露在大自然中的带状结构,路面不仅要经受车轮荷载的重复作用,而且还要经受大气温度周期性变化的影响。因此,嵌入路面裂缝的材料应具备良好的物理性质、化学性质、力学性质及耐久性。通过大量的混凝土路面裂缝病害和处治效果的调查分析,考虑到水泥混凝土路面结构、材料及施工等方面的主要影响因素,作为理想的路面早期裂缝修补材料,应具备以下性能:

1)与旧混凝土具有良好的相容性。通常要求混凝土路面板应具有较高的弯拉强度、表面平整、抗滑、耐磨。作为混凝土裂缝,特别是早期裂缝的灌缝材料,应尽可能与基质混凝土相容,其相容性具体表现在弯拉强度、粘结强度、收缩系数、弹性模量、泊松比、耐久性、热膨胀系数及化学活性、颜色相近等方面。为了保证新旧材料各种性能的相容性,最好应选用无机材料作为基质材料,并通过外掺剂进行改性,以改善和提高裂缝修补材料的路用性能,如表2所示。

2)工艺性质。良好的工作性能是保证混凝土路面裂缝修补是否成功的关键,它包括流动性、可灌性、易密性等。裂缝修补的实质在于胶结、增强与加固,如何将修补浆液通过灌浆工艺完全注入裂缝,使带有裂缝的混凝土路面板块变成一个整体,这涉及到浆液的流动与变形性能,其研究的理论基础为流变学。一般混凝土微裂缝修补浆体中含有固、液、气三相,属不均匀介质,用流变学理论很难描述其流变性能,因此,实际中常用经验参数控制施工。

3)凝结时间。工艺过程完成后,快速凝结硬化是路面裂缝修补的根本要求。作为水泥混凝土路面裂缝修补材料,一旦灌入路面缝隙,要求能尽快的凝结硬化或固化,尽早通车,减少道路运营障碍和经济损失。水泥水化过程受温度的影响较大,温度越高,水化越快,凝结硬化则越快。为了提高浆体的流动性及粘结强度,研究中将采用聚合物改性水泥,但一般聚合物对水泥凝结有滞缓作用。因此,希望在满足工作性能的基础上,尽可能缩短修补材料的凝结时间,终凝最好控制在1 h 20 min~2 h 40 min之内。

4)弯拉强度。与通常建筑结构混凝土相比,路面混凝土除车辆静载作用外,还承受冲击、振动、疲劳、磨损等作用,而路面裂缝修补材料同样承受这种作用。因此,修补材料的弯拉强度也应符合《公路水泥混凝土路面设计规范》(TJG D40-2002)中规定,即应具有与原水泥混凝土路面相当的抗弯拉强度和抗压强度,方能与基质混凝土一起承受外来荷载。一般情况下,裂缝修补材料的抗弯拉强度因交通等级不同而控制在4.0~5.0 MPa,相应的抗压强度分别控制在25.0~35.5 MPa。

5)界面粘结性能。路面混凝土裂缝修补后,能否与旧混凝土协调一致地工作,其中一个重要的因素是混凝土裂缝修补界面的粘结性能,它关系到修补的成败以及能否避免二次破坏。工程实践表明:修补界面往往是修补结构中的薄弱部位,由于界面两种材料的性能不同,特别是新材料的收缩会削弱接触面的粘结,而且随着时间的推移,其粘结性能会不断劣化,降低路面板的承载力和耐久性,导致新旧界面不能协调工作,达不到预期的修补效果。

6)收缩性能。裂缝修补材料的收缩性能直接影响到修补界面的粘结性能。在进行裂缝修补时,路面混凝土已完成了收缩,而新注入的裂缝修补材料的收缩刚刚开始,必将在界面上造成剪切和拉应力,在荷载及环境因素作用下,可能使界面出现二次开裂。因此,应尽量降低修补材料的收缩,使其具有较原路面混凝土更低的收缩,甚至产生微膨胀性能,在界面上产生压应力,以获得理想的界面粘结,从而使界面的过渡层的密实性能得到改善,以提高裂缝修补质量。

7)耐久性。同混凝土路面一样,裂缝修补材料灌人路面缝隙后,仍裸露在大气中,经受雨水的渗入、阳光的照射、污水的腐蚀以及车辆的反复磨损。以往使用的有机裂缝修补材料,如沥青类材料,在温度、氧气、阳光和水的综合作用下,会发生一系列的挥发、氧化、聚合,导致材料组分发生变化,严重影响修补效果。因此,要求路面修补材料应具有抵抗这些介质侵入和损害的性能。

8)变形能力。作为路面裂缝修补材料,同样要经受车辆动荷载的冲击振动作用,因此,要求修补材料应具有一定的变形能力,以松弛瞬时荷载,防止修补材料中或界面上重新产生并发生新的裂纹。描述材料变形能力的参数通常可用材料的弹性模量E,一般普通混凝土路面板的弯拉弹性模量为(20~30)×103MPa,因此,要求裂缝修补材料的弯拉弹性模量应小于基准材料的弹性模量。

9)环保性。从环保角度出发,提倡使用“绿色材料”,将“以人为本”的理念贯穿在材料开发及应用的过程中,而无机修补材料符合这种发展趋势。

10)经济性。在满足力学性能、施工性能、耐久性的前提下,尽量降低材料单价,研制出性能优越、价格便宜、便于推广的混凝土路面裂缝修补材料。

3 结束语

修补材料最主要的功能是满足新旧水泥混凝土的相容性,另外还要考虑能否节约施工时间,缩短交通封闭期限,以及能否获得最高的性价比。由于路面损坏情况及损坏原因的复杂性,不可能有某种通用的材料适合于所有路面的修补,因此,选择修补材料要做到“量体裁衣”,“对症下药”。但是由于目前缺乏对修补材料进行评价的可靠标准检测方法,也没有大家普遍接受的性能标准,因此,修补材料的测试方法及性能标准只有在研究和实践中去进一步去完善。

参考文献

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[2]杨伯科.混凝土实用新技术手册[M].吉林:吉林科学技术出版社,1998.

[3]陈忠达.混凝土路面裂缝灌浆材料的试验研究[J].重庆交通学院学报,1997(1):4-6.

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