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路面病害

  路面病害【The road noodles disease harm】:
  无论是水泥还是沥青路面,在通车使用一段时间之后,都会陆续出现各种损坏、变形及其它缺陷,这些我们统称为路面病害。早期常见的病害有:裂缝、坑槽、车辙、松散、沉陷、桥头涵顶跳车、表面破损等。具体情况如下:


  病害分类
  裂缝
  一、沥青路面裂缝。沥青路面出现的裂缝
  按其成因不同分为横向裂缝、纵向裂缝和网状裂缝。裂缝是沥青路面最主要的一种破损形式。
  横向裂缝
  载荷型裂缝:由于路面结构设计不当或施工质量低劣或者由于车辆严重超载,致使沥青面层或半刚性基层内产生拉应力超过其疲劳强度而断裂。


  非载荷型裂缝:横向裂缝主要形式,这种裂缝分为两种情况:沥青面层温度缩裂和基层反射裂缝。
  横向裂缝产生的原因:路面横向施工缝未处理好,接缝不紧密结合不良;温度下降路面收缩引起横向开裂。
  纵向裂缝
  一种情况是沥青面层分幅摊铺时两幅接茬处未处理好,车辆载荷与环境因素作用下逐渐开裂;
  第二种情况是由于路基压实度不均匀(含半填半挖路段)或由于路基边缘受水浸泡产生不均匀沉陷而引起。
  二、龟裂、网裂:
  沥青路面产生网裂和龟裂的原因之一是路面结构中夹有柔


  软和泥灰层,粒料层松动,水稳定性差,在荷载作用和雨水浸入下发生唧浆,产生龟裂,从而引起路面损害。其二是沥青与沥青混合料质量差,即沥青混合料的粘结性差,或沥青延度低,从而抗裂性差,加之水分的渗入,造成路面龟裂。进而引起路面破坏。
  三、混凝土面板的裂缝。混凝土面板的裂缝可分为表面裂缝和贯穿板全厚度的裂缝(贯穿裂缝)。
  表面裂缝主要是由砼混合料的早期过快失水干缩和碳化收缩引起的,表面裂缝的出现,一般只给砼路面的耐磨性带来不利的影响。
  贯穿裂缝分为横向裂缝、纵向裂缝、斜向裂缝、板角裂缝等。


  裂缝按照尺寸分类:
  微裂缝:此类裂缝缝宽小于5 mm,裂缝边缘无碎裂或仅有轻微碎裂,没有或有少量支缝,对车辆行驶的平稳性影响不太大;


  小裂缝:此类裂缝宽为 5~15mm,裂缝边缘有轻微碎裂,并有少量支缝,裂缝两侧有微量错台,会引起车辆轻微跳动;
  中裂缝:此类裂缝缝宽为15~25 mm,裂缝边缘有中等碎裂,并有少量支缝,裂缝两侧有少量错台,会引起车辆明显跳动;
  大裂缝:此类裂缝缝宽大于25mm,裂缝边缘有严重碎裂,并有较多支缝,裂缝两侧有较大错台,会引起车辆剧烈跳动。


  裂缝危害:
  沥青路面出现裂缝后,路面水下渗浸泡路面结构层,降低路面承载力。一方面水使沥青粘附性减少,从而导致沥青混合料强度、劲度减少,并使沥青从集料表面剥落;另一方面在雨季,路面裂缝中的自由水,在行车载荷的作用下,会产生相当大的动水压力,压力水不断冲刷基层材料中的细料,细料浆被逐渐压挤出裂缝,形成沥青面层裂缝处的唧浆,细料浆一旦被唧出,沥青面层就会沿着裂缝产生下陷现象,同时在裂缝的两侧引起新的裂缝,导致路面裂缝两侧破碎,并逐渐引发路面大面积损坏。
  水泥路面出现裂缝以后,雨水就可透过裂缝进入路面基层或土层,车辆通过路面裂缝所
  在区域,受车辆或轮胎后的真空抽吸作用,雨水连同经雨水浸泡的基层浆液将会挤出路面,形成板下脱空,水泥砼路面逐渐形成大面积断裂破碎。
  裂缝是路面各类破损中最常见、最易发生和最早期产生的病害之一,它伴随着道路的整个使用期,并随着路龄的增长而加重。路面出现裂缝不但影响路容美观和行车的舒适性,而且容易扩展造成路面的结构性破坏,缩短路面的使用寿命。因此路面出现裂缝,应及时进行密封修补,否则雨水及其他杂物就会沿裂缝进入面层结构及路基,导致路面承载能力下降,加速路面局部或成片损坏。
  建议:水泥路、沥青路:微、小、中裂缝,可以开槽清缝和压力灌注密封胶进行灌缝。沥青路面大裂缝,建议采用沥青热再生修补工艺进行修补。


  车辙
  车辙是路面上行车轮迹产生的纵向带状凹槽,


  深度在1.5cm以上,数量按实有长度乘以变形部分的平均值计算。车辙在行车荷载重复作用下,有扩展和累积的趋势。


  影响车辙产生的原因:
  车辙产生受内外因综合影响,内因包括沥青路面结构设计,外因包括施工、交通、气候条件。


  车辙的分类:
  结构性车辙:由于荷载作用超过路面各层的强度,发生在沥青面层以下包括路基在内的各结构层的永久变形。这种车辙宽度较大,两侧没有隆起现象,横断面成凹字形。
  流动性车辙:在高温条件下,车轮碾压反复作用,荷载应力超过沥青混合料的稳定度极限,使流动变形不断累积形成车辙。这种车辙一方面车轮作用部位下凹,另一方面车轮作用甚少的车道两侧反而向上隆起,在弯道处还明显往外推挤,车道线或者停车线因此可能成为变形的曲线。
  磨损性车辙:由于车辆不断磨损地面,特别是大量重型超载车辆渠道化的行驶在主车道上,磨损路面也会形成车辙。
  压实不足引起的车辙:这是属于非正常情况车辙,是由于施工控制不严造成的。由于沥青面层本身压实不足,致使通车后的第一个高温季节混合料继续压密,在交通车辆反复碾压作用下,空隙率不断减小,达到极限参与空隙率才趋于稳定。它不仅产生压实变形,而且平整度迅速下降,形成明显的车辙。这种由于施工不良造成的非正常性车辙在我国是非常普遍的。


  建议
  微表处。使用微表处设备的车辙专用摊铺箱,在原有路面摊铺一层沥青混合料,在路面上形成沥青稀浆封层。微表处修复防水性能优异,路面美观度高、抗滑性能出色,目前我司代理销售的美国CPM公司微表处设备是国际上的知名品牌。
  热再生修补。热再生修补可以很好的解决车辙修补中旧料的就地再生重复利用的问题,大大降低施工修补成本,同时可以避免了旧料存放中的环境污染和大面积占地的问题。比较适用于车辙数量总面积不大的情况下使用。
  重新铣刨摊铺。如果车辙整体数量已经很多,同时车辙的成因为压实不足并且道路通车时间已经较长时间,原有路面已经老化的情况的话,那么我们推荐采用铣刨摊铺的方法进行车辙修复,这样利用压路机对摊铺后的路面进行压实,能更好的保证道路的通车效果。


  坑槽
  坑槽:路面坑槽是在行车作用下,路面骨料局部脱落而产生的坑洼。


  坑槽深度一般大于2cm,面积在0.04㎡以上。如小面积坑槽较多,又相距很近(20cm以内),应合在一起计算。沥青路面坑槽都有一个形成过程,起初局部龟裂松散,在行车荷载和雨水等自然因素作用下逐步形成坑槽。
  坑槽类型。坑槽分为:压实不足性坑槽、厚度不足性坑槽、水损害性坑槽。
  压实不足性坑槽。施工时混合料温度太高,使沥青老化,粘结性降低、脆性增加,导致压实不够,粘结不牢,在行车荷载的作用下,形成坑槽;还有一种情况是混合料温度太低,摊铺不均匀,压实不充分,导致压实度不够形成坑槽。
  厚度不足性坑槽。路面下面层局部标高控制不严,导致沥青上面层个别地方厚度不够,在行车作用下,部分混合料易被带走,形成坑槽。
  水损害性坑槽。沥青路面早期破坏中最常见的坑槽,其形成过程如下:在开始阶段,水份侵入沥青和集料的界面,以水膜或水汽的形式存在,影响沥青与集料的粘附性;在反复荷载的作用下,沥青膜与集料开始剥离;渐渐的,路面开始麻面、松散、掉粒;最后形成坑槽。


  建议:
  热再生修补。采用热再生修复可以避免老式修补方法:冷料填充法(冷料冷补)、挖补法(热料冷补)修补过程中出现的弱接缝问题,而且热再生修补可以将原有的旧沥青路面进行再生利用,避免了旧料报废后出现的污染和占地的问题,同时大大降低了客户使用成本
  喷补式修补。我司引进美国原装进口"喷补王"路面修补设备,该设备采用重力和空气动力学原理,利用高压空气将分别独立储存的骨料和快裂快凝型乳化沥青拌合后,喷射到病害中,具有修复速度快、维持时间长等特点,可以脱离拌合场施工,满足了坑槽多发并且分布范围广的施工要求。
  冷铣刨热摊铺修补。如果坑槽面积过大的话那么冷铣刨加热摊铺的形式则更为适合,对于大面积的病害可以做到快速修复,效率会更高。
  表面功能下降
  表面功能衰减、抗滑、噪声、溅水和水雾等功能下降
  路面功能迅速下降的主要原因。
  沥青标号过大(针入度偏大),沥青用量多,路面渐渐泛油,构造深度下降,甚至变成光滑油面。
  粗集料不耐磨,迅速磨光。石料磨光是表面功能衰减的主要原因,它取决于粗集料的品种。石灰岩集料路面的摩擦系数在通车半年到一年便可能下降到最底值,而坚硬耐磨的石料的磨光期则可以维持很长时间。


  建议
  彩色防滑路面。在不破坏现有的道路(沥青、水泥)表层的情况下,利用进口ENNIS公司的环氧型彩色防护路面,形成0.5-1CM的耐磨、彩色防滑层,这样既可以提高路面的通车性能,又可以利用彩色路面对驾驶员进行提示,形成抗滑、美观、实用的道路通车效果,无论在高速、各等级公路还是市政道路上都可以使用。
  微表处。在大面积路面因为各种原因出现表面功能下降的情况下,推荐采用微表处工艺进行路面的功能回复。
  沉陷、错台、桥头涵顶跳车。
  沦陷
  沉陷
  由于路基产生竖向变形导致路面下沉,
  有均匀


  沉陷
  沉陷、不均匀沉陷、
  局部较大面积沉陷。
  错台
  接缝处或者裂缝相邻面板出现垂直高差的现象。
  桥头涵顶跳车
  由桥台台背填土压实不够而引起路基不均匀沉降,使路面产生沉陷,形成跳车。
  桥头跳车


  沉陷、桥头跳车产生的原因。沉陷与桥头跳车的产生除了上述的原因之外,很多时候都是施工质量没有严格控制造成的。


  建议:
  冷再生。冷再生设备利用原有道路材料,配合添加相应的细料和水、再生剂等,按照一定比例拌合,在常温下从新回填入沉陷面,整平后再使用压实设备进行处理,完成整体路面的从新恢复。原有路面再生利用不会出现抛弃和污染,节约成本。
  冷铣刨热摊铺。首先利用冷铣刨方式将原有的沉陷路面表层进行处理,然后摊铺新的热沥青混合料,整平后进行压实。这种维修方法适合大面积、浅表性沉陷的使用,施工速度快,通车时间短,修复后的外观效果好。
  BJ200桥梁无缝伸缩缝。利用进口BJ200桥梁无缝伸缩缝进行桥头跳车的处理,对桥台台背进行开槽、填实处理压实。利用无缝伸缩缝工艺,施工速度快,通车时间快,可以半幅施工不会影响桥梁的正常通车,完全防水后期免维护,大大降低后期施工养护成本,采用无缝伸缩缝工艺对于上下、左右各方向有一定伸缩空间,结构稳定、可靠,使用寿命长。提高通车舒适度,降低噪音,而且可以随桥面维修,使用灵活。
  总之,路面破损产生的原因可归纳为以下七个方面:交通条件、气候条件、施工因素、材料因素、设计因素、排水条件、管理水平。


  道路术语
  路面结构:
  根据设计要求和就地取材的原则,路面可用不同材料分层铺筑。通常包括面层、基层、垫层等层次。


  垫层:设于基层以下的结构层。其主要作用是隔水、排水、防冻以改善基层和土基的工作条件。
  路基(基层):用土或石料修筑而成的线形结构物。它承受本身岩土自重和路面重力,以及由路面传递而来行车荷载,是整个公路构造重要组成部分。
  面层:用筑路材料铺在路基上供车辆行驶的层状构造物。具有承受车辆重量、抵抗车轮磨耗和保持道路表面平整的作用。按其力学特征分为刚性路面和柔性路面。刚性路面在行车荷载作用下能产生板体作用,具有较高的抗弯强度,如水泥混凝土路面。柔性路面抗弯强度较小,主要靠抗压强度和抗剪强度抵抗行车荷载作用,在重复荷载作用下会产生残余变形,如沥青路面。
  刚性路面:刚度较大、抗弯拉强度较高的路面。一般指水泥混凝土路面。
  柔性路面:刚度较小、抗弯拉强度较低,主要靠抗压、抗剪强度来承受车辆荷载作用的路面。各类沥青面层、块石面层,各种未经处理的粒料基层(如天然砂砾)叫做柔性基层。
  磨耗层:面层顶部用坚硬的细粒料和结合料铺筑的薄结构层。其作用是改善行车条件,防止行车对路面的磨损,延长路面的使用周期。
  路肩:指的是位于车行道外缘至路基边缘,具有一定宽度的带状部分(包括硬路肩与土路肩),为保持车行道的功能和临时停车使用,并作为路面的横向支承。
  白改黑:把水泥混凝土路面(灰白色)改建为沥青混凝土路面(黑色)。白改黑后的道路路面与轮胎之间附着力增强,车辆行驶起来更加安全,更加平稳;车辆行驶产生的噪音将大幅度下降;黑色沥青路面吸尘性能较好,能有效吸收车辆行驶过程中的扬尘。
  罩面:为改善沥青路面的使用质量,提高路面的防水、抗滑能力和平整度,在原有沥青路面上加铺的细石薄沥青面层。罩面也指在混凝土表面做细砂浆保护层。
  稀浆封层:采用机械设备将乳化沥青、粗细集料、填料、水和添加剂等按照设计配比拌和成稀浆混合料摊铺到原路面上形成的薄层。按照矿料级配的不同,稀浆封层可以分为细封层、中封层和粗封层,分别以ES-1、ES-2、ES-3表示;按照开放交通的快慢,稀浆封层可以分为快开放交通型稀浆封层和慢开放交通型稀浆封层;按照是否掺加聚合物改性剂,稀浆封层可以分为稀浆封层和改性稀浆封层。
  微表处:稀浆封层最高级形式,由聚合物改性乳化沥青、100%轧碎石料、矿物填料、水和必要的添加剂组成,使用专门的施工设备边拌和边摊铺。
  小修保养:对公路及其沿线设施经常进行维护保养和修补其轻微损坏部分的作业。
  中修工程:对公路及其沿线设施的一般性损坏部分进行定期的修理加固,以回复公路原有技术状况的工程。
  大修工程:对公路沿线设施较大损坏进行周期性综合修理,以全面恢复到原技术标准工程。
  改建工程:对公路及其沿线设施因不适应现有交通量增长和荷载需要而进行全线或者逐段提高技术等级指标,显著提高其通行能力的较大工程项目。
  压实度:路基路面施工质量检测的关键指标之一,表征现场压实后的密度状况,压实度越高,密度越大,材料整体性能越好。
  沥青:由不同分子量碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂混合物,呈液态、半固态或固态,是一种防水防潮和防腐的有机胶凝材料。主要可以分为煤焦沥青、石油沥青和天然沥青三种。
  改性沥青:指添加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的胶粉等改性剂,或采用对沥青进行轻度氧化加工,从而使沥青的性能得到改善的沥青混合物。
  乳化沥青:将熔化的沥青微粒分散在乳化剂水介质中成乳状液,毋需加热可拌成沥青胶、沥青砂浆、沥青混凝土等。
  沥青混合料:是由矿料与沥青结合料拌和而成的混合料的总称。
  预防性养护:根据美国科氏公司的研究表明:一条质量合格的道路,在使用寿命75%的时间内性能下降40%,这一阶段称之为预防性养护阶段;如不能及时养护,在随后12%的使用寿命时间内,性能再次下降40%,从而造成养护成本大幅度的增加,这一阶段称之为矫正性养护阶段。
  预防性养护就是一种周期性的强制保养措施,它并不考虑路面是否已经有了某种损坏,而是通过采用先进的检测技术努力拓宽人们对于道路早期病害的认识空间,提前发现道路隐藏的隐形病害的存在,并施以正确的预防性养护措施,其核心是要求采用最佳成本效益的养护措施,强调养护管理的计划性。
  挖补:把机械设备把路面坏的部分去掉,用新的沥青混合料填补上。

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