高速公路路面整修病害原因分析

   2006-09-22 中国路桥网 佚名 7320

2002年我公司共铺筑22.5公里路面,按照TRANBBS设计处理基层路段4.8公里,单铺5CM中面层共17.7公里,通过半年多的运营出现病害32处,其中龟裂、网裂共 22处,占病害的68.8%,纵向裂缝7处,占病害的21.9%,以上这些病害均发生唧浆现象。见表1
一、 病害发展及分布特点
从2002年10月底到2003年2月底之间,整个修复后的路面工程没有发生病害。从3月初至今对病害连续进行3次调查,这3次都是雨后进行。第一次是在3月15日进行,共发现10处病害(见表-2)。第二次是在4月26日进行,共发现17处病害(见表-3)。第三次是在5月14日进行,共发现32处病害(见表-1)。
通过对多处病害的定点定期观察,病害的发展是先裂缝,以纵向裂缝为主,仅有2-3处是先发生横向裂缝发端,经过行车的不断碾压,逐渐发展成龟裂和网裂。在裂缝、龟裂和网裂处雨后均出现唧浆现象。
对病害进行了调查的同时,收集了TRANBBS施工原始资料,检查压实度,并对病害处钻芯取样,结果是除3处压实度不足外(94%—96%),压实度均达到设计要求,芯样完整、表面无孔隙,并计算了路面原位孔隙率,路面孔隙率均小于8%,因此可排除由于大量水分渗入而导致强度不足的可能性。
病害分布见图:


K45       K54+100    K56+800       K58+000         K63+900            K67+500

   3处             9处              3处              17处                  0处
  (4+5)cm        5cm          (5+7+20)cm          5cm                (5+7+20)cm
     
   9.1KM           2.9KM          1.2KM               5.9KM                3.6KM

西宝高速公路路面病害分布图

K45+000—K54+100处理5CM中面层后再加铺4CM上面层,本路段长9.1公里,病害3处,平均0.3处/公里;K54+100—K56+800仅处理5CM中面层的路段,长2.9公里,病害多达9处,平均3.1处/公里; K56+800—K58+000新铺了20CM水稳基层后,再加铺5CM中面层,本路段长1.2公里,第一次调查时尚未出现病害,最近一次调查时出现病害3处,平均2.5处/公里;K58+000—K63+900仅处理5CM中面层,本路段长5.9公里,病害多达17处,平均2.9处/公里;K63+900—K67+500新铺了20CM水稳基层后,再加铺7CM下面层和5CM中面层,本路段长3.6公里,未出现一处病害。
需要说明的是, K56+800—K58+000 1.2公里路段,是西宝路面整修工程的前期,新铺基层、下面层和中面层都属首次施工,施工经验不足,施工工艺尚不完善,造成施工时的质量隐患较多,各种因素交错影响。病害原因分析可暂不考虑。
从病害分布示意图可知,新铺过基层、下面层、中面层的路段没出现病害(0条/公里),单铺一层中面层出现较严重的病害(2.95条/公里),如在中面层上加铺改性沥青,上面层会减少病害(0.3条/公里)。
二、病害成因分析
1、基层病害分析
从病害分布特点可知,有无处理基层是决定病害出现与否的主要因素(如果认为施工质量是稳定的)。
最早出现的(k54+355)处病害,该处病害轮迹处下陷,轮迹外侧隆起,下陷处和隆起处有明显的龟裂和网裂现象,于2003年3月15日对该病害作了开挖探查,新加铺的油层和旧油层均松散破损,下挖至基层上发现,基层呈明显的下陷,且基层材料处于松散状态,砾石很少,无法取出芯样,对该病害处新铺油层料进行了收集,室内做了抽提试验,试验结果表明级配在级配规范范围内略偏粗,并在周边1m处钻芯取样,检查了压实度,压实度达到97.1%。通过对K59+000等3处进行了同样的开挖探查,情况基本类似,病害分析认为:基层强度不足,板体性不好是病害的主要原因。
另外,在今年的施工过程中可以看到,大部分基层的板体性不好,基本处于松散状态。可以推断旧基层未处理路段也会存在类似问题。板体性不好的基层水稳性差,遇水后强度会显著下降,并引起路面病害。本次大修方案主要是以路面弯沉值来作为处理方案的依据,也就是以抗竖向变形的大小来反映整个路面的强度,但抗竖向变形无法反映基层材料板体性和水稳性,板体性不好的基层在干燥情况下仍可表现出较小的弯沉值,所以弯沉测试不仅要在不利季节测定,同时建议弯沉测试可在不利季节的雨后数天内测试。
2、层间结合原因
处理过基层的路段是先铺筑下面层,然后在其上加铺AC-20中面层。由于是连续施工,层间是连续接触,受力状态好。未处理基层路段,仅铣刨一层面层,然后在其上铺筑面层AC-20I。在施工时局部路段对铣刨过的面层表面处理不够,仍有浮灰和松散颗粒。另外,也发现粘层油(乳化沥青)质量不稳定,曾有两次抽查沥青比例偏低,层间结合不足,导致层间脱空,在车载的反复作用下,出现疲劳裂缝,并演变为龟裂和网裂。所以层间结合不良也是病害产生的原因之一。
3、混合料的原因
路面沥青混合料质量不稳定,也是路面病害的一个原因,由于去年客观方面的原因,出现病害的大部分路段是用我公司95年购置的1000型拌和楼生产的混合料铺筑的,拌和质量不稳定。同时由于去年施工期间,全省多条路段正在铺筑黑色路面,料源不足,供不应求,料源不稳定,原材料质量不稳定,导致摊铺时局部路段出现离析,孔隙率偏大。
通过以上分析:大部分病害是由于基层板体性差、强度低而造成的,是路面病害的主要原因,局部路段路面混合料质量不稳定也是路面病害的一个原因。
三、措施及建议
1、结合病害原因的分析,为消除不利因素的影响,在今年的施
工中,加强了以下措施:
(1)对原材料进行了严格的筛选,确保原材料的质量。(2)加大对原材料及成品料的抽检频率。(3)为了避免改性沥青与普通沥青管道混用,采用自购和租用结合的方式,配备了2台沥青拌和设备生产不同的沥青混合料,确保混合料的稳定性。(4)为了彻底处理深层次病害,对各结构层逐层铣刨,逐层分析,并逐层提出合理的处理方案,对存在的软弱土基,坚决处理,力求将路面各结构层的病害一次性全部处理完成,消除质量隐患。(5)摊铺前采用空压机进行清扫和除尘,并对路槽两侧的松散层用钢刷进行彻底处理,同时控制粘层油的质量,加强层间结合。(

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6)严格按照试验段确定的施工方案和碾压组合进行作业,不得随意改变,同时派专人控制压实变数,保证压实度。(7)、严格按照施工规范对水泥稳定碎石基层进行养生,保证基层处于湿润状态。
2、从调查结果以及病害分析可知,西宝高速公路中段基层板体性差、强度低,对旧基层不加处理,仅靠采用5CM中面层处理是不够的,建议在今后施工中对基层进行补强处理。
3、为了保证工程质量,对目前的个别方案进行变更。如:上面层与中面层的粘层油变为改性乳化沥青,对超车道的病害进行彻底处理,对底基层的纵向裂缝进行处理。

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