寧軍楠 張智云
(河南省大道路業(yè)有限公司,河南 鄭州 450000)
目前,高等級(jí)公路中瀝青路面極為普遍,其路面耐久性及早期破壞問題也得到了人們的關(guān)注。據(jù)相關(guān)研究表明,大多數(shù)公路工程通車運(yùn)營后,不到2年時(shí)間瀝青面層就會(huì)出現(xiàn)諸多早期病害,如麻面、松散、網(wǎng)裂等,存在極為嚴(yán)重的結(jié)構(gòu)內(nèi)部剝蝕現(xiàn)象。這些問題的長期存在,都會(huì)對(duì)路面使用性能造成嚴(yán)重影響,甚至減短工程使用壽命。在大量調(diào)查分析的基礎(chǔ)上,水是導(dǎo)致瀝青路面早期破壞的直接原因,因此,研究瀝青路面水損壞機(jī)理具有重要意義。
瀝青路面水損壞是指在大量水分存于瀝青路面時(shí),在長期行車荷載及熱脹冷縮等自然條件下,水分逐漸向?yàn)r青界面內(nèi)部滲入,且因動(dòng)水動(dòng)力作用,集料表面的瀝青膜逐步脫落,使得集料間粘結(jié)力消散從而引發(fā)路面損壞的過程。主要體現(xiàn)為路面顏色逐漸黑化,松散、坑洞等問題產(chǎn)生于表面層,集料和瀝青膜脫離等。
某公路工程全長12.4km,為雙向四車道,瀝青混凝土路面結(jié)構(gòu)。隨著交通量的不斷加快,路面出現(xiàn)了諸多病害,其中水損害較為嚴(yán)重。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查可知,唧漿是本路段瀝青路面水損壞的主要病害形式,其中部分唧漿漿液為白色、黃色,伴隨路面其他病害的發(fā)生唧漿病害愈加嚴(yán)重。
路面水損害病害主要是因?yàn)槁访娼Y(jié)構(gòu)內(nèi)部積水后呈現(xiàn)飽和狀態(tài),在交通荷載作用下,尤其是重載交通影響下,從而產(chǎn)生唧漿情況。通過對(duì)本路段的長期跟蹤觀測(cè),發(fā)現(xiàn)在建設(shè)期水穩(wěn)層水泥劑量偏高,因此,本路段半剛性基層具有大量反射裂縫,這為路表水下滲提供了大量豎向通道,加之本路段排水系統(tǒng)并不完善,導(dǎo)致積水向路面結(jié)構(gòu)橫向滲透。整體來講,
本路段瀝青路面水損壞的成因可歸結(jié)為2點(diǎn),
第一,路表裂縫的下滲水;
第二,排水系統(tǒng)不完善產(chǎn)生的滲透水。
以上兩部分水在路面結(jié)構(gòu)中不斷積聚,當(dāng)車輛從路面行駛通過時(shí),特別是重載作用下,路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部極易形成動(dòng)壓水,進(jìn)一步侵蝕路面結(jié)構(gòu)層,當(dāng)侵蝕至水穩(wěn)層時(shí),路面翻漿為白色。若侵蝕至土基時(shí),路面翻漿為黃色。
根據(jù)公路項(xiàng)目整體改造施工技術(shù)方案,針對(duì)局部唧漿病害,為滿足路面結(jié)構(gòu)性能需求,必須做好路表裂縫滲水及原路面病害處理。
1)基層結(jié)構(gòu)補(bǔ)強(qiáng)處理。經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn),本路段多數(shù)唧漿病害均是伴隨裂縫發(fā)展而出現(xiàn),為此,當(dāng)路面基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生局部唧漿病害后,在內(nèi)部水壓力作用下,往往會(huì)影響路面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性,基于此,必須對(duì)唧漿部位路面基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)做補(bǔ)強(qiáng)處理?!鞍诐{”、“黃漿”為現(xiàn)場(chǎng)唧漿的主要形式,經(jīng)上述分析了解,唧漿層位于基層時(shí)為白漿;唧漿層位于土基時(shí)為黃漿。因此,必須根據(jù)唧漿層位置合理區(qū)分注漿深度,采取的措施為:?jiǎn)蝹€(gè)白漿唧漿點(diǎn)選擇下基層中部為補(bǔ)強(qiáng)層;單個(gè)黃漿唧漿點(diǎn)選擇土基頂面為補(bǔ)強(qiáng)層。
2)病害修復(fù)技術(shù)措施。有效處理本路段路面水損害問題是路面裂縫處治的重中之重,因此,可采取以下方案進(jìn)行處理。第一,針對(duì)裂縫病害,可對(duì)上、中、下面層進(jìn)行銑刨并回填。施工中,上、中面層銑刨寬度均為1.4m,下面層銑刨1m寬即可。并在裂縫兩側(cè)設(shè)臺(tái)階,寬20cm。若基層具有良好狀況,便可噴灑熱瀝青,隨后進(jìn)行舉止玻纖布鋪設(shè)。第二,待瀝青面層銑刨施工后,若基層仍存在松散狀態(tài),需向下基層開挖,或采用冷再生混凝土進(jìn)行一層一層填筑。
漿砌片石梯形邊溝為本路段路堤邊溝類型,局部邊溝存在淤泥淤堵、損壞等問題。因此,在水損害施工前,必須通過人工方式將淤堵的邊溝清理干凈,并按照損壞情況根據(jù)原邊溝類型對(duì)已損壞邊溝進(jìn)行修整。針對(duì)路塹邊溝來講,因?yàn)榈叵滤簧仙惹闆r,可根據(jù)實(shí)際情況采取有針對(duì)性的施工處治措施。
1)設(shè)置碎石盲溝。在原邊溝底部進(jìn)行碎石盲溝挖設(shè),尺寸為40×60cm;并將滲水土工布設(shè)于邊溝內(nèi)四壁。隨后采用C25防水混凝土澆筑碎石盲溝頂部,從而達(dá)到修復(fù)原邊溝溝底有效排出路基內(nèi)部滲水的目的。
2)現(xiàn)澆矩形邊溝。設(shè)置現(xiàn)澆矩形邊溝的目的在于降低路基水位、排出路面結(jié)構(gòu)內(nèi)部雨水。根據(jù)施工設(shè)計(jì)要求,第一,先將原路肩和碎石邊溝挖除;第二,向突擊頂面81cm以下開挖,并將碎石滲溝設(shè)于接近路基層和底部的位置,為30cm;第三,防滲土工布、軟式透水管(Φ10cm)設(shè)于滲溝底部;第四,采用C25防水混凝土澆筑封水層。
采用銑刨重鋪法處理局部連續(xù)唧漿段,同時(shí)利用橫向、縱向排水管及排水基層等措施,排出結(jié)構(gòu)內(nèi)部積水。
1)全斷面路面結(jié)構(gòu)處理。在本路段總水損害數(shù)量中,硬路肩處損害率高達(dá)36%,此外,經(jīng)硬路肩唧漿特征分析,在水的作用下,將大幅影響硬路肩的使用性能,甚至產(chǎn)生更大危害。因此,基于經(jīng)濟(jì)性原則,必須做好硬路肩處理,進(jìn)行全斷面路面結(jié)構(gòu)改造。
2)增設(shè)排水基層。在路面水損害處治中增設(shè)排水基層ATPB結(jié)構(gòu),不僅能夠增強(qiáng)半剛性基層瀝青路面的承載能力,還能有效控制水損害發(fā)生概率,避免路面開裂。根據(jù)施工具體情況,可采用SBS改性瀝青碎石封層、10cm改性瀝青穩(wěn)定排水基層ATPB-25結(jié)構(gòu)層。因此,路肩基層同樣要進(jìn)行排水基層設(shè)置,為盡快將路面結(jié)構(gòu)層內(nèi)部水排除,可采用開放式邊坡形式,鑿除原邊坡漿砌片石,隨后回填無砂混凝土。
1)合理選擇瀝青面層混合料。合理、優(yōu)質(zhì)的瀝青混合料級(jí)配對(duì)于路面水損壞控制極為重要。基于本路段重載交通的特點(diǎn),可采用滲水系數(shù)低的瀝青混合料作為面層材料,如橡膠瀝青混合料等,從而有效提升路面抗裂能力。
2)層間封水和抗裂措施。為解決路面唧漿問題,有效控制裂縫發(fā)生及擴(kuò)展極為關(guān)鍵。在施工處治當(dāng)中,可采用封水或抗裂效果較好的結(jié)構(gòu)性防水粘結(jié)層,本路段采用了SBS改性瀝青與碎石的結(jié)合方式。此外,針對(duì)基層抗裂技術(shù)處理,若路面松散面積較大,施工時(shí)采用骨架密實(shí)型抗裂水穩(wěn)基層,并做好回填處理。若為一條裂縫,粘貼聚酯玻纖布即可。
綜上所述,路面積水會(huì)對(duì)交通安全造成不利影響,在長期車輛荷載的作用下,還會(huì)出現(xiàn)路面飽水狀態(tài),進(jìn)而引發(fā)各類水損害。為減少雨水等因素對(duì)瀝青路面使用壽命及安全的影響,必須重視水損壞處治方法的應(yīng)用。