沥青混合料路面的质量通病及防治

沥青混合料路面的质量通病及防治

      十、沥青混合料路面的质量通病及防治
      沥青混合料路面在北方使用极为广泛，因为它较水泥凝土路面施工周期短，铺筑速度快，故此，在北京地区因为使用的比较多，发现的质量缺陷也多。

     （一）路面平整度差
      1．现象：沥青混合料人工摊铺、搂平、碾压后表面尚较平整，当开放交通后路面出现波浪或出现“碟子”坑、“疙瘩”坑。
      2．原因分析：
     （1）底层平整度差，因为各类沥青混合料都有它一定的压实系数，摊铺后，表面搂平了，由于底层高低不平，而虚铺厚度有薄有厚，碾压后，薄处沉降少，则较高，厚处沉降多，则较低，表面平度则差。
     （2）摊铺方法不当，在等厚的虚铺层中，由于摊铺时用铁锹高抛，或运输卸料时的冲击力将沥青混合料砸实，或人、车在虚铺混合料上乱踩乱轧，而后又搂，致使虚实不一致。虚处则较低，实处则较高，平整度差。
     （3）料底清除不净，沥青混合料直接倾卸在底层上，粘结在底层上的料底清除不净。或把当天的剩料胡乱摊在底层上。充当一部分摊铺料。但它已经压实，冷凝，大大缩小了压实系数。当新料补充搂平压实后，形成局部高突、疙疙瘩瘩，不平整。
      为了更深一步认识这一主要影响路面平整度的通病．再以图示和数据来剖析一下，因底层平整度差，虚摊厚度不一致。造成路面平整度差的原因。
      以沥青混凝土路面为例，按压实系数K=1.3计算，那么铺筑H=5cm沥青混凝土，它的虚铺厚度（h）就应该是：
            h=K•H即h=1.3×5=6.5cm
      实际施工时，往往发生如（图1-4-4）摊铺情况。如果底层不平，面层压实后也将是不平整的．以表1-4-12的数据来剖析：
      图1-4-4表示的是底层呈波浪形的高低不平，其波峰波谷长度大于碾轮接触面，这种不平整属于波浪形的不平整。
      以A、B、C、D四个凹凸点为例，各点的虚铺厚度和压实厚度均不相同。
      可见底层不平，面层压实后也是不平的。
      当底层很平整，面层压实厚度全部是5cm或接近5cm，其平整度将是很好的。如果底层凹凸峰谷长度小于碾轮接触面，即底层呈“疙瘩”坑或“碟”坑形高低不平，即见图1-4-5。
      就碾轮接触的K点范围的A、B、C、D、E、F六点来看，A、C、E点是凸点，B、D、F点是凹点，A、C、E点对碾轮有较大抗力，密实度会很好；B、D、F点抗力很小，密实度会较差。当碾轮过后，表面光泽不一样，底层凸点处光平发亮，凹点处麻面发乌，一经车轮走压，凹点处下陷，形成“碟子”坑或“疙瘩”坑路面。
      所以底层平整度对上一层的平整度是十分关键的。（这里所指的底层，就是路面的底层是基层，基层的底层是土路床）。
      上述分析主要是针对人工摊铺而产生的不平整通病的原因，使用机械摊铺，就是使用电脑控制的自动调平摊铺机，同样，要是底层平整度不平，虽然有摊铺机本身的震捣功能，其虚铺厚度是一致的，当时碾压完也是平整的。但是经车载辗压后，底层的坑洼不平便反射到路表面上来，同样路面是不平整的。再者摊铺机摊铺面层其每幅两侧高程基准线控制不准或摊铺机本身的毛病或操作手控制不利，熨平板出现忽高忽低，也是造成路面波浪或高低不平的原因。
      3．危害：
     （1）路面平整度是道路工程的主要使用功能。如果道路不平坦，会降低行车速度，增加行车颠簸，加大冲击力，损坏车辆机件，降低舒适性，减少安全性，降低经济效益和社会效益。
     （2）路面愈不平坦，车辆冲击力愈大，对道路的损毁愈严重，会大大降低道路工程建设的投资效益。
      4．治理方法：
     （1）首先要解决底层平整度问题，这里所指的底层是泛指。如果沥青混合料面层分三层铺，那么表面层的底层是中面层（黑色碎石或粗级配沥青混凝土），中面层的底层是底面层（沥青碎石），底面层的底层是道路基层．基层的底层是道路路基（土路床），每一层的平整度都对上一层平整度至关重要。所以要按照质量检验评定标准中对路面各层要求严格控制，认真检验。特别是在保证各层密实度和纵横断高程的基础上，把平整度提高标准进行控制，最后才能保证表面层平整度的高质量。从施工技术管理上，对底层纵横断高程要用五点五线法加密检查点（见图1-4-6）；在技术操作上，按照高程控制的要求，加细找补和修整；在机具设备上，积极创造条件，使用平地机修整路床和基层的平整度。
     （2）面层的摊铺应使用摊铺机，并放准每幅两侧高程基准线，操作手控制好熨平板的预留高的稳定性；小面积或无条件使用摊铺机时，要严格按照操作规程规定的方法摊铺，即采用扣锹法，不准扬锹，要锹锹重叠，扣锹时要求用锹头略向后刮一下，以使厚度均匀一致。使用手推车和装载机运料时，应用热锹将料底砸实部分翻松后摊平，以求各处虚实一致。搂平工序，不能踩踏未经压实的虚铺层。要倒退搂平一次成活，如再发现有不平处，可备专用长把刮板找补搂平。
     （3）沥青混合料应卸在铁板上，不能直接倾卸在铺筑底层上。如果要卸在底层上，则必须设法清除干净。剩余冷料不能直接铺筑在底层上充当一部分层厚，应加热另作它用。
五点五线法检查、控制高程和平整度做法见图l-4-6。
      上例路宽为14m，横坡为直线坡，坡率为1%，用五点五线法检查纵横断面高程和平整度。边桩放高lm，中线高应为l－142 ×0.01=0.93m；14 处高应为1－144 ×0.01=0.965m
五点：即在每一个横断面上。均匀分成五个点，按一个固定高程拉一条线。再按上述计算的数据检查在横断面上的横断高程。
      五线：即在相邻两个横断面之间，按五个相对应的点分别纵向拉五条线。再按上面计算的数据检查纵向高程。
      这样通过五点五线检查的成果来全面修整路床或基层的高程和平整度。

     （二）路拱不正。路面出现波浪形
      1．现象：路拱不饱满，局部高点偏离中心线，或在路面纵向出现波浪。特别是靠近立道牙的偏沟部位出现路边波浪较多，使立道牙外露不一致。
      2．原因分析：主要是路面各结构层的纵横断高程控制不力。或在两相邻控制点距离偏大，在两点之间的高程出现较大偏差，形成控制点处高于或低于两控制点之间的路面高程。
      3．危害：
     （1）影响外观质量、路容不整。
     （2）路面波浪，造成行车颠簸，降低车速和乘车舒适感。路边波浪造成积水。
      4．治理方法：
     （1）路床和路面基层都应用五点五线法检查控制纵、横断面高程。
     （2）要控制好沥青混合料面层各层的虚铺厚度。人工摊铺要采用放平砖的方法。
     （3）特别应该加细控制两雨水口之间的路边高程，切勿低于下游雨水口附近高程。

     （三）路面非沉陷型早期裂缝
      1．现象：
     （1）路面碾压过程中出现的横向微裂纹，往往是某区域的多道平行微裂纹，裂纹长度较短。
     （2）采用半刚性基层材料．做基层的沥青路面，通车后半年以上时间出现的近似等间距的横向反射裂缝。
     （3）路面在纵、横向接茬处产生不规则纵、横裂缝；或冬季发生的冻胀纵、横裂缝。
     （4）路面出现的凸起开花和不规则短裂缝。
      2．原因分析：
     （1）碾压当中出现短小微小裂缝的原因是：
      1）由于碾压前沥青混合料摊铺时问过长。其表面变冷，形成僵皮，其内部较热，可塑性好，形成压路机串皮碾压，或过早使用重碾，均会造成沥青混合料在压路机碾轮前出现波浪；或由于底层与面层粘结不好（如卜层表面脏污，或没有喷洒沥青结合料），或过碾产生推移横裂纹。
      2）雎路机加速或减速太猛．尤其足转向时过猛产生路而横纹。
      3）沥青混合料过细，其结合料太少（即油石比过低）；上碾避早，沥青混合料温度过度；沥青混合料中集料级配太差，石料偏少；由于刮风下雨或喷水防粘时碾轮喷水过量等，造成沥青混合料温度过低，产生的横向微裂纹。
      4）整平找补料层过薄；或在坡道上摊铺沥青混合料过厚；或对薄沥青混合料层过量辗压等产生的横向微裂纹。
     （2）在路面上出现半刚性基层开裂反射的或自身产生的较规律的横向裂缝其产生的原因是：
      1）石灰土、水泥土或其他无机结合料的基层、垫层，由于碾压后未能潮湿养生，造成较大的干缩反射上来的横裂。
      2）寒冷地区，沥青面层或半刚性基层低温收缩，造成变形受阻产生的横向开裂。
     （3）由于道路发生冻胀，产生的路面拱起开裂。
     （4）由于沥青原材料低温延性差或沥青混合料粘结力低，造成路面早期开裂。
     （5）由于石灰土、石灰粉煤灰砂砾中有未消解灰块，当压实后消解膨胀，造成其上沥青路面膨胀开裂（开花）。
     （6）当沥青混合料分幅碾压或纵向接茬时，由于接茬处理不符操作规程要求而造成接茬开裂。
      3．危害：
     （1）雨雪水会沿道路裂缝渗入路面基层和土基，降低路基路面的稳定性和强度造成局部变形，逐渐扩展为网状开裂。
     （2）碾压中产生的微裂纹及反射裂缝，虽初期不影响行车，但在水分侵蚀及阳光照射下，成为促使面层沥青混凝土疲劳开裂的催化剂，会大大缩短沥青路面寿命。
      4．预防措施：
     （1）在沥青混合料摊铺碾压中做好以下工作，防止产生横向裂纹。
      1）严把沥青混合料进场摊铺的质量关．凡发现沥青混合料级配不佳，集料过细，油石比过低。炒制过火，油大时，必须退货并通知生产厂家，严重时可向监理或监督报告。
      2）严格控制摊铺和上碾、终碾的沥青混合料温度，施工组织必须紧密，大风和降雨时停止摊铺和碾压。
      3）严格按碾压操作规程作业。平地碾压时，要使压路机驱动轮总接近摊铺机；上坡碾压，压路机驱动轮在后面，使前轮对沥青混合料预压，下坡碾压时，驱动轮应在后面，用来抵消压路机自重产生的向下冲力。碾压前，应用轻碾预压。压路机起动、换向都要平稳。停驶、转移、换向时，关掉振动档。压路机停车、转向尽量在压好的、平缓的路段上。
      4）双层式沥青棍合料面层的上下两层铺筑，宜在当天内完成。如间隔时间较长。下层受到污染，铺筑上层前应对下层进行清扫，并应浇洒适量粘层沥青。
      5）沥青混合料的松铺系数宜通过试铺碾压确定。应掌握好沥青混合料摊铺厚度．使其等于沥青混合料层设计厚度乘以松铺系数。
      6）宜采用全路宽多机全幅摊铺，以减少纵向分幅接茬。
     （2）按GB50092—96《沥青路面施工及验收规范》做好纵横向接缝。
纵缝要尽量采取直茬热接的方法，摊铺段不宜太长，一般在60～100m之间，于当日衔接，当第一幅摊铺完后，立即倒至第二幅摊铺，第一幅与第二幅搭接2.5～5cm，然后再推回碾压（见图1-4-   7）。不是当日衔接的纵横缝上冷接茬，要刨直茬，涂刷粘层边油后再摊铺。横向冷接茬，可用热沥青混合料预热，即将热沥青混合料敷于冷茬上厚10～15cm，宽15～20cm。待冷茬混合料融化后（5～10min）。再清除敷料，进行搂平碾压。或用喷灯烘烤冷茬后立即用热沥青混合料接茬压实。
     （3）在设计和施工中采用下列措施，防止石灰土等半刚性基层的收缩裂缝。
      1）控制基层施工中，压实时的含水量．采用（0.9×最佳含水量）的含水量监控时，可降低其干缩系数。
      2）设计中，在半刚性基层上．加层厚≥10cm的沥青碎石，或厂拌碎石联结层，可降低裂缝向沥青混合料面层的反射程度。
      3）在半刚性基层材料层中，掺入30%～50%的2～4cm粒径的碎石，可减少收缩裂缝，并提高碾压中抗拥推的能力。
      4）对半刚性基层碾压后潮湿养护，随气候湿度不同，至少5～14d为宜。
     （4）控制沥青混合料所用沥青的延度，或进行低温冷脆改性。拌制沥青混合料时，防止加热过度，避免沥青混合料“烧焦”。
      5．治理方法：
     （1）对于碾雎中出现的横向微裂纹，可在终碾前，用轮胎碾进行复压．往往可予以消除。
     （2）对由于半刚性基层圩裂反射上来的裂缝，缝宽在6mm以内的，可用热沥青灌缝。缝宽火于6mm的，将裂缝内杂质处理干净后，用沥青砂或细粒式沥青混凝土进行填充、捣实，并用烙铁封口，撒砂，扫匀。
     （3）对无变形不严重裂缝可在路面干燥条件下，按（2）条方法处理；对发裂、轻微龟裂，可采用刷油法处治，或进行小面积的喷油封面．防止渗水使裂缝扩大。

     （四）路面沉陷性、疲劳性裂缝
      1．现象：
     （1）路面产生非接茬部位不规则纵向裂缝．有时伴有路面沉陷变形。
     （2）在雨水支管部位出现小规则顺管走向的裂缝；在检查井周围出现不规则裂缝。
     （3）成片状的网状裂缝（裂块面积直径大于30cm）和龟背状的裂缝（裂块面积直径小于30cm）。
      2．原因分析：
     （1）出现不规则的纵向裂缝和成片的网状裂缝，多属于路基或基层结构强度不足．或因路基局部卜沉路面掰裂。
     （2）雨水支管多数处于路面底基层或基层中，支管肥槽回填由于不易夯实，造成局部路面强度削弱面发生沉陷和开裂，是路面最早出现的裂缝之一。
     （3）龟背状裂缝多属于路面基层结构强度不足，支承不住繁重的交通荷载，或沥青面层老化而形成，在车行道中，长条状网裂（网眼宽20cm左右，长50～60cm的网裂）多数属于路面结构在重复行车荷载作用下，发生疲劳破裂的裂缝。
     （4）路面结构层中有软夹层，如石料质软、含泥量大，尽管其他结构层强度足够，仍会发生沉陷、网裂和龟裂。
     （5）碾压中，由于沥青混合料表面过凉，里面过热，当摊铺层较厚时，用重型压路机碾压会引起路面表层切断，在第一遍碾压中．出现贯穿的纵向裂纹。
      3．危害：
     （1）外界水会沿路面裂缝渗入路面基层，甚至渗入土基，造成其承载能力下降，使路面过早损坏。
     （2）裂缝部分，特别是裂缝密集的龟裂部分，受水浸入和车辆反复荷载的冲击，更会加速路面出现坑槽，车辙等严重损坏。
      4．防治措施：
     （1）对雨水支管肥槽，采用水泥稳定砂砾或低标号混凝土处理，防止路面下沉开裂。
     （2）提高路面基层材料的均匀性和强度，如北京地区使用的石灰粉煤灰砂砾．即要保证其级配的均匀性和设计强度（无侧限抗压强度R7≥0.7MPa）及所需的石灰含量和石灰活性氧化物含量，避免强度裂缝，减少温度裂缝。
     （3）按照第二章的要求治理好路基的质量通病，防止路基下沉所造成的裂缝。
     （4）要注意对沥青混合料外观质量的检查，矿料拌合粗细要均匀一致，粗骨料的表面应被沥青和细矿料均匀涂复，不应有花白料或油少、干枯现象。
     （5）检查井周围，在路面底层铺筑后再将检查井升至路面高所留下的肥槽．用低标号混凝土补强处理。
     （6）对于出现的网裂、龟裂等采用下述方法处理：
      1）由于土基、基层破坏所引起的裂缝，分析原因后．先消除土基或基层的不足之处，然后再修复面层。
      2）龟裂采用挖补方法，连同基层一同处治。
      3）轻微龟裂，可采用刷油法处理，或进行小面层喷油封面，防止渗水扩大裂缝。

     （五）路面边部压实不足
      1．现象：路面边缘部位。局部未碾压密实，表层呈松散状态，或“睁着眼”，一经车辆辗压有掉渣现象。
      2．原因分析：
     （1）在路面边缘部位，基层碾压不到位，碾压面层时，基层跟着下沉，面层得不到基层足够的反作用力，面层便压不实。
     （2）安栽道牙的废槽未夯实，同样产生上述情况。
     （3）未控制基层边缘平整度，在边缘出现“疙瘩”坑或“碟子”坑，坑洼部分压不实，呈“睁眼”现象，或出现局部长度上低洼．碾轮压不着，出现松散掉渣。
     （4）逢有障碍物，碾子靠不了边，也未用小型夯实工具（如墩锤、烙铁、震动夯）夯实。
      3．危害：烂边掉渣属面层结构性损坏，是外观质量上的重要缺陷，经不住水浸、冻融、风蚀、车轮创压，易出坑槽。严重时还会波及基层的损坏。
      4．防治措施：
     （1）碾压基层时要标出准确的路边边线，一般应超宽碾压每侧不小于15cm。碾压密度不能低于路中部位的密实度。
     （2）安栽道牙的废槽，要加用小型夯具做特别夯实。
     （3）边缘，特别是路边缘以内50cm范围内的底层平整度，不能低于路中间部位的平整度。
     （4）对边角及有障碍物碾子压不到的部位。要使用热墩锤、热烙铁或平板震动夯夯实。

     （六）路面松散掉渣
      1．现象：路面成活后，局部或大部表层未能碾压密实，呈“睁眼”或松散状态，开放交通后，有掉渣现象，严重时出现坑洞。
      2．原因分析：
     （1）常温季节由于沥青混合料在运输途中时问过长，未加保温，或到工地后堆放时间过长。北方冬季施工，未坚持“三快”（快卸、快铺、快压）或运输保温不好，油温低于摊铺和碾压温度，或找补过晚，找补的沥青混合料粘结不牢。
     （2）沥青混合料炒制过火（烧焦），沥青结合料失去粘结力。
     （3）沥青混合料的集料潮湿．或含泥量大，使矿料与沥青粘结不牢；或冒雨摊铺，沥青粘结力下降造成松散。
     （4）沥青混合料油石比偏低，细料少，人工摊铺搂平时粗料集中，表面不均匀，呈“睁眼”状；或跟碾刷油滴洒路面，破坏沥青粘聚矿料作用而掉渣、脱落。
     （5）低温季节施工。路面成型较慢或成型不好，在行车作用下，嵌缝料脱落，轻则掉渣．重则松散、脱落。
      3．危害：
      油温低于碾压温度和混合料炒制过火。都不能达到要求的密实度，经车辆反复碾压，路面逐渐松散脱落、出坑，严重时会完全失去道路的使用功能一平整度。即使局部掉渣也会造成局部返工的后果。
      4．防治措施：
     （1）要掌握和控制好三个阶段的温度，并应有测温记录。三个阶段的温度参见表1-4-13。
     （2）沥青混合料是热操作材料，应做到（特别是冬季尤应做到）快卸、快铺、快碾压的“三快”方法，当测定地表温度低于5C时，停止摊铺。
     （3）要注意对来料进行检查，如发现有加温过度材料，则不应该摊铺。
     （4）因气温低施丁的沥青混合料面层有松散，但不扩大的情况时，可在气温上升后，将松散脱落部分重新摊铺压实；如细矿料有散失，则应采用喷油封面处治；气温较低季节需治理时，可用乳化沥青封面。
     （5）松散程度较重，主集料或面层的下层仍属于稳定时，可采用封面法将松散部分封住。
     （6）对小面积掉潭磨面，可避部薄喷一层沥青，撒料压实；大面积掉潭麻面路段，可在气温升10℃以上时，清扫干净，做局部喷油封面（沥青0.8~1.0kg/m2）后，撒布3~5mm（或5~8mm）石屑或粗砂（每1000m2用料5~8mm3）并扫匀压实。