3.2結構性損壞的維修
3.2.1局部凹陷龜裂
雖然局部龜裂表現的是路面存在局部缺陷,但也可能是整個路段施工所存在的問題,只是該處路面裂縫出現得早、局部滲水嚴重而提前破壞。因此,局部凹陷龜裂分以下兩種情況進行維修。
(1)基層局部存在缺陷
有兩種備選方案:一是將損壞的基層挖出,用半剛性材料回填修補;二是將損壞的基層局部挖出,用瀝青混合料回填修補。
(2)整個路段基層均勻存在缺陷
有三種備選方案:①如果整個路段達到大修期限,則對存在缺陷的半剛性基層進行翻新重鋪,同時對局部凹陷龜裂一并處置;②雖然存在缺陷,但累計軸次遠未達到使用期限,則按3.2.1(1)方法進行處置;③如對有缺陷的路段實施整體補強措施,施工前將局部凹陷龜裂仍按3.2.1(1)的方案先行處置。
3.2.2結構性轍槽
這種轍槽的特點是路面承載力不足,基層損壞或板結完全喪失。它對路面結構和交通安全的威脅較大,需專門設計維修方案。
確定維修方案時要考慮以下因素:(1)轍槽雖然只在輪跡處發生,但它反映了整幅路面均有缺陷;(2)轍槽的產生表明了半剛性基層已受侵害或已破壞;(3)兩側車道未出現轍槽,表明兩側車道與行車道實際上成為擁有不同承載能力的“兩種路面”,此時行車道的結構承載力已達到極限,而兩側車道的結構承載力有較多富余,尚有較長的使用壽命。
因此,擬定兩種維修方案:(1)一次性整幅重鋪基層,徹底消除缺陷,使整個路段的路面完全恢復其正常的使用性能;(2)兩側車道與行車道分期維修,先維修行車道。根據兩側車道的承載能力,結合已有的交通資料分析確定其剩余使用壽命,以此作為行車道轍槽損壞維修方案的設計使用壽命。待兩側車道與行車道同時達到使用壽命末期時再一并整幅處置。
4結論與建議
將傳統的柔性基層瀝青路面養護維修經驗應用到高等級公路半剛性基層瀝青路面的養護維修上,導致路面維修失敗的原因主要是:
(1)忽視半剛性基層瀝青路面病害的成因。只考慮損壞的平面位置和尺寸,不考慮病害的成因、輪載分布和對路面病害的影響,從而造成維修范圍在短時期內再次破壞。
(2)對防水下滲的認識不足。自由水對半剛性基層的侵蝕破壞作用遠大于對柔性基層,因此,規范對瀝青面層的密級配結構組合非常重視。但在養護維修過程中往往忽略了這一點,過分強調維修路段的摩擦性能,如采用空隙率較大的n型級配,從而導致維修路段滲水量加大,基層很快受水侵蝕破壞。
(3)對半剛性基層板體結構的認識不足。由于加人了無機結合料,使半剛性基層形成板體結構,從而具有較大的剛度。可減薄瀝青面層的厚度。然而,由于對其形成機理認識不足,對半剛性基層小面積局部損壞采用半剛性材料作小面積局部開挖修補,并且在完工后立即開放交通。其結果導致維修路段在短時間內再次發生破壞,車輛荷載的作用使破壞范圍擴大。
根據以上分析,提出如下半剛性基層瀝青路面的養護維修對策要點。
4.1半剛性基層的維修
在對局部凹陷龜裂進行維修時,必須對半剛性基層進行處置。傳統的做法是采用同類的半剛性材料來維修半剛性基層,但在具體操作時應注意以下要點。
(1)保證基層開挖的面積或維修的面積足夠大,以使維修后的半剛性基層能夠真正形成板體。一般情況下,在橫向不應允許局部或一個單向車道的開挖,而建議橫向整幅開挖;縱向開挖的長度建議不小于重車長的1.5倍,至少大于6 m;深度方向應將原基層整層挖除。只有這樣才能使維修后的半剛性基層整體受力。如果開挖面積太小,新的半剛性基層難以形成足夠大的板體,而是獨立受力的“塊”體,易破壞。
(2)基層修補完成后可立即鋪筑瀝青面層,但維修完成后不能立即開放交通,必須等半剛性基層強度達到了一定的程度后方可開放。其原因是:①維修是在短時間內完成的,半剛性材料的初期強度仍未形成,如果此時承受連續的車輛荷載將會破壞已經初步形成的半剛性材料凝膠結構,從而導致板體結構難以形成;②車輛荷載對維修位置所施加的沖擊力要大。
(3)另一方面,由于瀝青混合料模量與半剛性材料相近,而養護單位常備的路面維修材料和設備主要是針對瀝青面層的,因此,用瀝青混合料修補局部損壞的半剛性基層在受力和成本方面更具優勢。它不需要擴大基層的開挖,使得維修工程量和施工對交通的影響都較小,也是半剛性基層瀝青路面快速修補的好方法。
4.2采用密實防水的瀝青面層維修材料
對于局部損壞的維修,養護單位不可能按原有路面的結構和材料逐層恢復。中粒式型瀝青混合料可作為瀝青面層維修的典型材料,因為它既密實防水,又可保證維修路段瀝青表層的抗滑要求,其經濟性也相對較好。
4.3轍槽分期維修實施時舊路面結構層的處置
采用分期維修措施時,先維修行車道。此時,盡管整個行車道的結構承載能力不足,但半剛性基層結構仍然很密實,因此可以作為柔性基層或弱粘結穩定基層使用。在正常情況下,將舊路面瀝青表面的1--2個層次銑刨掉,然后噴灑粘層油,重新鋪筑新的瀝青面層與兩側車道路表面銜接,就足以實現分期維修的目的。如有必要,可在新面層下面設置一層玻璃格柵,以增強抗疲勞性能,延緩反射裂縫的出現。
4.4新鋪瀝青面層的平面布置
路面損壞與車輛荷載相伴而生,維修效果應考慮荷載影響。因此,新鋪瀝青面層的平面分布須注意以下要點:
(1)使縱向接縫與渠化交通的輪跡保持足夠距離,避免縱縫經常性承受輪載作用,從而減小路面受力變形對縱縫產生的影響。接縫是路面維修的關鍵點。
(2)一次維修的面積不能太小,以形成一個穩定的結構層。否則,維修所造成的結構缺陷較為集中,在輪載作用下容易使整體發生變形破壞。
(3)應以一個車道作為最小維修寬度,并確保橫向平整。否則,車輛一個輪軸的兩側輪胎作用在不同的水平面上,會加劇高速行車顛簸,加大路面的沖擊,從而加速路面破壞。
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