公路常见病害产生的原因及其处治措施

公路常见病害——翻浆、松散、坑槽、裂缝、泛油和波浪产生的原因及其处治措施翻浆是指路面出现弹簧、破裂、冒浆的现象。我国北方季节性冰冻地区，在地下水位较高或地表排水不良情况下，冬季路基开始结冻，不断向深处发展，上下层形成了温度坡差，由于气候的变化，零度等温线不断下移，形成一层、两层或多层聚冰层。土基中水分冻结后体积膨胀，由于土质不均匀，使路面冻死或冻胀隆起。春季气温回升，由于路面导热性大，路中的溶解速度较两侧快，水分不易向下及两侧排泄。土基土层便呈现过湿状态，当容解到聚冰层时，土层的湿度有时会超过液限。土基承载力极低，在车辆通过时，稀软的泥浆会沿着汗裂的路面裂缝挤出或形成较深的车辙和鼓包，形成翻浆。翻浆-防护和治理措施公路翻浆病害公路翻浆病害影响路基路面的水的类型治理翻浆的基本途径是：防止地面水、地下水或其他水分在冻结前或冻结过程中进入路基上部。基本施工步骤：场地排水——场地清理——翻浆土挖除——分层摊铺——洒水并碾压。提高路基加强排水根据实际情况加高路基，使路基上部土层远离地下或地表水面。路基加高的数值，应根据当地冻土深度，路基土质和水文情况，以路基最小填土高度及临界高度确定，一般应保证路基处于干燥状态。良好的路面路基排水可防止地面水或地下水侵入路基，使路基土体保持干燥，从而减轻冻结时水分聚流的来源，这是预防和处理翻浆的重要措施。降低地下水位设置渗沟。在翻浆路段的中心和边缘，每隔4～6m挖30～40cm、深至聚冰层以下10cm左右的小坑，定期将坑中水分掏出。如在未摸清翻浆情况前可在100m左右先开挖试验坑。翻浆消失后再用原来土壤或掺拌石灰土回填，回填时不要用砂砾回填，防止形成“水囊”和翻浆传染。路肩盲沟。盲沟应用渗水性良好的碎砾石填充，沟底宜做成4%至5%的坡度。在翻浆路段两侧路肩上每隔4～10m开挖横向明沟，宽30～40cm，深根据冻融情况逐渐加深，保持在化冻层下5～15cm，待化冻到最大深度的一半就不再往下挖了。明沟用完后可以用砂砾料回填，做成路肩盲沟。回填时须注意，防止以后的不均匀冻胀和沉陷，出现搓板或者波浪影响行车。铺设隔离层当地下水位或地面积水位较高，路基处于潮湿或过湿状态，且又不宜提高路基时，可铺设隔离层。隔离层铺设在路基顶面以下0.5至0.8m处，目的在于隔断毛细管水上升进入路基上部，防止在负温差时的水分积聚，以保持路基上部处于干燥状态。隔离层按使用材料的不同，可分为透水和不透水两种。透水的隔离层是采用碎石、砾石、粗砂、无纺布等材料铺成的，厚度为0.1至0.2m。不透水的隔离层可用沥青土（厚2.5至3.0cm）、喷洒沥青材料（2至5mm）或者铺油毛毯、塑料薄膜等做成。改善路面结构铺设砂砾垫层。砂砾垫层采用砂砾、粗砂或中砂铺成，具有较大的空隙，能隔断毛细管水的上升；化冻时能蓄水，排水；冻融过程中体积变化小，可减小路面的冻胀和沉陷；具有一定的强度，能将荷载进一步扩散，从面减小路基的应力和应变。铺设石灰土、煤渣石灰土垫层。石灰土的水稳性和冻稳性较好，能减轻路基的冻胀和翻浆。但在重冰冻地区潮湿路段不宜直接采用，须与其它措施配合应用，如石灰土下铺设砂垫层。煤渣石灰土防治路基翻浆的作用与石灰土大致相同。修隔温层在路面下铺一层炉渣、矿渣、碎砖等材料。因其孔隙多，传热能力小，可使下面的土层不冻结或减小冻结深度，起到预防翻浆的作用。隔温层的厚度一般为20至50cm，其宽度要比路面每边多30至50cm。翻浆-推荐方案土壤固化剂应用于通丹高速公路土壤固化剂土壤固化剂是一种新型的土壤加固材料，其固化原理是：土壤固化剂与含有一定水分的土壤混合后，使胶质电离失去表面阳性，并发生一系列物理化学反应，溶液中的高价离子可以改变土壤颗粒表面电荷的特征，降低土壤颗粒间的排斥力，破坏土壤颗粒间的吸附力，使之无法更多余地吸收水份，而且这种电反应是恒久的，不可逆转的，从而使土壤中的含水量达到稳定平衡，同时形成结晶盐，以致处理后的路基固化土永远不会比未经土固精处理的土壤更干燥或更潮湿，因此固化土一旦被压实稳固，将不再发生湿涨和塑化。产品本身无毒、无害、无污染。土壤固化剂使土壤由亲水性变为斥水性，提高了土壤的耐水性和抗压强度，因此它对土壤的强化是永久性的。经过土壤固化剂处理过的土壤，其强度、密实度、回弹模量、弯沉值、CBR、剪切强度等都得到很大提高，从而延长了道路的使用寿命，节省了工程维修成本，经济效益俱佳，是当前理想筑路材料选。土壤固化剂的施工方案为：摊铺石灰土混合料——排压——摆放水泥并摊铺开——设备拌和并排压——喷洒土壤固化剂——拌和——排压——刮平整形——碾压——养生。混合料配比参考：下层4%石灰、96%土、外掺土壤固化剂0.014%；中层5%石灰、95%土、外掺土壤固化剂0.014%；上层2%水泥、3%石灰、95%土、外掺土壤固剂0.014%。目前，取得一定市场效应的土壤固化剂有美国路邦EN-1土壤固化剂、湖南路捷能源公司“土固精”固化剂、中路ZL-1土质固化剂等。松散是指路面材料（集料和沥青）逐渐从路面脱开并散失。春季很容易发生路面松散病害：其一、春融季节，当基层有较多细粒土及孔隙时，冬季的毛细水积聚导致春融时的过饱和，水分或泥浆进入到基层相接触的沥青混合料空隙，再加上荷载的反复作用产生剥离现象，所以松散破坏是从下面开始的；其二、春季惊蛰节气后，会进入多雨期，尤其是表面粗糙的开级配沥青混凝土大空隙路面长期被水浸泡，在水的作用下，路面剥离首先从表面车轮轨迹带上发生，此时破坏是从上面开始的，另外受冬季冰雪融水的影响，融水侵入沥青混合料内部，在荷载和冻融循环的反复作用下，造成剥离破坏。水分逐渐渗入沥青与集料的界面上，使沥青粘附性降低病逐渐丧失粘结力，沥青膜从集料表面脱落，沥青混合料出现掉粒、松散。松散-防护和治理措施公路松散病害广珠高速公路路面松散病害沥青混合料的强度来自沥青的黏结力、集料之间的嵌锁作用和内摩擦力以及沥青与集料的黏附作用，失去了黏附力，混合料也就失去了强度。因此，提高抗剥离性、增加黏结力是预防路面松散的有效措施。改善路面结构在土基的施工过程中，必须控制好土基的压实度到达96%以上，含水率为17%。为路面结构提供有效的排水，在靠近路基的路肩外侧，沿路中线方向挖设排水沟以便排除雨水。如果将自由水很快从沥青混合料中排除，乳化、置换或薄膜破裂及水力侵蚀而引起的剥落就会避免。水的来源包括地表水、地下水及毛细水，要针对水的来源采取措施将水与沥青面层隔开，这是解决问题的根本措施。在沥青混凝土的下层采用不小于2cm的沥青含量高的沥青砂作为下封层，在沥青混凝土的下面层采用空隙率较大、集料相互嵌挤作用好的沥青碎石作为结构层。改变混合料配合比的设计用密集配的沥青混合料铺筑路面基层或中间层可有效地防止自由水的侵入；最好要采用抗剥落的集料，如果不可避免采用亲水性集料时，可掺入熟石灰，如果熟石灰不合适时，可采用抗剥落的外掺沥青胶结料。采用SBS改性沥青提高沥青和集料的黏结程度也可改善混合料的抗剥离性能。目前最常用的就是SBS改性沥青。SBS改性沥青比普通沥青混凝土在抗低温、抗高温、抗断裂、抗老化、弹性复原性、抗疲劳和水稳定性方面的性能都有显著的提高。水稳性能的提高可以更好地提高沥青和集料之间的黏结程度，减少水的侵入，从而更好地提高沥青路面的抗剥离。松散-推荐方案西安中交万里新材料有限公司研发的抗滑型雾封层应用于公路养护抗滑型雾封层技术抗滑型雾封层技术是西安中交万里新材料有限公司研发的针对路面裂缝、松散等早期病害的预防性养护材料。它与传统雾封层技术最大的区别是抗滑型雾封层材料中含有一种高耐磨性的微粒，能大幅增加雾封层施工后路面的抗滑性能，弥补了一般雾封层抗滑性能不佳的缺点，保证了行车安全。抗滑型雾封层材料是在常温下将一种液体养护材料以雾状形式喷洒在路面上，形成一层很薄的路面保护层，这层保护层具有以下功能：密封路面出现的早期微裂缝，防止雨水下渗而引起的水损坏；修补路表面集料沥青的剥落；及时固结路面的轻微松散，阻止粒料大面积松散；对路表面的沥青具有一定的再生功能，恢复表面沥青的流变性，减小沥青老化引起的脆裂，延长路面使用寿命；显著改善路面外观和通行者的视觉舒适感。其施工工艺与传统雾封层施工工艺一样，使用人工涂刷或机械洒布的方式将配备好的材料喷洒在清扫干净的路面上，待雾封层完全干燥后即可开放交通。坑槽是指路面中出现碗状坑洞。沥青路面发生坑槽病害的原因多样，与春季有关的是水损害。雨水或融冰雪水进入并滞留在沥青混凝土的孔隙中，在大量快速行车的作用下，反复多次产生的动水压力（孔隙水压力）使沥青从碎石表面剥落下来，局部沥青混凝土变得松散，碎石被车轮甩出，路面产生坑槽。如水透过沥青面层滞留在基层顶面，在大量快速行车作用下，自由水产生很大的压力并冲刷基层混合料表层的细料，形成灰白色浆，灰浆被行车压唧到路表面。在灰浆数量大的情况下，不久就会产生坑槽。坑槽-防护和治理措施路面坑槽病害路面坑槽病害坑槽修补的关键技术是排干积水和确保坑槽干燥、确保坑壁坑底无沉泥无松散、保证坑壁坑底与新沥青材料的粘结密实牢固、确保有合适的施工温度和修补材料的压实等。冷料冷补热料冷补【操作流程】清理穴坑——填满穴坑——压实。【优点】修补方便快速，可长期存放；【缺点】成本高、寿命短。由于施工过程中没有消除坑壁坑底的沉泥与松散，只是简单地填满坑槽，坑壁坑底与新的沥青冷补材料无法进行密实粘结，很容易进水和积水，且材料价格偏高，不适宜作为全线的日常修补使用。【操作流程】挖除旧料——添加新料——整平压实。【优点】施工成本较低，工作效率高，不受气候限制，可用于高温季节大面积修补。【缺点】在坑槽切割凿边及压实过程中，坑槽四周容易产生松散和崩缝，同时坑壁为冷热接缝，导致不同的沥青板块在外力作用下弱接缝会开裂，雨水会顺着裂缝缝壁渗透到面层下，从而产生坑槽再破坏。热料热补喷补工艺【操作流程】A面层损坏清理病害区——加热病害区——耙松——添加新料（冷混合料）——软化新料——整平压实。B基层损坏切割机、动力镐挖除面层混合料——基层进行处理——加热板对坑槽周围进行加热，并添加新料——喷洒乳化沥青——压路机压实。【优点】解决了传统坑槽修补的弱接缝问题；修补成本低、济效益好；环保、节能、方便。喷补工艺是一种新型的路面坑槽及网裂的处理工艺。【操作流程】启动“喷补王”，通过高压空气将坑槽的污物吹净——将改性乳化沥青喷至坑槽表面形成粘层——将改性乳化沥青及骨料分层高压喷射到坑槽——用小型压路机对混合料进行碾压后开放交通。【优点】优质、高效、快速、低成本。坑槽-推荐方案高远圣工坑槽冷补车高远圣工坑槽冷补车高远圣工HGY5120DYHMOH坑槽冷补车主要用于处理路面坑槽病害，改善路面平整度，提高道路行车安全系数，能够实现在低温、常温、潮湿条件下对路面进行快速修补。[设备基本参数]产品型号HGY5120DYH底盘型号ZZ1124G4215D1发动机功率140KW骨料仓容积5m3乳液灌容积1.2m3水灌容积1.2m3水泥箱容积0.5m3拌和最大出料量1000kg/min外形尺寸5050*2410*2700mm设备适用于春季、冬季（雨后）等施工不利季节抢救性修复，应急处理突发性坑槽破坏。维修时间短，受气候影响小，延长施工季节；设备智能化，只需3人即可完成机车全部操作，施工完成后即可开放交通，保证通车顺畅。比例供料系统，可实现连续供料功能。双轴强制搅拌、特制高耐磨搅拌叶片更换方便快捷。主车全功率取力，各系统独立控制，动力性能稳定可靠。MOH材料是一种新型的路面复合材料，由水泥和沥青共同形成强度，克服了沥青混凝土在热稳定性和水泥混凝土在脆硬性方面的缺陷，摆脱了沥青软化点指标对于材料热稳定性的限制。材料密实、耐磨、抗剥落，适用于各种温度下的施工，材料无需加热，施工简捷，养生期短，施工完成后2个小时即可开放交通；相比其他坑槽修补工艺成本较低。设备已成功应用于河南许平南高速公路、浙江金丽温高速公路等的维养工程。泛油是指路面混合料中的沥青向上迁移到路表面，形成一层有光泽的沥青膜。低温季节施工，会导致沥青与集料分离，局部沥青用料过多，沥青路面的嵌缝料散失过多