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Science and Technology

道桥工程中路面病害类型及养护技术研究

作者

徐阳

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摘要:本文聚焦道桥路面病害问题,系统梳理裂缝类、变形类、表面损坏类等常见病害类型及其特征,从材料、设计、施工、环境、交通等多维度深入分析病害成因。详细阐述包括封层、灌缝、路面检测等预防性养护技术,以及修补、铣刨重铺、结构补强等矫正性养护技术。通过研究,为道桥路面病害防治与养护决策提供全面理论依据与实践指导,助力提升道桥工程质量与服务水平。

关键词:道桥路面;病害类型;成因分析;养护技术

引言

道桥作为交通网络的关键节点,其路面状况直接关乎交通运行的顺畅与安全。然而,在长期使用过程中,道桥路面受多种因素影响,病害频发。深入探究道桥路面病害类型、剖析成因并探寻有效的养护技术,对延长道桥使用寿命、提升交通服务质量意义重大,是当前交通工程领域亟待解决的重要课题。

一、道桥路面病害类型及特征

1.1裂缝类病害

裂缝型病害是道桥路面常见的病害之一。横向裂缝横向裂缝一般垂直于道路中心线方向,形状为相对规则、接近平行的线状裂缝。裂缝的形成主要与温度剧烈变化相关,在寒冷季节,道路结构材料热胀冷缩,当收缩力超过材料极限抗拉强度时,道路结构易产生横向裂缝,基层材料的收缩和车辆荷载反复作用也是导致横向裂缝的原因。纵向裂缝纵向裂缝一般平行于道路中心线,主要由于路基的不均匀沉陷引发,填方路段和挖方路段相接处,由于地基承载能力不相同,在长期车辆荷载的作用下,导致路基产生不均匀变形,从而产生路面的纵向裂缝。网状裂缝网状裂缝一般相互交错构成网状,它的发生大多与道路结构材料老化损伤以及水损影响密切相关。

1.2变形类病害

变形类病害主要影响道桥路面平整度。车辙病害是典型的变形类病害,主要出现在行车道上,是沿车辆行驶方向的带状凹陷,主要是由于沥青混合料高温条件下,经车辆重载反复作用下,沥青混合料抗剪强度下降,路面材料发生侧向位移而形成车辙病害;车辙病害会使路面平整度降低,影响行车舒适性,在雨天积水时会加大车辆打滑现象。沉陷病害表现为路面的局部下陷病害,其主要成因是路基填土压实度不足、地基土压缩变形或者地下洞穴等。在部分软土地基地区,如果路基处理不合理,在路基的自然沉降或压力作用下,路基会持续下沉,地基土压力作用于路基下部,地基土由于沥青路面的重压持续压缩,就会导致路面沉降,威胁行车的安全。

1.3表面损坏类病害

面层损坏型病害破坏路表完整性,松散病害表现为路表面集料与沥青间的粘附力减弱,集料逐层从路面面层剥离。这主要由沥青的老化、沥青与集料在拌和时配合比不当或路面长时间受到水冲洗等原因所致,坑槽是路表面形成的各类大小不一的坑洞,坑洞形成的机理往往是路面经过松散病害作用后,雨水沿路面结构层入侵,遇车辆荷载的冲刷破坏路面材料而逐渐形成的坑洞,影响行车的极大安全。面层损坏型病害破坏路表完整性,松散病害表现为路表面集料与沥青间的粘附力减弱,集料逐层从路面面层剥离。这主要由沥青的老化、沥青与集料在拌和时配合比不当或路面长时间受到水冲洗等原因所致。坑槽是路表面形成的各类大小不一的坑洞,坑洞形成的机理往往是路面经过松散病害作用后,雨水沿路面结构层入侵,遇车辆荷载的冲刷破坏路面材料而逐渐形成的坑洞,影响行车的极大安全。

二、道桥路面病害成因分析

2.1材料因素

材料质量。沥青是路面最重要的黏结剂之一,沥青针入度、软化点等性能不达标,在高温条件下容易软化流淌,低温条件下容易变脆、开裂,如选用标号低的沥青材料,在夏季的高温期,路面容易产生车辙、泛油等现象。冬季低温下,沥青失去柔性变脆而开裂。集料强度、集料的磨耗性和集料与沥青的黏附性也非常重要,强度低的集料容易在车辆荷载反复作用下而被压碎,导致路面碎散,集料与沥青的黏附性不好,容易在水的浸渍下产生剥离,造成路面损坏。

2.2设计因素

设计不合理给路面病害埋下祸根。在进行路面结构设计时,若对交通流量、车辆荷载需求缺少准确预测,路面结构层厚度设计偏低,不能承受交通状况需求,会使路面结构过快形成破损。例如在重交通车辆频繁路段,未设置足够强度的基层与面层结构,会形成车辙、沉陷等路面病害;在进行排水设计时,如果路面排水系统建设不合理,水体长时间聚集在路面结构层,对基层进行浸泡后,降低其强度,进一步使沥青老化、集料脱落,引发裂缝、坑槽等问题。

2.3施工因素

不规范施工是直接原因,在沥青路面的施工过程中,如果沥青混合料拌和温度、时间不规范,会使其混合料混合不均匀,影响混合料的性能。摊铺过程中,摊铺厚度不均匀、压实度不足,使路面的局部强度降低,在车辆荷载的作用下就会出现变形、裂缝。水泥混凝土路面施工时,因振捣不密实,导致混凝土存在空洞、蜂窝麻面,混凝土强度降低。

2.4环境因素

气候影响因素。天气会直接影响道路桥梁的路面材料发生热胀冷缩现象,由于温度反复会导致道路桥梁路面疲劳应力增加,裂缝扩张速度就会变快,在一些寒冷地区,由于路面结构层反复的冻融循环会使水分冻结,形成冰体体积膨胀,在融化的时候体积收缩就会使路面材料破损、脱层。水分会侵蚀路面结构材料中的细集料,导致路面材料强度下降,同时也加快了沥青路面老化速度。在酸雨地区,酸性雨水对道桥路面的侵蚀更为严重,加速材料腐蚀。强风裹挟异物撞击路面,也会造成一定程度的表面磨损与损坏。

2.5交通因素

交通荷载作为路面病害出现的重要外部因素。随着交通荷载的增长,车辆荷载频繁作用于路面,特别是重载汽车数量增多,对路面结构带来巨大压力,重载汽车的轴载超过路面设计荷载,使路面产生永久变形,从而产生车辙。车辆在行驶过程中因刹车、转弯等操作会产生额外的冲击及剪切荷载,加速路面病害的产生。

三、道桥路面养护技术

3.1预防性养护技术

预防性养护是在路面发生重大病害之前进行养护,来预防路面病害发展的方法,如封层技术,雾封层是在路面行驶后微小裂缝与空隙所渗入的小量水得以封闭而形成的保护膜层,其使用乳化沥青是低粘度的,通过雾喷法喷涂到路面,防透水、防腐蚀,并有助于减缓路面老化;而路面处于良好状态,只有较轻的磨损时可采用雾封层。微表处是将聚合物改性乳化沥青、集料、填料等按照一定比例混合,摊铺在路面上,具有填补路面车辙和改善路面抗滑性的功能,对于路面中等病害程度的路面均可采用,灌缝技术对防治裂缝类病害意义重大。

3.2矫正性养护技术

针对性养护即对已经产生严重病害的路面进行修补,常用的处理坑槽、松散等局部病害的养护技术是修补技术,冷补技术采用冷补料,不加热,较简便,坑槽修块,通常用于应急抢修;热补通常加热原路面和新铺的混合料,使其粘结更好,对坑槽的修补较耐久,多用于病害面积广、深度大的坑槽。铣刨重铺技术多适用于严重车辙、大面积的网裂等病害的修补,先铣刨掉病害严重的路面,然后再铺设沥青混合料。

结语

道桥路面病害复杂多样,涵盖裂缝、变形、表面损坏等类型,受材料、设计、施工、环境与交通等因素综合影响。预防性与矫正性养护技术是应对病害的有效手段。未来,需持续深化研究,融合新技术,优化养护策略,精准防治病害,确保道桥路面始终处于良好状态,为交通事业稳健发展筑牢根基。

参考文献

[1]钟春晓.道桥工程中路面病害类型及养护技术研究[J].运输经理世界,2024,(33):124-126.

[2]李威.市政道桥工程沥青路面裂缝施工处理技术分析[J].新城建科技,2024,33(10):148-150.