公路沥青路面常见病害及检测技术

公路沥青路面常见病害及检测技术

中建三局第一建设工程有限责任公司湖北武汉430000

摘要:在道路建成运营后,超载车辆和重型车辆越来越多,使得沥青路面出现车辙、裂缝、松散、翻浆、水损害或沉陷等病害,严重影响了行车安全和道路使用寿命,为保证路面管理工作的有效开展,必须对沥青路面进行检测,常见的检测内容包括路面弯沉检测、路面平整度检测、抗滑性能检测以及路面损坏状况检测。

关键词:沥青路面;常见病害;检测技术

引言

沥青是一种重要的工业原料,在水利工程中发挥着重要的作用。在土木工程中,沥青是应用广泛的防水材料和防腐材料,主要应用于屋面、地面、地下结构的防水,木材、钢材的防腐。沥青作为一种重要原料,施工中进场之前要进行检测,只有达标后的沥青才能投入使用。

荆门市城区东外环一级公路工程建设项目全长33.44km,采用双向四车道、设计速度80㎞/h,一级公路建设标准,含路基工程、路面工程、桥涵工程、及交通、附属工程等,项目部于2015年6月6日成功取得工程开工令,正式进入施工阶段。全线控制性工程有三条,分别跨越武荆、襄荆高速公路以及国道的上跨桥。

1公路沥青路面的常见病害及成因分析

1.1裂缝

公路路面通常采取半刚性水泥碎石结构,刚度和承载力大,稳定性良好,但温度变化会造成路面变形干缩,逐渐扩展至路面结构的面层,出现反射裂缝。雨水等会经过裂缝下渗到面层和基层中,也就出现了基层卿泥现象。在沥青路面低温收缩区域中,半刚性材料的内部存在较大应力或者稳定性材料中出现刚性收缩等均会造成路面横向裂缝。路基的压实度不强,加上高填方路段本身存在自然沉降的情况,路面也会出现纵向裂缝。公路路面出现龟裂,其原因有:第一,路面龟裂没有得到及时处理,在交通荷载作用下,路面龟裂破坏的程度加重,出现更为严重的路面龟裂。第二,路线存在老化的现象,线路的牢固程度不高。第三,沥青面层薄,基层出现变形,逐渐演变成龟裂。第四,沥青混凝土属于半刚性材料,结合沥青碎石后会具备一定强度,这要求路面设计强度必须满足设计要求,否则就会出现龟裂的情况。第五,沥青性能会受到低温天气的影响,运用抗裂性能不佳的沥青材料也会造成龟裂。

1.2坑槽

沥青路面出现质量问题后,没有及时采取修补措施,雨水等会下渗到基层中,降低集料层与沥青层的密实性,影响粘附力。在车辆荷载作用下,沥青的表层就会出现脱落,路面松散,长期如此会形成更大面积的坑槽。在路面施工中,需要控制好路面的厚度与粘附度,避免混凝土路面和沥青材料脱离,出现坑槽,影响路面安全性和质量。

1.3车辙

车辙有三种类型,结构性车辙、失稳性车辙和磨损性车辙。结构性车辙是因为路面的稳定性不佳,在反复碾压过程中形成。失稳性车辙通常出现在夏季高温天气中,行车反复碾压之后产生流动性变形,长时间累积之后形成了车辙。路面出现磨损性车辙的情况很少,出现较多的是失稳性车辙。当路面的压实度不高时,孔隙率偏大,车辆长期碾压之后形成了车辙。

2公路沥青路面试验检测技术

2.1路面弯沉检测

(1)贝克曼梁法

贝克曼梁法操作简便,是我国进行道路路面弯沉检测最常用的方法,但由于检测过程中全是人工操作,因此人为因素对检测结果的影响相对较大,且测试过程缓慢。适用于各种路基、路面整体承载力评定的回弹弯沉检测,以便为路面结构设计提供依据;适用于路基或柔性路面回弹弯沉值交工及竣工验收检测。

(2)自动弯沉测定仪法

利用牵引车按照一定的行驶速度带动测定仪在检测路段上行驶,将测定仪的弯沉测定梁放在车辆底盘的前端并支于地面保持不动,当后轴双轮隙通过测头时,弯沉通过位移传感器等装置被自动记录下来,这时测定梁被拖动,以两倍的牵引车速度拖到下一测点,周而复始地向前连续测定。通过计算机可输出路段弯沉检测统计结果。由于整个测定是在行驶过程中进行,适用于路面高密集点的强度检测。

(3)重锤式弯沉仪(FWD)法

由计算机控制的液压系统控制重锤从设定的高度自由下落,产生一定的冲击力作用于承载板上,通过承载板传递至路面,从而使路面产生弯沉,通过与测点距离不同的传感器检测路面结构层表面的变形,得到路面结构的弯沉值。由于弯沉数据是通过计算机自动采集运算得出,保证了弯沉测试结果的准确性。

2.2公路沥青路面损坏状况检测

第一,观测法。这是一种最直观的检测方法,通过公路维护人员的眼睛、录像资料直接检测路面的破损情况,这种观测法一直应用在公路的管理和养护中,由于电子信息技术的发展,人眼观测技术的误差大等原因,使得人眼观测的检测方法逐渐减少,取而代之的是摄像检测,这种方法全面、及时、准确,得到了广泛的认可。

第二,摄像探测法。摄像探测法相比于以上两种方法更加直观,这种检测方法是通过摄像头对特定区域内的路面情况进行检测,这种方法是现代信息技术发展的产物,检测过程中不仅仅能看见路面状况,还能计算车流量,进而分析路面的承载力,方便、及时、快捷、便于管理是它的优点,这种方法的应用全面提高了路面损坏状况的检测水平。

第三,探地雷达法。探地雷达法相比于前几种方法测量结果更加精准,该方法是将探地雷达安装在试验车上,当车在需要检测的路面上行驶时,雷达发出信号,记录脉冲反射波,根据不同介质电磁脉冲的传播速率不同,分析路面损坏情况。得到的结果能够上传到计算机,方便分析,为其他公路检测带来经验,并且数据准确,缺点是工作效率低,适合路段的抽查检测。

2.3路面压实度检测

沥青混合料摊铺后需要进行压实。路面压实度对于路面的平整度和稳定性都有重要影响,所以需要采取合适的检测方法进行检测。对于路面压实度的检测,一般是使用钻芯取样分析法。在沥青混合料摊铺、碾压完成以后,待路面温度冷却到室温即可开始进行钻芯取样。取样完成以后,将样品带到实验室,通过压实前后的密度比来确定压实度。钻芯取样的方法实施起来比较复杂,而且直接在路面钻芯取样会对路面产生一定的破坏,同时如果取样方法不合理或者检测手段不合格等,都会使得检测结果不准确,无法作为压实度修正的依据。对此,可以使用新型的核子密度仪检测技术,直接将核子密度仪带入施工现场,在现场对沥青混合料的压实度进行检测。核子密度仪检测速度快、检测效率高、检测结果准确,而且还省去了取样、制样等繁琐的步骤,应用起来十分方便。

2.4路面防滑、防水性能检测

对于路面防滑性能的检测,可使用钟摆式摩擦检测仪,在现场每相距200m便取一个检测点进行路面摩擦系数检测,每个检测点的检测次数至少为三次,而且要以车辙为参考点。钟摆式摩擦检测仪的标准工作温度为20℃,所以如果检测当天的温度太低或者太高,需要结合实际情况对摩擦检测仪进行调整。目前较为常用的路面摩擦检测技术为摩擦测试车检测,其测试原理为:通过测量测试车轮胎与路面的纵向摩擦来得到路面的摩擦系数。对于路面防水性能的检测主要是利用渗水检测仪,测量水分下降一定高度所需要的时间,以测得的时间为参考,对路面的防水性能进行评价。

结束语

公路沥青路面的试验检测是保证公路路面质量的重要手段,对公路工程路面的使用寿命有着重要影响。因此,必须要采用合适的试验检测技术,通过对集料的质量、沥青混合料配合比、路面压实度、路面平整度、路面机械强度、路面防滑、防水性能的检测,保证公路沥青路面的热稳定性、低温防裂性、抗老化性以及防水防滑性,从而提高公路沥青路面的整体质量。

参考文献

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