高速公路路面整修病害原因分析

概要：2002年我公司共铺筑22.5公里路面，按照设计处理基层路段4.8公里，单铺5CM中面层共17.7公里，通过半年多的运营出现病害32处，其中龟裂、网裂共 22处，占病害的68.8%，纵向裂缝7处，占病害的21.9%，以上这些病害均发生唧浆现象。见表1一、 病害发展及分布特点从2002年10月底到2003年2月底之间，整个修复后的路面工程没有发生病害。从3月初至今对病害连续进行3次调查，这3次都是雨后进行。第一次是在3月15日进行，共发现10处病害（见表-2）。第二次是在4月26日进行，共发现17处病害（见表-3）。第三次是在5月14日进行，共发现32处病害（见表-1）。通过对多处病害的定点定期观察，病害的发展是先裂缝，以纵向裂缝为主，仅有2-3处是先发生横向裂缝发端，经过行车的不断碾压，逐渐发展成龟裂和网裂。在裂缝、龟裂和网裂处雨后均出现唧浆现象。对病害进行了调查的同时，收集了施工原始资料，检查压实度，并对病害处钻芯取样，结果是除3处压实度不足外（94%—96%），压实度均达到设计要求，芯样完整、表面无孔隙，并计算了路面原位孔隙率，路面孔隙率均小于8

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2002年我公司共铺筑22.5公里路面，按照设计处理基层路段4.8公里，单铺5CM中面层共17.7公里，通过半年多的运营出现病害32处，其中龟裂、网裂共 22处，占病害的68.8%，纵向裂缝7处，占病害的21.9%，以上这些病害均发生唧浆现象。见表1
一、 病害发展及分布特点
从2002年10月底到2003年2月底之间，整个修复后的路面工程没有发生病害。从3月初至今对病害连续进行3次调查，这3次都是雨后进行。第一次是在3月15日进行，共发现10处病害（见表-2）。第二次是在4月26日进行，共发现17处病害（见表-3）。第三次是在5月14日进行，共发现32处病害（见表-1）。
通过对多处病害的定点定期观察，病害的发展是先裂缝，以纵向裂缝为主，仅有2-3处是先发生横向裂缝发端，经过行车的不断碾压，逐渐发展成龟裂和网裂。在裂缝、龟裂和网裂处雨后均出现唧浆现象。
对病害进行了调查的同时，收集了施工原始资料，检查压实度，并对病害处钻芯取样，结果是除3处压实度不足外（94%—96%），压实度均达到设计要求，芯样完整、表面无孔隙，并计算了路面原位孔隙率，路面孔隙率均小于8%，因此可排除由于大量水分渗入而导致强度不足的可能性。
病害分布见图：


K45       K54+100    K56+800       K58+000         K63+900            K67+500

   3处             9处              3处              17处                  0处
  （4+5）cm        5cm          （5+7+20）cm          5cm                （5+7+20）cm
     
   9.1KM           2.9KM          1.2KM               5.9KM                3.6KM

西宝高速公路路面病害分布图

K45+000—K54+100处理5CM中面层后再加铺4CM上面层，本路段长9.1公里，病害3处，平均0.3处/公里；K54+100—K56+800仅处理5CM中面层的路段，长2.9公里，病害多达9处，平均3.1处/公里； K56+800—K58+000新铺了20CM水稳基层后，再加铺5CM中面层，本路段长1.2公里，第一次调查时尚未出现病害，最近一次调查时出现病害3处，平均2.5处/公里；K58+000—K63+900仅处理5CM中面层，本路段长5.9公里，病害多达17处，平均2.9处/公里；K63+900—K67+500新铺了20CM水稳基层后，再加铺7CM下面层和5CM中面层，本路段长3.6公里，未出现一处病害。
需要说明的是， K56+800—K58+000 1.2公里路段，是西宝路面整修工程的前期，新铺基层、下面层和中面层都属首次施工，施工经验不足，施工工艺尚不完善，造成施工时的质量隐患较多，各种因素交错影响。病害原因分析可暂不考虑。
从病害分布示意图可知，新铺过基层、下面层、中面层的路段没出现病害（0条/公里），单铺一层中面层出现较严重的病害（2.95条/公里），如在中面层上加铺改性沥青，上面层会减少病害（0.3条/公里）。
二、病害成因分析
1、基层病害分析
从病害分布特点可知，有无处理基层是决定病害出现与否的主要因素（如果认为施工质量是稳定的）。
最早出现的(k54+355)处病害，该处病害轮迹处下陷，轮迹外侧隆起，下陷处和隆起处有明显的龟裂和网裂现象，于2003年3月15日对该病害作了开挖探查，新加铺的油层和旧油层均松散破损，下挖至基层上发现，基层呈明显的下陷，且基层材料处于松散状态，砾石很少，无法取出芯样，对该病害处新铺油层料进行了收集，室内做了抽提试验，试验结果表明级配在级配规范范围内略偏粗，并在周边1m处钻芯取样，检查了压实度，压实度达到97.1%。通过对K59+000等3处进行了同样的开挖探查，情况基本类似，病害分析认为：基层强度不足，板体性不好是病害的主要原因。
另外，在今年的施工过程中可以看到，大部分基层的板体性不好，基本处于松散状态。可以推断旧基层未处理路段也会存在类似问题。板体性不好的基层水稳性差，遇水后强度会显著下降，并引起路面病害。本次大修方案主要是以路面弯沉值来作为处理方案的依据，也就是以抗竖向变形的大小来反映整个路面的强度，但抗竖向变形无法反映基层材料板体性和水稳性，板体性不好的基层在干燥情况下仍可表现出较小的弯沉值，所以弯沉测试不仅要在不利季节测定，同时建议弯沉测试可在不利季节的雨后数天内测试。
2、层间结合原因
处理过基层的路段是先铺筑下面层，然后在其上加铺AC-20中面层。由于是连续施工，层间是连续接触，受力状态好。未处理基层路段，仅铣刨一层面层，然后在其上铺筑面层AC-20I。在施工时局部路段对铣刨过的面层表面处理不够，仍有浮灰和松散颗粒。另外，也发现粘层油（乳化沥青）质量不稳定，曾有两次抽查沥青比例偏低，层间结合不足，导致层间脱空，在车载的反复作用下，出现疲劳裂缝，并演变为龟裂和网裂。所以层间结合不良也是病害产生的原因之一。
3、混合料的原因
路面沥青混合料质量不稳定，也是路面病害的一个原因，由于去年客观方面的原因，出现病害的大部分路段是用我公司95年购置的1000型拌和楼生产的混合料铺筑的，拌和质量不稳定。同时由于去年施工期间，全省多条路段正在铺筑黑色路面，料源不足，供不应求，料源不稳定，原材料质量不稳定，导致摊铺时局部路段出现离析，孔隙率偏大。

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