公路养护技术讲座公路病害防治

1、 公路养护基本知识 广汉市交通运输局 二O一三年四月1.养护的主要意义 我们大家都能看到，在农村公路的运营过程中，早期破坏的现象很典型，不仅降低了道路使用周期，经济上形成巨大损失，而且严重制约着我市农村公路网络化的形成。及时发现并有效修复这些损坏，有利于保持农村公路良好的使用状态和服务水平，有利于向使用者提供安全、快捷、舒适、经济、优美的行车环境，有利于树立农村公路的对外形象，最终提高农村公路的经济效益和社会效益。 近几年来，交通部提出了“公路建设是发展，公路养护也是发展，而且是重要发展”的观点，把公路的养护提到一个认识的新高度。养护好一条农村公路与建设好一条农村公路同样重要，甚至更加重要。因

2、此及时维修病害，采取先进的养护维修技术，寻求合理的养护管理措施，是当前我市农村公路发展函待解决的重要课题。公路日常养护内容一、路基养护1、整理路肩、边坡，修剪分隔带草木，清除杂物，保持路容整洁。2、疏通边沟，保持排水系统畅通。3、清除挡土墙、护坡滋生的有碍设施功能发挥的杂草，修理伸缩缝、疏通泄水孔及松动石块。 二、路面养护1、清除路面泥土、杂物，保持路面整洁。2、排除路面积水、积雪、积冰、积砂。 3、砂土路面刮平，修理车辙。4、处理沥青路面的拥包、裂缝、松散等病害。5、水泥混凝土路面日常清缝、灌缝及堵塞裂缝。 6、路缘石的修理和刷白。沥青路面常见损坏类型沥青路面常见损坏类型 从外观表现形式上看

3、，半刚性基层沥青路面的损坏形式可分为四大类:裂缝类、松散类、变形类和其他类。再进一步划分，裂缝类常见的有龟裂、块状裂缝、纵向裂缝、横向裂缝;松散类常见的有坑槽、松散;变形类常见的有沉陷、车辙、波浪拥包;其他类常见的有泛油、修补损坏。其外观特征、分级情况如下表所示：经过实地调查发现，病害有开裂、松散、车辙、拥包、坑槽、修补损坏、桥头跳车等，其中最典型的病害可归纳为裂缝、坑槽、车辙三类。2. 2.病害类型分析与防治病害类型分析与防治2.1裂缝裂缝 沥青路面上的裂缝有多种，其形成的原因也是多样，有时是多种原因共同作用造成的，裂缝有横向、纵向、网裂和龟裂。裂缝的危害在于从裂缝处渗入的水分使基层甚至路基

4、软化，导致路面承载能力下降，引发相关病害，加速路面破坏。影响裂影响裂缝轻重程度的主要因素有：沥青和沥青混合料的性质、基层材缝轻重程度的主要因素有：沥青和沥青混合料的性质、基层材料的性质、气候条件、交通量和施工因素料的性质、气候条件、交通量和施工因素。 1）病因分析：）病因分析： 纵向裂缝可分为两种情况:一种情况一种情况是由于路基压实度不均匀，产生不均匀沉降或其他作用所造成的。另一种情况另一种情况是沥青面层分幅摊铺时，摊铺时间过长，或接缝处理不当，接缝处压实度未达到要求，在行车载荷作用下形成的。 当路面结构强度不均匀，局部范围的路基路面整体强度不足或基层失稳以及沥青面层老化，就会形成荷载型裂缝。

5、这种裂缝一般表现为网裂，并在行车作用下发展为块状龟裂。因路面强度和稳定性引起的网裂和龟裂，通常还伴随有路面沉陷变形。 裂缝的产生破坏了沥青路面的整体性和连续性，水分通过裂缝渗入基层，侵蚀路基，导致路面承载力降低，裂缝成为目前无法避免和根治的一种路面破坏模式。大部分农村公路路面病害的防治是从延缓沥青路面开裂的时间、裂缝产生的条数、开裂可能造成的进水等方面进行预防及修补。 (l)选择抗冲刷能力好、干缩系数小、温缩系数小、抗拉强度高的半刚性材料做基层; (2)选用优质沥青做沥青面层材料; (3)面层沥青选用改性沥青; (4)严格控制施工含水量 (5)养生结束后，应立即喷洒透层油，并尽快铺筑沥青面层;

6、 (6)裂缝出现后用热沥青混合料或乳化沥青混合料灌注。 总之，减轻裂缝的措施通常是从设计和施工方面入手来防止水侵入，但是裂缝并没有有效地被控制。所以，裂缝尤其是横向裂缝仍然是农村公路路面的普遍病害。2）通常的防治措施）通常的防治措施: 2.2坑槽坑槽 经过分析，总结产生坑槽的主要原因有: （1）是表面层沥青混凝土施工空隙率过大，级配控制不严，沥青混合料拌和不均匀，碾压不够密实，局部压实不足，增大了表面孔隙，当雨水通过沥青面层空隙侵入到路面结构内部不能及时排出，滞留在沥青混凝土的孔隙中时，水分润湿沥青和集料，使沥青剥落而导致坑槽。 （2）是在行车荷载作用下，进入结构层的水会成为动力水，冲刷材料，

7、使各结构层变形增加，强度降低，沥青面层材料产生卿浆现象，出现剥落、松散等病害，最后形成坑槽。 （3）沥青材料与骨料的粘结力不足，在行车荷载作用下将导致细集料剥落，增大了路表面的孔隙，引起沥青混合料的抗水损坏的能力降低，形成坑槽。 （4）由于沥青面层和基层之间封层施工质量差，未能有效阻止雨水的继续下渗，而渗入水无法排出，长期浸泡基层，在冬季冻胀春季融化和车辆荷载的作用下，致使基层强度丧失，路面基层和面层产生卿浆、坑槽。1）病因分析：）病因分析： （5）是施工时混合料加热过高，使沥青老化，过早失去粘结力而使骨料散失形成坑槽。 （6）是由于面层低温施工、压实不足、造成路面不密实，透水性较大，骨料与沥

8、青失去粘结，逐渐形成坑槽。 （7）是大量超载车辆行驶造成路面坑槽破坏。由于沥青混凝土的不均匀性，坑槽总是首先在局部混凝土孔隙率较大处产生，因此，它是随机分布的一个个孤立的坑洞。沥青混凝土路面出现坑槽破损不仅严重影响路面的平整度和行车的舒适性，而且若不及时对坑槽进行修补，在交通荷载的作用下其破损面会逐渐扩大、加深并连成一片，造成维修费用的急剧增多并危及驾乘车人员的安全。1）通常的防治措施：）通常的防治措施： 坑槽的修补通常有两个修补时期，三种修补方法。两个修补时期:一是春、夏、秋季(4月初10月末)为常规修补期，二是冬季(1月3月末，11月初12月末)和雨天为应急修补期。三种修补方法:热料热补法

9、热料热补法、冷料冷补法冷料冷补法、热料冷补法热料冷补法。后二种方法主要为冬季等特殊天气应急方案。沥青路面结构修补方法(1) 热料热补方法热料热补方法 用直尺测定破坏部分的范围和深度，按“圆坑方补”的原则，用三角尺划出纵横线，应与中心线平行或垂直坑槽修补轮廓线，挖出的坑槽要规整，应是长方形或正方形。 要用熟练机工，沿坑槽轮廓线进行切割。切割时应严格按照技术人员现场规定的深度进行。 用吹风机把切割出来的泥浆全部吹出来，以便于清边。 破碎时应由内向外，人工清理废料应及时装车运走。对于路面基层有破坏的还应按照实际破坏的大小进行破碎，然后用水泥稳定碎石进行填补夯实。 要用钢丝刷和刮刀清理边缘的泥土，然后

10、用吹风机吹净槽内的杂物。如有渗水的坑槽，要用破碎机将稳定砂基层打一小坑，将渗水用干布或海绵吸干净并吹干。 在干净的槽底、槽壁上薄刷一层粘结沥青，随即将拌和好的沥青混合料填入槽内，松铺系数约为1.161.2，用耙子、铁锨将其摊铺均匀，坑槽边缘填入细料。 符合填料标准后，将坑槽边缘周围的废料清除干净并回收，用压路机静压，先压接缝处1-2遍，后压中心，最后用振动碾压3-5遍;先压横向，再压纵向，需保证修补后的密实度及平整度。在碾压的同时需注意边缘处是否多料或缺料，多料应及时清除，缺料应及时增加。（2）冷料冷补法）冷料冷补法 此类工艺主要用于应急性修补，通常先要开槽成型，将待补坑槽松散物、灰尘或淤泥清

11、除，倒入冷补料。松铺系数为1.2-1.5，摊铺均匀，保证坑槽周边材料充足。但不要漫散至坑槽边沿外的路面。后用夯锤或振动式路碾机压实。 通常使修补后坑槽地表面略高于周围路面约510mm，运行一段时间修补处即会与路面持平。使用冷补材料只需要大约10min即可开放交通。（3）热料冷补法）热料冷补法 热料冷补适合于雨天抢救性修复。通常路面在通车几年后，由于雨水会造成路面出现坑槽积水，加深路面的破坏。为了确保行车安全，可以利用热修补设备的加热仓保温热料，沿线填补坑槽。此时不用对原始坑槽进行处理，填满后直接压实，待好天后对原修补坑槽接缝处进行加热处理。这样既达到了道路安全防范的应急处理，同时也不影响路面的

12、修补质量，因此这种修补工艺越来越多的被人们采用。2. 3车辙车辙1）病因分析：）病因分析： 车辙是沥青路面的一种主要损坏形式，多半是发生在实行渠化交通的高等级公路上。经过分析，总结车辙形成有几方面原因: （1）由于自由水侵入沥青面层，使沥青与碎石的粘结力减弱，在行车荷载的作用下，滞留在面层下部的水使矿料，特别是粗碎石表面裹覆的沥青膜逐渐剥落，使沥青混凝土的强度逐渐减小，直至完全松散，在轮迹下向两侧、(特别是向外侧)挤出，使轮迹带下陷，同时使其两侧鼓起，形成车辙; （2）由于路面基层、路基强度不足，在车辆荷载反复作用下，使面层和基层发生永久性的结构变形; （3）由于高温季节车辆反复碾压沥青面层形

13、成的塑性流动变形和永久性变形，主要是高温时的车辆荷载应力超过沥青面层混合料自身的稳定应力的极限原因。公路的车辙一般在行车道中部，深度约26cm，少数发生在超车道上，一般是在夏季高温时产生。 车辙车辙2）通常的防治措施有）通常的防治措施有: 在夏季高温环境中，极易产生车辙破坏现象。所以增强沥青混合料的高温稳定性是通常的防治方法。 (l)使用温度稳定性好的沥青材料; (2)使用改性沥青; (3)使用SMA沥青玛蹄脂碎石; (4)合理选择矿料级配; (5)车辙发生后，采用铣刨，重新摊铺沥青混合料。 然而沥青混合料的高温稳定性和低温稳定性是两个截然相反的现象，当沥青混合料能满足高温稳定性要求时，其低温

14、稳定性的要求就不满足了，在冬季温度较低时，路面就会产生温缩裂缝。所以完全从材料入手来解决车辙问题，效果并不理想。采用铣刨后重铺沥青混合料的方法可以根除车辙破坏，但是造价高、保持时间短、同时也影响交通。3.1 3.1 技术状况等级分类技术状况等级分类 依据公路工程技术标准 (JTGB0l-2003)中对桥梁的分类如下表所示。也可根据受力构件的拉、压和弯三种基本受力方式，将桥梁划分为梁式桥、拱式桥、悬吊式桥三种基本结构形式以及它们之间的各种组合。 桥梁技术状况评定等级，按照公路桥涵养护技木规范分为一类、二类、三类、四类、五类。采用考虑各部件权重的综合评定方法。同时参照重要部件最差的缺损状况进行综合

15、评定。对于多孔桥，以缺损最严重一孔的重要构件的评分作为全桥总体状况的评定。具体评定方法见下表所示。3.2 3.2 桥梁病害情况桥梁病害情况 在混凝土桥梁所发生的各种缺陷中，根据其结构类型、构造形式、使用条件、缺陷发生部位和形式的不同，一般可分为表层缺陷和内部缺陷两类。 表层缺陷主要有:蜂窝、麻面、露筋、孔洞、层隙、磨损、表面腐蚀、老化、剥落、表面裂缝、掉角、模板走样、接缝不平、构件变形等。 内部隐蔽缺陷主要有:混凝土的强度标号、抗渗标号、内部空洞和蜂窝，钢筋的型号、数量、位置不对，焊接质量不良，混凝土保护层不足，钢筋的锈蚀等。3.2.1桥梁结构裂缝桥梁结构裂缝 混凝土梁桥结构出现裂缝的形式很多

16、，根据裂缝产生的原因，一般可分为由自身应力形成的裂缝与荷载作用下产生的裂缝两大类。1)自身应力形成的裂缝自身应力形成的裂缝 收缩裂缝:混凝土凝固时，一些水分与水泥颗粒结合使体积减小，形成凝缩;另一些水分蒸发使体积减小，形成干缩。凝缩和干缩合称为收缩。混凝土的凝固干燥过程是从表面向内部逐步发展的，致使表面混凝土先于内部收缩，混凝土构件表面形成拉应力，从而导致表面开裂，产生收缩裂缝。 温度裂缝:混凝土受水泥水化放热、阳光照射、大气及周围温度等因素影响而出现冷热变化时，将发生收缩和膨胀，产生温度应力，从而致混凝土开裂，产生温度裂缝。2)荷载作用产生的裂缝荷载作用产生的裂缝 弯曲裂缝:混凝土梁受到弯矩

17、作用时在梁底的受拉区域会产生弯曲裂缝，称垂直裂缝。在跨中，弯曲裂缝自下而上发展，在支座附近，弯曲裂缝则是自上而下发展，并且随着荷载的增加，裂缝不断增宽、延伸，裂缝区域逐渐向侧发展。 剪切裂缝:往往发生在支座附近，由下部开始，沿与轴向成一定角度开，有时也叫斜裂缝。随着荷载的增加，裂缝区域会向跨中方向扩大。应当注意的是斜裂缝己经发现应当及时处理，以免其延伸到跨中受拉工作区。 局部应力引起的裂缝:主要表现在:墩台支座处受较大局部压力;构件突然收到冲击荷载;构件角隅处、预应力梁端锚固端受到较大局部应力而引起裂缝。此外，由于事故、地质灾害等意外因素引起的突发荷载可能会使混凝土构产生断开裂缝及扭曲裂缝。

18、裂缝在混凝土桥梁上是很常见的病害，对干裂缝不及时处理将会导致钢筋锈蚀、混凝土保护层剥落等其他较为严重的病害，致使构件失效甚至是桥梁毁坏。3.2.2桥面构造病害桥面构造病害1）桥面铺装）桥面铺装 桥面铺装也称行车道铺装，是保护属于主梁整体部分的行车道板不受车辆轮胎(或履带)的直接磨耗，防止主梁遭受雨水的侵蚀，并能使车辆轮重的集中荷载起一定的分布作用。如果桥面铺装层是沥青混凝土，则其可能会出现沥青类路面常见的一些道路病害，例如裂缝、坑槽、车辙等，同时还可能出现铺装层整体推移现象。若桥面铺装层采用水泥混凝土，则应注意其标号不应低于桥面板混凝土的标号。2） 伸缩缝伸缩缝 为了保证桥跨结构在气温变化、荷

19、载作用、混凝土收缩与徐变等影响下按静力图式自由的变形，就需要是桥面在两梁端与桥台背墙之间设置横向伸缩缝(亦称变形逢)。伸缩缝的构造有简有繁，视桥梁变形量的大小和荷载轮重而异，其作用是不但要保证梁能自由变形，而且要使车辆在设缝处能平顺地通过和防止雨水、垃圾泥土等渗入阻塞。 桥梁的伸缩缝形式大致为毛勒伸缩缝、TST伸缩缝、各式橡胶缝。对应的病害主要表现为缝内充满杂物、橡胶条破损、漏水;TST伸缩缝病害主要表现为TST填料的开裂、破损以及缺失。3）排水系统的病害）排水系统的病害 钢筋混凝土结构不易经受时而湿润时而干晒的交替作用。湿润后的水分如接着因严寒而结冰，则损害更重，因为渗入混凝土微细裂纹和大孔

20、隙内的水分，在结冰时会导致混凝土发生破坏，而且水分侵袭钢筋也会使它锈蚀。因此，为防止雨水滞积于桥面并渗入梁体而影响桥梁的耐久性，除在桥面铺装内设置防水层外，应设置合理有效的排水系统使桥上的雨水迅速引导排出桥外。排水系统的病害主要有以下几点: 1）导水管缺失，致使流水侵蚀梁体； 2）泄水管的外伸长度不足，致使泄水口处桥跨结构有水侵蚀现象;泄水管(孔)堵塞。 3）泄水管缺失，有些桥梁长期存在泄水管缺失现象。4）钢筋锈蚀）钢筋锈蚀 在钢筋混凝土结构中，钢筋处于水泥水化时生成的碱介质中，在这种环境下，钢筋表面会形成钝化膜，可以抑制钢筋的锈蚀过程，加之混凝土层的保护，一般情况下不会产生锈蚀。但是也会由于

21、一些意外破坏等不利因素的影响，使钢筋外露从而产生锈蚀。钢筋锈蚀的早期现象一般是在混凝上表面产生沿钢筋方向的裂缝。严重的可以看到钢筋周围混凝土保护层剥落，钢筋表面生成黑褐色颗粒状锈蚀层，此时应及时地对其进行处理，否则将很快会危及桥梁的正常使用。5）桥头跳车）桥头跳车 桥头跳车也是一种普遍存在的病害现象。桥头跳车对桥台和结构产生过大的冲击力，诱发或加重桥梁的病害;影响桥头伸缩缝的工作性能，加速其破坏过程，降低其使用寿命，使伸缩缝维修、更换频率提高。此外，桥头跳车产生的冲击力对支座也会产生一定程度的危害。下图为桥头跳车引发的路面开裂，乃至产生坑槽，一般经过反复修补仍然不能阻止裂缝的延伸发展。3.33

22、.3桥梁病害病因分析桥梁病害病因分析3.3.1设计方面的原因设计方面的原因 在桥梁设计方案的选择过程中，一般由桥梁地质条件、施工方法、经济指标、使用要求等多方面的因素来决定所选用的结构形式。在实际工作当中，设计人员为了减少一定量的工作量，对于小桥涵没有高度的重视，通常进行模板式的设计，这样会造成一些与实际情况不相符的设计方案，从而导致个别小桥涵在建成后很快出现了病害。在构件的一些特殊部位，如角隅处、预应力钢筋锚固处等，往往会出现异常的部位，对于这些部位的设计缺乏可靠性的计算，经常是靠一些经验性的数据进行设计。 设计施工图不够完善。在设计图纸中，钢筋和预应力钢筋的布置往往是存在一定问题的，如钢筋

23、接头部位、锚固处有一些构造钢筋的布置等构造细节，在施工图纸上有时没有标细，因此，在施工过程中会出现错误的处置方法。3.3.2施工建设期间的不足施工建设期间的不足 由于施工中施工单位取用地下水，混凝土拌合用水中硫酸盐含量偏高，致使钢筋发生锈蚀。混凝土在浇筑时可能钢筋比较靠近模板，导致混凝土保护层厚度不足，或者是浇筑完成后保护层处的混凝土漏振或振捣不实，导致桥梁建成后试用期间钢筋发生锈蚀。 梁板冬季预制，采用暖棚法加热养护混凝土，由于条件简陋，很难达到规花中规定的升温不超15 C /h，降温不超过10 C /h的规定，致使混凝土板产生开裂。由于受暖棚面积限制，混凝土板养生时间较短，后移出棚外，由于

24、室外温度低无法洒水，没有得到充分养生。 钢筋加工制作在室外进行，由于冬季雪、霜、雾较多，钢筋在露天容易产生锈蚀。 施工时不加限制地堆放施工机具、材料;不了解预制结构受力特点，随意翻身、起吊、运输、安装。3.3.3交通量增长和车辆超载现象交通量增长和车辆超载现象 随着国民经济的快速发展，农村路上的交通量也在迅速增加，尤其运输建筑材料、煤炭的大型超载车辆不断增多。大型车辆本身行驶速度较慢，其经过桥梁的时候自身的振动频率可能与混凝土梁的固有频率较为相近，因此引起的振动较普通车辆要大。加之超载现象较为严重，大部分运输砂石料车辆的载重量一般在80120t，通过路政部门了解，在查处的超载车辆中运砂车辆总重

25、最大的达168t，单轴重量超过50t，在桥梁的受力计算中，货车超载倍数与对桥梁的实际作用次数就相当于标准轴载的倍数的5次方，这些车辆的载重量远远大于设计荷载，导致桥梁长期处于超负荷的工作状态，加速了病害的发生发展。3.3.4未设桥面系统防水未设桥面系统防水 个别桥梁的桥面构造只做了泄水孔等横向排水系统，并未做专门的桥面铺装防水层。在泄水孔排水不畅时，积水长时间存在于桥面上，像沥青混凝土桥面就会出现坑洞和裂缝，水继续向下渗漏，从而进一步侵蚀到桥面板。3.3.5清洁工作方面的疏忽清洁工作方面的疏忽 农村公路由于其本身条形带状分布特点，大部分工程段远离城镇村庄，且严格控制出入，给清洁工作带来一定的难

26、度，使其不像城市道路那样清洁频繁、方便。一些垃圾易堆积在桥梁伸缩缝和泄水孔当中，由于车辆的反复作用，堆积在伸缩缝中的垃圾不断的被压实，导致伸缩缝不能正常工作。 由于农村公路交通量大，不便长时间封闭交通进行清扫，在车辆畅通情况下，保洁人员可能草草完成清扫作业而忽略了对伸缩缝及泄水孔的清理。堆积在泄水孔中的杂物垃圾也会随着水的下渗力的作用下逐渐密实。3.43.4桥梁病害防治桥梁病害防治3.4.1板间混凝土铰缝渗水、脱落板间混凝土铰缝渗水、脱落 将旧铰缝混凝土彻底凿除，清洁表面，设置交叉钢筋，重新搭接水平钢筋，浇注新的铰缝混凝土，捣实，使主梁形成整体，改善铰接板梁的荷载横向分布，从而提高桥梁的承载能

27、力; 加强桥面防水，对桥面铺装有损坏的，凿除损坏部位重新浇筑，并剔除浮浆、凿毛，可以做一层M-1500防水层和一层SBS改性沥青防水;将TST假缝破损处用沥青砂灌注，并捣实防止向下渗水。3.4.2钢筋防锈蚀钢筋防锈蚀 对于钢筋锈蚀问题，在出现锈蚀的区域，修复时，首先要清除所有锈蚀区域的混凝土，然后对钢筋采用喷砂法和超高压水枪进行喷射除锈处理，如果钢筋严重锈蚀，应根据验算结果确定修复部位并增加钢筋数量，以确保钢筋含筋率，然后浇筑高强混凝土。当混凝土层较薄无法立模施工时，可采用喷射混凝土浇筑。同时，还可以采用物理方法防锈:如钢筋表面增加环氧树脂涂层。 良好的涂层能有效防止钢筋锈蚀，大大延长结构使用

28、寿命。另外，在经常接触水的表面增加环氧树脂或其他高分子材料作为防水层，改善表面防水，也可以达到防锈蚀的效果。阴极防护是钢筋防锈蚀的电化学方法，是根据电化学原理避免钢筋锈蚀。3.4.3裂缝钢筋防锈蚀裂缝钢筋防锈蚀 裂缝是桥梁中较为普遍的一种病害。对裂缝处理不及时往往会诱导其他的桥梁病害发生，如钢筋锈蚀、混凝土剥落等，使桥梁的使用寿命严重缩短。应加强对梁板裂缝的观察，定期检查裂缝的宽度、分布及数量。 对于梁板裂缝，采用如下方式处理裂缝:首先将钢筋粗锈层和混凝土疏松层去除，用草酸类清洗剂进行表面处理，随后用热水将酸液洗去，待干燥后涂刷偶联剂(目的是提高金属表面、硅表面与防腐胶粘剂的结合)，然后根据损坏破损面的程度，选取干净的不同规格粒径石英砂和补强剂(氢氧化铝粉)配制成不同稠度的防腐胶粘剂进行灌注或涂刷，防腐胶粘剂固化后形成一层膜。3.4.4桥面铺装桥面铺装1）灌缝）灌缝 当前，受设计水平、铺装材料和经济性的制约，桥面铺装开裂具有一定的不可避免性，在桥面铺装开裂后，分析裂缝产生的原因、选择合适的修