[高速公路沥青路面早期破损及防护措施] 高速公路沥青路面

时间:2019-10-09 07:33:11 来源:易达学习网 本文已影响 易达学习网

高速公路沥青路面早期破损及防护措施

高速公路沥青路面早期破损及防护措施 摘 要:
道路施工;
沥青路面;
早期破坏 在高速公路的建设中,我国绝大部分都采用沥青混凝土 路面,它具有表面平整、无接缝、行车舒适、振动小、噪声 低、施工期短、养护维修简便、适宜于分期修建等优点。

一、沥青路面早期破坏的特点、类型及其成因:
沥青路面早期破坏指沥青路面在设计寿命的前四分之 一到三分之一期间内发生的上述各种形式的路面破坏,这些 病害基本上也是公路工程质量的通病,对新建公路的正常使 用形成了严重的威胁,并且近年来呈现出以下三个方面的特 点:
损坏时间早。有的路面建成使用后不久,就出现了较严 重的损坏现象,个别路段通车当年就出现了损坏,达不到设 计寿命。

损坏范围宽。全国各地都不同程度地存在着路面过早损 坏问题。

损坏程度重。有的损坏不是局限在沥青表面层,而是基 层也发生损坏,不得不进行路面重建。

造成沥青混凝土路面早期病害的因素很多,但综合起来 主要有路面结构设计不合理、现场施工质量控制不严、投入 运营后超载车辆管理不严、气候条件影响等几个方面。下面 就以上几种最常见的沥青混凝土路面早期病害成因逐一进行分析:
(一)裂缝 横向裂缝可分为荷载性裂缝和非荷载性裂缝两大类。荷 载性裂缝是由于路面设计不当和施工质量低劣,或由于车辆 严重超载,致使沥青面层或半刚性基层内产生的拉应力超过 其疲劳强度而裂缝。

纵向裂缝可分为两种情况:一种情况是由于路基压实度 不均匀,路面不均匀沉陷而引起的,如发生在半填半挖处的 裂缝。另一种情况是沥青面层分幅摊铺时,两幅接茬未处理 好,在行车载荷作用下,易形成纵缝。有时,车辙边缘也会 有纵裂缝。

(二)水破坏 所谓水破坏即降水透入路面结构层后使路面产生早期 破坏的现象,它是目前沥青混凝土路面早期病害中最常见也 是破坏力最大的一种病害。由于水渗入表面层后滞留在表面 层的下部和下层的交界面上,因此在长期行车荷载作用下, 沥青膜开始从面层的底部剥落并逐渐向上扩展,随着下部大 量碎石上沥青的剥落,沥青混凝土也就失去了强度从而产生 网裂和形变。

当水透入沥青面层并滞留在半刚性基层顶面时,在大量 高速行车作用下,自由水产生很大的压力并冲刷基层混合料 表层的细料形成灰浆,灰浆又被行车压唧,通过各种形状不 一的裂缝(纵、横、斜裂缝及网裂)到路表面形成唧浆。(三)车辙 结构性车辙由于荷载的作用,发生在沥青面层以下包括 路基在内的各结构层的永久变形。这种车辙宽度较大,两侧 没有隆起现象,横断面成凹字形。磨损性车辙由于车辆不断 地磨损路面,特别是大量重型超载车辆渠化行驶在主车道上, 磨损路面也会形成车辙。流动性车辙在高温条件下,车轮碾 压反复作用,荷载应力超过沥青混合料的稳定度极限,使流 动变形不断积累形成车辙。这种车辙一方面车轮作用部位下 凹,另一方面车轮作用甚少的车道两侧反而向上隆起,在弯 道处还明显向外推挤,车道线或停车线因此可能成为变形的 曲线。

(四)松散 集料颗粒被足够厚的粉尘包裹,使沥青膜粘结在粉尘上, 而不是粘结在集料颗粒上,表面的摩擦力磨掉沥青膜,并使 集料颗粒脱落。这种情况的产生主要是由于集料含泥量超标 所造成的。表面离析处往往缺少大部分细集料,离析面上粗 集料与粗集料相接触,但只有在少数接触点沥青膜与集料粘 结。随时间增长,沥青会老化,沥青膜剥落会使沥青与集料 的粘结力减弱,孔隙中的水冻结会破坏粘结力,或足够大的 摩擦力会破坏离析面上的集料颗粒而产生松散。沥青混凝土 面层要有高密实度才能保证沥青混合料的粘聚力,如果混合 料密实度不够,集料就容易从混合料中脱落而形成局部松散。

(五)推移推移的产生一般与基层施工质量、透油层洒布质量、超 载车辆比重加大、沥青混合料性能不良等因素有关。在沥青 混凝土路面铺筑前,由于基层表面清扫不干净、透油层洒布 不均等都会容易造成沥青面层和基层粘结不良。

(六)路面表面功能衰减,指路面因沥青泛油、石料磨 光及路面破损引起的表面功能降低或丧失。

二、沥青混凝土路面早期病害预防措施:
1、设计方面 (1)优化路面设计:由于以下四方面原因,高速公路 路面厚度可酌情减薄,控制在9-12cm之内。第一是半刚性基 层沥青路面结构的承载能力可由半刚性材料层(基层和底基 层)来承担,无需用增厚面层来提高承载能力。第二是提高 沥青路面使用性能不是用厚的沥青面层,而是用优质沥青。

第三是沥青面层的裂缝不只是反射裂缝,在正常施工情况下, 大部分是沥青面层本身的温缩裂缝。第四是一般来说厚的沥 青面层易导致车辙的产生。

(2)加强沥青路面防水设计,选用合理的基层和底基 层结构, 严格控制沥青混合料的质量,沥青的选取选用具 有良好的高低温性能、抗老化性能、含蜡量低、高粘度的优 质国产或进口沥青。在条件许可的情况下,可在沥青中掺加 各种类型的改性剂,以提高其性能指标。

2、施工质量控制方面 施工质量控制不严,早期破损必然出现。所以沥青路面施工必须按全面质量管理的要求,建立健全有效的质量保证 体系,实行目标管理、工序管理,明确责任,对施工全过程, 每道工序的质量要进行严格的检查、控制、评定,以保证其 达到质量标准。

3、沥青路面材料选择方面 沥青:沥青质量的优劣与沥青路面的好坏有密切关系, 直接影响到沥青路面的使用性能。从大量的路面结构破坏原 因的调查分析来看,路用沥青品质不良是其主要原因之一。

矿料:矿料质量的好坏直接影响到沥青混合料的强度,是沥 青路面早期破坏的主要因素。沥青混合料中骨料的性质对路 面的强度有着直接的关系。骨料的尺寸越大,稳定性越高, 在设计中骨料的大小应根据面层摊铺的厚度和设计车辆荷 载来确定。料的级配及空隙率:认真选择面层矿料级配非常 重要,最主要的指标是混合料的设计空隙率和路面的实际空 隙率。

4、后期养护、管理方面 沥青路面的早期病害消除,必须坚持以预防为主,防治 结合。根据积累的技术经济资料和科学的分析,加强防范, 消除导致公路路面损坏的因素,增强路面的耐久性,提高防 御灾害的能力。我们通常所说的坑槽挖补就是属于“头痛医 头,脚痛医脚”的消极养护措施,科学的论证结果已经说明, 前后两者投资比例是1:5。早期预防性专业养护该如何实施, 必须从本地区的实际情况出发,秉着科学规划、经济安全、便于操作的原则,尽快形成沥青路面预防性养护管理规范, 并在实际养护工作中得以应用。

5、要依法治路,严厉打击车辆的超限超载运输 (1)超载车辆对路面设计弯沉值的影响。由于载货汽 车的超载情况日趋严重,造成被换算车型的各级轴载增大, 当车辆超载50 %时,标准轴的数量增大约3倍;
当车辆超载 100 %时,标准轴的数量增大6~7倍;
当车辆超载200 %时, 标准轴的数量增大23~25倍。可见车辆的超载对折算后标准 轴数量影响很大。(2)车辆超载对结构弯拉应力的影响。

依据设计弯沉值进行路面厚度计算时,应对面层及半刚性基 层、底基层的拉应力进行验算,以此来确定路面的设计厚度。

三、结束语:总之,沥青混凝土路面早期病害的产生 有多方面的因素,无论设计方面、还是施工方面都存在一些 不足。鉴于目前沥青混凝土路面病害早期化的特点,在优化 设计的同时,更为重要的是应该加强施工管理、提高现场施 工质量,规范施工,尽量在提高沥青路面使用性能的同时, 延长使用寿命,提高投资效益。

参考文献:
[1]沈金安 沥青及沥青混合料路用性能[M] 北京:人民 交用出版社, 2001。

[2]JTJ014-97,公路沥青路面设计规范[S]。

[3]黄晓明 沥青与沥青混合料[M] 南京:东南大学出版 社,2001。

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