公路路桥设计及道路早期损坏原因的分析论文_韩永胜

公路路桥设计及道路早期损坏原因的分析论文_韩永胜

德州市公路勘察设计院 山东省德州市 253000

摘要:由于原材料质量、混合料设计、路面结构设计以及施工质量控制等方面存在的问题致使沥青路面出现各种形式的早期损坏,目前我国公路使用寿命平均只有五年左右,远远低于预期设计目标,使得路面中修和大修时间提前,造成了极大的浪费,所以对于路面早期损坏的问题一定要绝对重视。本文从施工、养护过程中的设备因素运用角度分析了高速公路沥青砼路面早期破损的原因,并提出了防治措施。

关键词:公路工程;道路;早期损坏;原因;分析

1沥青路面早期破坏的成因

1.1路基建设因素

①填挖路基沉降裂缝。由路基不均匀沉降在路面上引起的开裂,特别在那些半填半挖路基,填前处理不当,碾压比较困难,新老路基差异性大的路段,路基各部分在通车以后由于汽车荷载与雨水的作用,造成沉降不均匀,路面就可能产生大的沉降差,由此发生纵横向裂缝。②纯填方路基沉降裂缝。在一些低洼或软基路段,施工控制不好的纯填方路基,在雨季,经常会在路面硬路肩和全副路基1/4处产生对称的纵向裂缝。主要原因是在水的作用下,路基边部的土基和填土产生较大的固结沉降,而中部土基和填土不动或沉降较小,而引起不均匀沉降,导致路面纵向开裂。③桥头跳车。桥头跳车是路基路面纵向形变的一种形式,也是纵向形变中的一种最严重的形式。路桥过渡段设置的过短或者刚度过度不均匀。对于路基沉降的处理,仍需从填前原有地基的处理、填筑材料的选择、填筑工艺的控制等方面入手,认真施工控制。

1.2路面设计因素

①路面设计深度不足,针对性不强。因设计单位施工经验不足,设计时对拌合、摊铺、碾压设备配备,集料规格划分,工程应用级配范围及工艺控制等方面内容要求不细,设计内容对施工质量控制指导性、针对性及操作性不强。导致难以有效加强施工过程的工艺控制,而工程质量缺陷产生后,受各种因素的影响,质量问题未得到根本处治。②基层厚度偏薄,设计可靠度较低。路面设计以经验组合为主,计算程序为辅的模式进行。各等级公路的路面结构组合在十年前一直沿用至今,受习惯和建设投资的影响,设计单位和设计评审、批复单位很少去对这些结构层进行大的调整。而近十多年以来,随着经济水平的快速发展,超载车辆日益增加,吨位越来越重,早已对路面结构的承载力提出了更高要求。③对路面补强层的路面厚度考虑欠佳。由于在公路建设中,实施人员往往按照旧的线位及结构层,没有进行细致的调查,导致许多补强路段补强后弯沉值与设计值出入较大,造成早期破坏。

1.3路面施工因素

①沥青路面的施工首先是沥青混合的选型,根据有关要求,沥青路面混合料的选择应在满足行车轮胎使用需求基础上,具备一定的防水渗人功能,宜使用粒径、空隙都较小的密级型混合料。然而在施工过程中,若粒料的级配不合理发生级配离析,则其粒径、空隙等已偏离理想参数值,从而影响施工质量;其次混合料在运输过程中,受运输距离、运输路况等影响,混合料表面散热不同,进而使得温度不均匀,在卸料时热、冷配料不均,形成温度离析,影响后续铺设、压实等工作。②层间污染较为突出,整体性差。层间污染较为突出,易造成各沥青混凝土结构层间、沥青面层与基层、基层与底基层之间粘结效果差,达不到设计要求的层状连续状态。导致路面结构整体性差,使用寿命大幅降低,甚至会导致在荷载作用下出现结构性破坏。③施工设备陈旧与不匹配,导致沥青的搅拌、压实等受到影响。例如,路面施工中不同类型的碾压设备,对其碾压装置的不同选择,碾压的厚度会呈现不同的变化。③沥青混合料加热温度过高,使沥青老化,路面强度不够,从而造成松散、坑槽等病害,从而使公路早期受到破坏。

1.4养护管理因素

①养护工作人员养护不及时,当路面出现小面积松散等问题时没有及时养护,特别是采用层铺法施工的路面,没有得到初期及时养护。②养护方法的不当,在实施沥青路面养护过程中,有些养护人员操作不当,破坏了原路的平整度,甚至是用油量控制不均,引发路面早期出现问题。③养护设备比较陈旧与不匹配,导致沥青路面养护质量难以得到保证。

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2沥青路面早期损坏预防和处理技术

2.1裂缝的防治技术

根据裂缝的不同类型和特征,有针对性地采取预防和处理措施。例如,对于宽度<5mm的裂缝,先将裂缝孔隙的尘土打扫干净,然后用沥青封堵。对于宽度>5mm的裂缝,先将裂缝旧迹凿除使其露出新碴,形成V形槽,去除边上的松动部分和尘土,用沥青混合料填充、捣实,有效处理裂缝。对大面积网裂或龟裂现象处理时,先对基层补强,然后重新罩面,或者加铺乳化沥青封层。

2.2沉陷的防治技术

为有效预防沥青路面沉陷问题发生,施工过程必须加强路基质量控制,遵循规范要求施工。要注重提高沥青路面基层刚度和强度,使其有效承受车辆荷载,满足施工需要。严格按要求对路基铺筑材料进行检测和验收,不合格的材料不允许用于路基填筑施工。采用分层填筑和碾压方式,一般每层控制在20~30cm之间为宜,只有在确保每层厚度合格的前提下,才能有效提升路基强度。此外,还要重视路基混合料的拌和、摊铺和碾压施工质量控制,做好养生工作,让路基形成均匀、坚固的板体结构,提升整体强度和刚度,有效承受车辆荷载,预防沉陷问题发生。

2.3车辙的防治技术

整个沥青路面施工中,为预防车辙现象发生,保证工程质量,首先应该落实基层施工质量控制措施,保证基层厚度合格,质量满足要求,能有效承受车辆荷载。加强基层材料质量控制,遵循规范要求进行试验检测,不合格的材料不允许用于施工。整个沥青路面施工中,要完善方案设计,落实混合料摊铺、碾压、养生等质量控制对策,保证沥青路面基层强度合格。重视路基强度检测,一旦发现强度不合格时应该立即采取修复措施,从而确保路面基层整体强度满足要求,进而防治路基路面变形现象,避免出现车辙等质量问题。对出现的车辙现象,如果连续长度小于30m,辙槽深小于8mm,处理过程中需要对路面烘烤和耙松,适当添加新料并压实。如果车辙深度大于2cm,铣刨上面层并重新进行面层施工。此外,沥青路面运行中还要加强交通管制,减少重载车辆通行数量,避免车辆超载,为沥青路面运行创造良好条件。

2.4松散与坑槽的防治技术

如果是沥青老化引起的松散现象,应该将松散部分挖除,然后重新进行面层施工。同时,为提高沥青混合料的水稳性,还要在混合料中适当添加抗剥离剂。合理控制沥青含量,保证油石比满足施工规范要求。如果是压实度不够而导致松散现象发生,可以选择在高温季节的中午时段施工,并用重型压路机反复碾压。如果路面松散较为严重,应该将旧路面铲除,再按要求重新铺筑沥青混合料。沥青路面养护施工中,可以使用高温混合料、乳化沥青混合料等方式修复沥青路面的坑槽现象。修补前清扫坑槽四壁和底部,将沥青路面松散和强度不合格部分清除,然后进行修补,从而保证施工效果。

2.5提高设计水平

首先,对沥青路面结构设计的模型和已经被破坏的模型进行研究,确定早期损坏的原因在哪里,从而进行针对性的弥补设计;其次,要对半刚性基层和沥青面层的连接状况进行改善,在进行应力的验算时根据使用的条件来进行层间界面的选择;然后,引进发展柔性基层沥青路面和混合式基层沥青路面是重要的。由于我国对半刚性基层有丰富的应用经验,为了有充分的把握,当前应该首先发展混合式基层沥青路面。即以沥青混凝土作面层,沥青稳定碎石作基层,无机结合料稳定集料作底基层这种结构型式,也可以在半刚性基层上加铺级配碎石过渡层以防止反射性裂缝和有利于排水;最后,在目前没有解决超载现象的情况下,要在规范中加入超载车的设计模式,增加交通调查和使用的规定,改变目前规范中的预测车辆分类和轴载的不匹配情况。

3结语

改革开放以来我国的经济不断的提高。科技也得到了飞速的发展。随着科技的发展,公路建设开始兴起,公路路桥设计得到了很大的发展,但是在道路质量方面仍有一些欠缺,公路路桥设计的道路早期损坏现象也很常见。本文就是通过对路面早期损坏原因进行具体的分析,然后提出合理的解决方案,希望提供一定的借鉴意义。

参考文献:

[1]王徐力.公路路桥设计及道路早期损坏原因的分析[J].交通世界(运输.车辆),2015(07):122-123.

[2]陈功.探析我国路桥设计及道路早期损坏的原因[J].门窗,2017(01):129.

[3]宋丽蔚,吕少芳.城市道路早期破坏原因及预防性养护对策[J].城乡建设,2008(05):66-67.

论文作者:韩永胜

论文发表刊物:《基层建设》2018年第13期

论文发表时间:2018/7/9

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