摘要:沥青路面具有表面平整、结实、施工工期短、无接缝、维修养护方便及减震性强的特点,可保证行车平稳,降低噪音。但是在我国交通量不断上升的过程中,重载车辆也在不断增多,由于多种因素的影响,导致沥青路面出现了多种病害,比如水损害、裂缝、车辙等。沥青路面是近十年发展及建设的,其早期破坏的逐渐显露引起了我国公路建设者的重视。本文对沥青路面早期病害的成因进行分析,提出沥青路面早期破坏预防与处治。
关键词:沥青路面;早期破坏;预防与处治
沥青路面是用沥青材料作结合料粘结矿料修筑路面面层与各类基层和垫层所组成的路面结构。沥青路面具有良好的力学性、耐久性、抗滑性和稳定性,适用于各种车辆通行,具有一次性投资小,相对造价低、行车舒适、修复方便,能够利用石化企业副产品等优点。随着国民经济和道路建设的快速发展,90%的公路路面均采用沥青路面。但由于种种原因,沥青路面早期破坏的现象时有发生,产生的主要因素涉及沥青路面材料、路面设计、路基稳定性、机械设备、施工工艺及养护等方面,影响交通运输和行车安全,影响沥青路面的使用功能。
一、沥青路面早期破坏的成因
1、裂缝
1) 横向裂缝: 这种病害比较普遍,主要由于沥青面层温度收缩和半刚性基层的干缩引起; 路基压实度不足也会引起这种病害。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。非荷载性裂缝是横向裂缝的主要形式,它有两种情况: 沥青面层温度收缩性裂缝和基层反射性裂缝。一般认为这种裂缝不可避免,对路面的整体性没有损害。
2) 纵向裂缝: 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。
2、泛油
1) 沥青混合料配合比设计的击实功不够。我国在设计沥青混合料配合比时通常采用马歇尔试验方法。当初在开发和确定马歇尔试验方法时,选定室内试验的压实功是要使室内产生的密度等于路面在行车荷载作用下最终达到的密度。如果室内所用击实功产生的密度小于使用过程中所达到的最终密度,所选定的沥青用量就会偏多,但目前由于各种原因室内试验所得到的密度远远低于使用过程中所达到的最终密度,这使现场施工中产生沥青用量过大不足为奇。
2) 少数施工单位习惯于使用沥青用量过大的混合料。有些人认为沥青用量越大,裹覆矿料的沥青膜越厚,沥青混合料的粘结力就越大。但实际情况恰恰相反,包覆矿料的沥青膜越薄,沥青混合料的粘结力就越大。在严重泛油路段,沥青面层表面发光发亮,以摩擦系数和表面构造深度表征的抗滑性能达不到行车要求时往往会造成交通事故。
3、松散
1) 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。
2) 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。
3) 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。
4、车辙
1) 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。
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2) 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。
5、路面沉陷
1) 由于软土地基沉降产生的路面沉陷该地区属城郊,部分路线经过农田,属于软土地基,虽然筑路前也进行了软土基的处理,但软土基的固结沉降时间太短,在路面通车后仍在固结沉降,导致路面随之出现不均匀沉降和局部产生大的沉陷。
2) 由于路基压实度不够导致的路面局部沉陷形变路基因填料选择不当,且规格不一,性质不均,加上填筑方法不合理,而且部分路段压实度未达设计要求,在车辆荷载和水温变化的共同作用下,路基不可避免向下沉陷。
3) 沥青路面面层是位于路面基层上最重要的路面结构层,它直接承受车轮荷载和大气自然因素的作用,应具有平整、坚实、耐久及抗车辙、抗裂、抗滑、抗水害等多方面的综合性能,所以在沥青路面面层施工中应对施工技术和施工工艺进行优化,在施工过程中应严格控制质量,确保沥青路面面层的施工质量。
二、沥青路面早期破坏预防与处治
1、使用全新的工艺和技术。在近几年,我国积极借鉴国外的成功经验,引进国外先进的工艺和技术,以此防治沥青路面早期破坏。比如沥青玛蹄脂碎石混合料,其具有良好的抗滑性和抗车辙性,从而能够更好地保护沥青路面。改性沥青也是目前具有良好发展前景的产品,乳化沥青具有一定的养护作用,土工合成材料能够有效减少半刚性基层对沥青路面造成的裂缝。
2、裂缝的预防和处治措施
1)设计方面。在路面设计的过程中,首先要全面考虑到温度裂缝从表面朝着下方扩展的理论,选择具有松弛性能的沥青作为路基面层。另外要使用具有较高抗冲刷性及干缩系数、较小温缩系数、较强抗拉强度的半刚性材料作为基层。在设计的过程中要使用合适的沥青面层厚度,要想降低反射裂缝,就要设置应力吸收层。在出现裂缝几率较高的地区,结束沥青路面碾压之后,隔一段距离留有横向通缝,之间的距离根据地区的最低温度和沥青的质量决定,适当处理锯缝,防止表面水下渗。
2)施工方面。施工的目的就是使铺筑沥青面层之前的基层不会出现收缩裂缝,如果在铺筑沥青之前出现收缩裂缝,那么为了避免基层裂缝在沥青表面中出现反射裂缝,需要在中间层或者面层浇筑沥青。在沥青路面施工过程中,要严格根据施工规范进行,控制基层施工碾压的含水量,混合料的含水量要低于压实的需求。在基层碾压完成之后要及时进行养生,以此防止混合料中的水量流失。在碾压完成或者养生之后,要在基层顶面喷洒黏层油或者透层油,之后在短时间内铺筑沥青面层,防止水分的流失导致裂缝出现。
3、水损害的预防。为了防止水分进入到沥青混合料及沥青与集料的界面中,可以使用优良的集料,使用适当的混合料级配,以此降低空隙率。为了提高沥青和集料的黏合性,并且提高集料之间的黏结力,可以掺杂适当的抗脱落剂,使集料表面能够湿润,以此提高沥青和集料之间的黏性。
4、重视沥青路面的养护。沥青路面的日常养护和检查能够发现沥青路面破坏,如果遇到沥青路面出现破坏现象,要及时汇总并且上报,之后制定针对性的养护方案,使用适当的养护方法和时机对其维修,从而减少沥青路面破坏的发展和扩散。
沥青路面早期破坏预防与处治能够降低沥青路面的损害发展,但是我国对沥青路面早期破坏防治过程中存在多种问题,比如对小面积破损不重视、养护不及时等。所以就要使用先进的养护工艺和技术,以此控制沥青路面的早期破坏,从而能够尽量恢复沥青路面的使用性能,延长沥青路面的使用寿命。
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[3]潘金宇,李晓明.沥青路面早期破坏原因及预防措施研究[J].科技资讯,2016(03):75-76.
论文作者:华东
论文发表刊物:《基层建设》2018年第1期
论文发表时间:2018/5/18
标签:沥青论文; 裂缝论文; 沥青路面论文; 面层论文; 路面论文; 车辙论文; 荷载论文; 《基层建设》2018年第1期论文;