摘要:在沥青路面的施工和使用过程中,由于各种原因而发生各种病害。通过对沥青路面常见病害成因的分析,针对不同类型的病害提出了各种防治措施。
关键词:沥青路面;病害;成因分析;防治措施
高等级公路是国家的基础设施,是经济发展到一定阶段的必然产物,也是一个国家现代化水平的重要标志。改革开放以来,随着国民经济的快速发展,我国公路交通总里程迅速增加。全国公路网初步形成,主干与支路连接,布局合理,四通八达。在下一个时期,我国公路建设将是主体、建设与养护相结合,逐步以养护为主。如何在有限的养护资金条件下延长公路的使用寿命,更好地发挥公路为经济发展提供良好运输服务的作用,已成为公路养护面临的重要课题。
1病害出现原因分析
1.1设计原因
(1)路面结构设计不合理或厚度不足,或者对路面设计年限内交通量年均增长率估计偏小,致使路面设计强度满足不了交通量的迅速增长和汽车载重明显增大的需要,导致沥青路面产生裂缝。(2)地下暗沟或暗涵顶填土的设计厚度不够,导致基层压实不平引起沥青路面的横向裂缝。
1.2材料原因
(1)沥青混合材料过细,结合料过少(即油石比过低),炒制过火,沥青老化。(2)沥青混合料级配不佳,骨料偏少。(3)沥青材料配合比不正确,空隙率达不到设计要求。(4)沥青原材料低温延性差或沥青混合料黏结力低,造成路面早期裂缝。
1.3气候原因
冬季温度下降时,沥青路面或半刚性基层的低温收缩容易产生收缩裂缝或干缩裂缝,在重复荷载作用下,沥青路面表面产生横向反射裂缝。
1.4施工原因
(1)路基或基层结构强度不足,弯沉值过大,路基局部下沉,导致路面开裂。(2)半刚性基层在铺筑时,随着混合料水分的减少产生干缩应力,形成干缩裂缝。(3)基层混合料的离析或碾压不密实或机械组合不合理,使得基层上部细粒料上浮而形成强度较弱的薄层,在行车荷载作用下,易产生龟状裂缝。(4)半刚性基层养生不当,直接产生干缩裂缝。(5)半刚性基层养生结束后,如果不及时洒铺封层或透层油,随着暴晒时间的延长而产生干缩裂缝。(6)施工填土未压实,路基产生不均匀沉陷,接缝处压实未达到要求,在行车作用下形成纵向裂缝。(7)沥青混合料摊铺时间过长,其表面温度低,内部较热,用重型压路机碾压时,易引起路面表层切断。(8)纵缝和横缝施工时,接缝处理不当或碾压方式不正确,易产生横向裂缝和纵向裂缝。
1.5超载原因
(1)由于超载车辆引起累计轴次的增大,从而引起设计弯沉值满足不了实际的需求。(2)由于超载,造成正常设计的路面基层或底基层抗拉强度不足,使其提前在底层路面结构层产生裂缝。(3)由于超载,加之车辆的振动冲击作用,可将路面压坏,即一次性破坏作用。(4)由于超载,车辆在上下坡或刹车时将加速沥青路面层的剪切破坏。
2公路常见病害
2.1车辙病害
车辙是沥青路面在竖向方向上的永久变形,轮轨两侧经常伴有隆起。车辙影响路面的舒适性和安全性,加速沥青路面的损坏,缩短路面的使用寿命。因此,减少车辙病害对高速公路的安全舒适具有重要意义。沥青路面车辙的影响因素分为内部因素和外部因素。内部原因主要是由于材料本身的不合理性质,如沥青的性质、集料性能、沥青用量等,而外部原因主要是交通条件,如路面温度和持续时间、行驶荷载等。
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2.2横向裂缝病害
横向裂纹是指垂直于驱动方向的裂纹。从形成原因来看,横向裂纹可分为疲劳裂纹和反射裂纹。沥青路面疲劳开裂的原因有三个:一是重复疲劳荷载;二是路基不均匀沉降导致路面强度减弱和弯沉增大,路面易发生疲劳开裂;三是表层和半刚性基层设计、配比不合理。
2.3龟裂病
龟裂是裂缝与裂缝连接成形似龟背、小网格式、成块、不规则的网状裂缝。龟裂形成的原因有两种:一种情况是由于路面的整体强度不足而引起的;另一种情况是路面由于出现横缝或纵向裂缝后未及时封填,致使水分渗入下层,加剧了路面的破损。
2.4坑槽病害
坑槽是指沥青路面面层集料局部脱落或者基层和面层的局部脱落而出现的路面坑穴。坑槽病害的形成,主要是由于面层厚度不够,沥青混合料粘结力不佳,沥青加热温度过高,碾压不密实,在雨水和行车作用下,面层材料性能日益恶化松散、开裂,逐步形成坑槽。
3防治措施
3.1从设计方面提出的措施
从目前的设计规范来看,在车辆荷载对路基路面所产生的影响,其换算关系不是简单的倍数关系,在这方面应引进部分省市科研机构的科研成果或引进国外科研机构提供的一些参数进行修定。
3.2施工方面采用的措施
对于只有轻微泛油的路段,可撒3-5mm粒径的石屑或粗砂,并用压路机或控制行车碾压;对于泛油较严重的路段,可先撒5-10mm粒径的碎石,用压路机碾压,待稳定后,再撒3-5mm粒径的石屑或粗砂,并用压路机或控制行车碾压;对于路面基层完好,仅面层出现坑槽病害时,将坑槽范围挖成矩形,槽壁应垂直,其深度不得小于原坑槽的最大深度,清除槽底、槽壁的松动部分及粉尘、杂物,并在四周涂刷沥青后,用沥青混合料填补并整平,并予以夯实;对于因基层局部强度不足等使基层破坏而形成的坑槽,则应将面层和基层完全挖除,如土基中含有淤泥,还应将淤泥全部挖除,换填新料并夯实。在地下水位较高的潮湿路段,应采取措施引出地下水并在基层下面加铺一层水稳性好的材料,最后重做路面面层。因面层沥青用量过多或细集料集中而产生较严重拥包,或路面连续多次出现拥包且面积较大,但路面基层仍属稳定,则应用机械或人工将拥包全部除去,并低于路表面约10mm,扫净碎屑、杂物及粉尘后用热沥青混合料重做面层。
3.3路面维护方面的措施
围绕建设与养护、维修与预防的关系,随着路网的不断完善,只有长期保持良好的路面使用性能,道路建设的巨额投资才能充分发挥其投资效益,而长期保持路面良好的技术状况必须有一个强有力的养护维修支持系统来保障。从这一意义上来说,养护维修实际上是道路建设的一种继续。在路面养护和维修的关系上,长期以来人们总是习惯于等到路面开始出现损坏后,才想起要对它进行维修,而对于路面还处于良好状态下进行预防性养护的意义则往往认识不足。预防性养护实质上是一种周期性的强制保养措施,并不考虑路面是否已经有了某种损坏。预防性养护最佳实施时机应该是在路面尚处于良好状况、或者只有某些病害先兆时进行。虽然预防性养护需要投入某些费用,但它是一种费用效益比非常良好的养护措施。当路面刚出现病害先兆时,及时对路面进行养护要比发生大的病害后处理简单节省费用。这也从另一侧面说明了重视预防性养护的经济意义。综上所述,沥青路面质量好与坏,不单是施工单位单一的质量控制,还涉及到设计水平,政府行为等多种因素。
4结束语
沥青路面早期破坏,不仅与设计、施工等路面形成前的环节有关,而且与路面形成后的使用、养护和管理联系紧密。因此,各级交通管理部门都应引起足够的重视,并根据其成因需要设计、施工、养护管理各方主体各负其责,分头把关,有针对性的采取一系列预防和改善措施,只有这样,才能从根本上减少沥青路面的早期破损现象的发生,使公路建设质量全面提高,更上新台阶。
参考文献
[1]王启成,刘东.高速公路沥青路面病害的成因与处治[J].河北建筑工程学院学报,2004,(2).
[2]陈守印.沥青混凝土路面病害分析[J].河南科技,2004,(11).
论文作者:裴福才
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第32期
论文发表时间:2019/2/28
标签:路面论文; 病害论文; 裂缝论文; 沥青论文; 基层论文; 沥青路面论文; 面层论文; 《建筑学研究前沿》2018年第32期论文;