沥青路面的早期破坏(精选11篇)
沥青路面的早期破坏 篇1
近年来, 随着公路交通事业的迅猛发展, 交通量的迅速增长, 载重车辆比例增加, 车辆超载现象严重, 致使一些路面质量和寿命达不到应有的周期。沥青路面的早期破损是指沥青路面在设计寿命的前1/4至3/4期内, 所发生的过早的各种形式的路面破坏。沥青路面早期损坏现象主要有以下几种表现形式。
1 沥青路面早期损坏
1.1 损坏时间早
有些新建和改建的沥青路面发生了严重的过早破坏现象, 有的建成使用后不到一年就出现了大面积的严重破坏, 有的使用二、三年就开始明显破坏, 远远达不到设计寿命。
1.2 损坏范围宽。
各地区、各路段都不同程度地存在路面过早损坏问题。特别是近几年省掀起的公路达标, 各地区、各县市都热火朝天进行公路改造。所以各地区都不同程度地存在着路面过早损坏问题。
1.3 损坏程度严重。
有的损坏不是局限在沥青表面层, 而是基层也发生损坏。沥青路面的早期破坏, 既影响了公路的交通运输, 又造成巨大的经济损失, 已成为影响行业发展大问题。
2 沥青路面的早期破坏的形式及特点
沥青路面具有表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、噪声低、施工期短, 养护维修简便且适宜于分期修建等优点, 因此获得越来越广泛的应用。沥青路面的路用性能要求路面具有一定的强度、刚度、平整度, 具有足够的承载能力, 用时具有较好的高温稳定性和低温抗裂性, 另外, 沥青路面的表面层应具有耐久良好的抗滑性能和耐磨性。尽管目前沥青路面设计方法是建立在层状弹性理论基础上耐久性设计方法, 沥青路面似存在着设计年限内由于各种原因而发生的早期破坏。
2.1 沥青路面早期破坏的类型
泛油:沥青混合料中沥青含量过多, 空隙率较小, 高温稳定性差, 是产生泛油的主要原因。从调查结果分析, 目前我国高速公路沥青路面的早期破坏主要表现为裂缝、车辙、沉陷、泛油等, 由于恶劣天气原因以及抄造车原因水损坏和松散也时有发生, 重度类型的损坏由于及时的养护已经很少出现。
波浪:主要原因是路面组成材料设计不合理或施工质量差, 导致路面材料不足以抵抗车轮水平力的作用;在纵坡段, 由于高温的原因也会出现这种病害。
沉陷:一般是由基层局部成形不足, 强度不够, 在行车载荷和自然因素等作用下形成的。对于大面积沉陷往往是由于路基 (高填方地段) 不均匀沉降或局部滑移面引起的。主要原因是路基压实度不足引起, 特别是在一些高填方和压实困难的半填半挖路段以及构造物两端出现。
坑槽:主要原因是面层的网裂、龟裂后不及时养护而逐渐形成的。另外基层局部强度不足, 在行车作用下也易产生坑槽。是由龟裂和松散等其它损坏进一步发展的结果。
松散:原因主要是采用的沥青粘结力差, 沥青用量偏少, 或所用的矿料过湿, 铺撒不匀, 或所用的嵌缝料不合规格而未能被沥青粘牢。对表处面层还会产生大面积松散、唧泥现象, 从而导致沥青面层脱落。在我国早期的高速公路上曾出现, 现在主要出现在水损坏严重的路段上。
龟裂:龟裂又称网裂, 通常是由于路面整体强度不足, 基层软化, 稳定性不良其初始形态是沿轮迹带出现单条或多条平行纵缝, 逐渐在纵缝间出现横向或斜向连接缝, 等原因引起的, 沥青路面老化变脆, 也会发展成网状裂缝。一般多发生在行车道轮迹形成龟裂, 主要由路面结构强度不足引起。这种病害在我国早期修建的沥青路面上较为普遍。
车辙:车辙变形车辙是在行车载荷重复作用下, 路面产生累积永久性的带状凹槽, 表现为沿行车带出现横向高差, 主要是由于沥青混合料级配设计不合理、稳定性差或由于基层及面层施工时压实度不足, 使轮迹带处的面层和基层材料在行车荷载反复作用下出现固结变形和侧向剪切位移引起。另外, 重载或超载车辆过多也是产生车辙的重要因素。
2.2 路面开裂
沥青路面建成后, 不论其基层是柔性还是半刚性, 都会产生各种形式的裂缝, 它的危害在于从裂缝中不断进入水份使基层甚至路基软化, 导致路面承载能力下降, 加速路面破坏。
(1) 横向裂缝可分为荷载裂缝和非荷载性裂缝性两大类, 荷载型裂缝是由于汽车荷载的作用而产生的结构性破坏裂缝, 非荷载型裂缝是由于沥青面层温度变化而产生的低温收缩裂缝和温度疲劳裂缝。 (2) 纵向裂缝可分为两种情况:一种情况是由于路基压实不均, 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。 (3) 龟裂通常是由于路面整体强度不足, 基层软化, 稳定性不良等原因引起, 沥青路面老化变脆, 也会发展成网状裂缝, 一般多发生在行车道轮迹下。初期产生的裂缝对沥青路面的使用性能一般无明显影响, 但是随着表面水分的侵入, 使路面结构基层甚至路基软化, 致使路基, 路面强度降低, 承载力下降, 在大量行车作用下产生唧浆, 台阶、网裂, 加速沥青路面的破坏。
2.3 路面车辙
沥青路面的车辙问题也很重要, 车辙变形是行车载荷重复作用下, 路产生累积永久性的带状凹槽。车辙除了影响行车舒适外, 还对交通安全有直接影响, 在正常情况下, 车辙有三种类型:结构性车辙, 磨损性车辙、流动性车辙。 (1) 结构性车辙由于荷载的作用, 发生在沥青路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。 (2) 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, 磨损面也会形成车辙。
2.4 水损害
水损害破坏是沥青路面在水或冻融循环的条件下, 由于汽车轮动态荷载的作用, 进入路面空隙中的水不断产生动水压力或真空负压抽吸的反复循环作用, 水分逐渐渗入沥青与集料的界面上, 使沥青附性降低并逐渐丧失粘结力, 沥青膜从集料表面脱落 (剥离) , 沥青混合料出现掉粒, 松散断而形成沥青路面水损性中常见的坑槽, 水损害性坑槽是沥青路面早期破坏中常见的坑槽, 其形成过程可归纳如下: (1) 在开始阶段, 水分侵入沥青与集料的界面, 以水膜或水气的形式存在, 影响沥青与集料粘附性。 (2) 在反复荷载的作用下, 沥青膜与集料开始剥离。 (3) 渐渐地, 路面开始麻面, 松散, 掉粒。最后形成坑槽。
3 沥青路早期破坏的原因分析
3.1 开裂原因分析
荷载型裂缝产生原因。半刚性路面的结构性破坏裂缝主要是由于行车荷载引起的。在车轮荷载作用下, 半刚性基层的底部要产生拉应力, 当拉应力大于半刚性基层材料的抗拉强度时, 则半刚性基层的底部很快开裂, 在行车荷载的反复作用下, 底部的裂缝会逐渐扩展到上部, 使沥青面层也开裂破坏。产生荷载型裂缝的可能有多种情况如:路面结构设计不合理或厚度不足, 路面强度明显不能满足行车要求, 在行车反复作用下, 沥青路面很快碎裂;路面强度日趋不足, 路面回弹弯沉值逐渐增大, 满足不了交通量迅速增长和汽车载重量明显拉大的需要, 轮迹处沥青路面产生龟裂, 伴随纵向裂缝和形变;由于施工质量不好, 无机结合料稳定层拌和不均匀, 底部留有素土软弱夹层, 导致沥青面层产生块状裂缝。
荷载型裂缝在我区的一些中低级道路车行道中常见, 但就我区目前大多数高等级公路来说, 普遍采用半刚性基层, 有足够的强度, 因此荷载型裂缝并不是主要的相反沥青路面非荷载型裂缝普遍存在。
非荷载型裂缝产生原因。沥青面层上非荷载裂缝主要是温度裂缝。温度裂缝主要为横向裂缝, 有两种形式:一种是低温收缩裂缝, 在冬季气温骤降时, 沥青材料开始收缩, 当沥青面层中产生的收缩拉应力或拉应变超过沥青混合料的抗拉强度或极限拉应变时, 沥青面层就会开裂;另一种由于日夜温差大, 温度反复升降而导致温度应力疲劳, 使混合料的极限拉伸应力变小而产生的沥青面层疲劳开裂, 这一类温度裂缝包含了温度应力疲劳的因素在内, 因而称作温度疲劳裂缝。针对沥青面层低温收缩开裂问题, 究其原因:
(1) 沥青的品种和质量是影响沥青路面度开裂的主要原因。沥青混合料的低温劲度是决定是否开裂的最根本因素, 沥青劲度又是决定沥青混合料劲度的关键。在沥青性质指标中, 影响最大的是温度敏感性, 感温性大的沥青容易开裂。由于沥青在老化过程中轻质油分挥发、沥青氧化分解等, 老化越严惩劲度越大, 裂缝出现越早。沥青中的蜡使拉伸应变减小, 脆性增加, 温度敏感性变大, 横向裂缝容易发生。
(2) 沥青混合料的组成对沥青的开裂影响也很重要。在使用同一种高质量的沥青时, 沥青面层厚的比薄的横向裂缝率减少另外和矿料组成级配有一定关系, 但总的来说与路面横向裂率关系不是很密切。 (3) 基层材料的影响。半刚性基层热容量小, 与沥青表面层的附着粘结性能差, 尤其是本身收缩的附加影响, 故横向裂缝要多些。基层与面层的附着性能差, 将使面层有一定自由由缩变形的可能性, 混合料的应力松弛性能得不到充分发挥, 温度应力无法传递到基层中去, 在面层内部积聚, 容易产生开裂。
(4) 在气候因素方面, 极端最低温度、降温速率、低温持续时间、升温降温循环次数是影响沥青路面温缩裂缝的四大要素。对于反射裂缝通常认为是被覆盖路面的垂直位移和水平位移造成的。在结合较好的沥青面层下, 开裂板水平位移使得直接在裂缝上的面层内产生大的拉应力或拉应变, 由于在较低铺的沥青面层越薄, 反射裂缝形成得越早和越多。无论是反射裂缝不是对应裂缝, 其轻重程度均与沥青品质的好坏和新铺面层的厚薄有关。沥青品质不好时, 面层裂缝就发生得快且数量多。新铺沥青面越薄, 裂缝产生得越早、越多。
3.2 车辙的形成原因分析
道路交通条件。由于高等级公路的修建及交通管制趋于成熟, 车辆速度大大提高, 而且大量重车行驶在道路上, 交通量的增加, 重载车、超载车比例的提升, 路面破损现状有逐步加重的趋势。车辆荷载越来越集中地分布于道路轮迹带处, 引起交通渠化。轮载越重, 轮胎气压越大, 行驶速度越大, 交通渠化越严重, 则车辙就越容易产生。有研究统计表明:车辙的发展速度随荷载作用次数的增加而减小。但车辙深度随累计荷载作用次数的增加而增加, 以至道路丧失使用性能。
沥青混合料的组成对车辙的影响。沥青层材料在路面结构中厚度越大, 发生永久变形的变形量也愈大。采用刚性基层或半刚性基层材料的沥青路面, 由于具有较高的高温稳定性和抗剪变形能力, 所以这类路面发生车辙主要是沥青层产生的。
我国现有沥青路面设计规范中, 虽然对沥青混合料的配合比设计及厚度计算均作了较详细的规定。但在沥青混合料组成设计时所用的马歇尔试验, 其稳定度还难于说明沥青混合料的高温抗车辙能力, 更重要的是沥青混凝土的室内动稳定度与实际道路上的车槽深度之间的关系目前还缺乏相关资料。
国内外的许多研究结果表明, 中粒式混合料的抗车辙性能要比粗粒式的好, 这是因为太粗的集料在混合料中处于不稳定的状态, 在汽车轮胎的揉搓作用下反而容易变形和流动。许多工程的车辙断面也已经发现, 下面层尽管温度和荷载都小得多。流动变形往往却比较严重。
为了提高沥青混合料的嵌挤作用, 国际上公认采用间断级配的SMA能够取得良好的效果。SMA已经在我国得到了广泛的应用。试验表明, 空隙率对车辙的影响特别大。新的规范规定在一般的情况下的设计空隙率是3%-5%, 而在预计有可能产生车辙变形的路段, 空隙率宜适当加大到4%-6%范围内, 以减少沥青用量, 然后在施工时加强碾压, 将增大的1%空隙率压回去, 这就要求采用合理的碾压机工艺以提高压实度。集料的粗糙面棱角是十分重要的, 在集料中掺加过多的破碎砾石对抵抗车辙是不利的, 对天然砂的含量应该适当控制, 一般路段不宜超过矿料总量的20%, 对重交通及上坡路段, 天然砂不宜超过10%。当集料粘附性能不足时, 掺加消石灰是最有效的措施。掺加消石灰可以明显提高沥青混合料的稳定度。
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, 要消灭沥青路面早期破坏这一质量通病, 延长沥青路面的使用周期, 提高投资效益, 需要设计、施工、养护管理各方主体各负其责, 分头把关, 按照行业规范标准, 结合工程实际, 严格履行各自职能, 相信这一顽疾一定会得到根治。
沥青路面的早期破坏 篇2
探析沥青路面早期破坏原因与应对措施
随着公路与城市道路建设的高速发展,沥青路面以其本身特有的特点在道路工程中被广泛应用,在实际工程中沥青路面仍然存在有效服务时间普遍未能达到其设计使用年限在通车2~3年便出现了较为严重的早期破损现象,如开裂、松散、变形及泛油、翻浆等各种形式的路面破损.沥青路面的早期破损既影响交通运输的正常运行,又给养护单位造成巨大的`经济损失.本文研究和分析了沥青混凝土路面出现病害的原因并提出切实可行的处理病害的办法,有一定的工程实际参考价值.
作 者:朴盛国 作者单位:吉林省珲春路桥工程有限责任公司,吉林,珲春,133300 刊 名:中国科技博览 英文刊名:ZHONGGUO BAOZHUANG KEJI BOLAN 年,卷(期): “”(10) 分类号:U416.217 关键词:公路 城市道路 沥青路面 破坏 措施
沥青路面的破坏因素及完善施工 篇3
关键词:沥青;路面;破坏;维护;探析
一、沥青路面破坏的成因 1、裂缝类
道路由于进入使用阶段后,在车辆荷载长期反复作用下,沥青结构层底面产生的拉应力超过材料的疲劳强度,底面便发生开裂,并逐渐扩展到表面而形成。有时道路拓宽,基层的半幅施工,局部基层存在缺陷,过分缩短工期等原因也会造成路面裂缝。裂缝类病害根据开裂的程度及类型分为:横缝、纵缝、网裂和龟裂等。
2、当面层材料配合比不当,沥青自然老化或施工质量差,结合料含量少或粘结力不足易造成路面松散,按其类型可分为坑槽、麻面、啃边等。坑槽是路表面松散材料散失后形成的凹坑。
3、麻面是沥青面层嵌缝料散失、路面不密,出现粗表麻面甚至出现渗水现象。沥青路面施工时油石比偏小,拌和、摊铺不均匀,局部粗骨料偏多,骨料空隙中无中细料填充以及沥青自然老化剥落等原因均易形成麻面现象。4、变形
道路进入使用阶段后,尤其是进入设计年限的中后期,路面结构层已不具备足够的强度来抵抗轮载的压应力,从而是路面在轮载作用下产生变形。常见的有沉陷、车辙、搓板、拥包等。沉陷是路面在荷载作用下,其表面产生的较大的凹陷变形,有时凹陷两侧伴有隆起现象。其成因主要是道路在使用阶段由于路基水文条件差而湿软,不能承受通过路面传给路基的轮载应力,产生较大的竖直变形,最终导致路面沉陷。5、人员因素
这一类问题涉及的范围比较广泛,比如许多国家标准,与当前的道路状况形势不相适应;当前许多人道德素质下滑,致使道路施工监理不达标,严重的甚至偷工减料、以次充好。沥青路面工程质量缺少保证,一些细节问题迟迟得不到合理有效解决。
6、其他类
常见的路面病害除了裂缝类、松散类、变形类外还有泛油、翻浆等病害。泛油是由于沥青混合料含油量偏高,在高温季节,路面呈现发亮镜面现象。
二、沥青路面的维护措施
1、预防性维护
维护决策是路面管理的核心内容,维护维修方案的合理与否,直接影响到路面的使用性能。预防性维护是针对道路尚未出现严重的破坏,一般是在道路投入 5~7 年后进行,其维护的目的是改善和恢复路面表面功能,防止病害的进一步恶化。采取有效的预防性维护措施不但可以提高道路的使用品质,而且还具有良好的经济效益,大大延长道路使用年限。
接缝处必须充分注意,尤其是在和前期沥青路面接触部位的施工缝。接触部位沥青混合料一定是人工筛选的细料,经质检人员验收合格,方可进行其余连续的沥青路面工程作业。对于纵向施工缝,应该尽量想法减少,道路边缘部分尽量与路基整体一次碾压成型,从施工时就做好路面破坏的预防。
另外应该加强日常的修复保养工作,根据具体情况来采取合理有效的
措施,保证路面尽可能少的承受水的侵蚀。
2、纵横缝的处理技术 纵、横缝在路面病害中所占比重较大,一般纵、横缝的处理有以下两种方法:一是冷补灌缝,最宽可填补12mm 的裂缝。施工方法简单,在常温下即可进行。二是热补灌縫,无论缝宽还是缝细首先对原缝进行扩缝,将缝宽扩致1cm 左右,然后用吹风机清除缝中灰尘等杂物,再用具有流动性的热沥青依靠灌缝机缓慢依次地向缝中灌注,直至缝中饱满为止,最后待沥青冷却后清除缝表面多余沥青即可。3、龟网裂的处理技术
龟网裂在裂缝类病害中属于严重情形,如不及时处理或处理不当,将直接影响道路的使用寿命,此类病害的处理方法通常分两个阶段进行处理:第一阶段即龟、网裂出现的初期,此类病害一般进行薄层罩面处理,即对病害部位清扫干净后喷洒乳化沥青,待破乳后撒铺米砂。第二阶段路面病害由网裂演变为龟裂,则应进行挖补处理,即对原路面病害部位的结构层进行铣刨,然后再按原路面相应结构层次进行恢复。4、松散类维修处理技术 路面坑塘一般直接影响到道路行车安全,对坑塘的修补应及时,一是冷补料修补,修补时不受天气、温度、坑槽大小、数量的限制。二是沥青混凝土修补,修补时受天气、温度、坑槽大小、数量限制,适宜修补数量多、面积大的坑塘。三是沥青下灌修补。麻面的处理:一是当麻面面积较小时一般做一层1cm 的薄层罩面;二是当麻面面积较大时通常是铣掉上面层,喷洒粘层油后重新加铺沥青混凝土面层。三是做1cm 厚的稀浆封层,能防止麻面处沥青老化、油质损失、细料基层失落,混合料脆裂等。
啃边的处理技术,一是用粒料加固路肩,使路肩平整坚实。二是可以适当加宽路面或路面基层,并设置路缘石。
5、变形类维修处理技术
沉陷这种病害多见于低等级的县乡道,对于路面沉陷往往采取挖补维修,开挖后用水稳碎石恢复基层后再铺筑面层。对于桥头沉陷,由于桥头往往都是高填土地段。车辙的处理方法往往是铣刨至路面基层,铺筑一层与原路面基层等厚的水稳碎石,最后铺上沥青面层,周围接茬处要烙平密合、碾压密实。三、道路维护中的注意事项
1、加强政策管理
严肃对待路政管理工作、严格执法,严格按照相关规定处理各种问题。严格控制运输车辆的超限超载问题。保证多个部门跨地区联动治理超限运输提供条件。对路政巡查投入更多的精力,严格制定相关的处罚措施,充分利用法律法规。
2、提高对公路养护的重视
随着交通的不断发展,相关的部门也对公路建设集中投入大量资金。但是道路的养护工作建设则达不到要求。对道路的养护不够重视。致使公路、桥梁出现问题之后得不到及时修复维护,从而使问题越来越大,如此往复形成了一个恶性循环。
3、提高施工质量
严肃对待施工问题,要对搅拌等步骤严加监理,按标准要求对材料进行搭配混合。控制好温度、时间间隔,以及搅拌的质量问题。合理的按照要求来选择设备,对施工现场严加管理监控,保证沥青混合料摊铺工作的质量。
结语
在沥青混凝土路面维护施工中,我们需要采取积极有效的措施,不断利用新技术、新材料来提高施工质量,延长路面的使用寿命。
参考文献:
[1]付丽琴.京秦高速高速公路沥青路面病害及维护措施研究[D].河北工业大学,2006.
[2]白日华.沥青路面病害检测与维护决策研究[D].吉林大学,2013.
浅谈高速公路沥青路面的早期破坏 篇4
高速公路沥青路面早期损坏是社会热议的交通基础设施质量问题。我国有些高速公路建成通车后几年内就出现影响行车安全的问题,需要进行大修,而国外沥青路面设计使用年限一般为20年、30年到40年,有的国家甚至提出沥青路面是永久性路面,到使用年限了,只需要在表层铣刨加铺一层沥青就可以接着使用。国外也有设计年限短的,例如日本的沥青路面设计使用年限为10年,但一般都已经使用二三十年以上,若干年维修一次表面就行了。那么为什么我国高速公路沥青路面早期损坏如此严重呢?笔者认为引起沥青路面早期损坏的原因很复杂,不能简单地归结为某一种原因,因为每条路的具体情况不一样,有个别的原因,也有共性的原因,归结起来有车辆严重超限超载、设计、管理、施工等方面的问题。
2 沥青路面早期损坏的原因
2.1 车辆严重超限超载
目前车辆超限超载被称为损害路面的“第一杀手”。据测算,车辆超限超载对路面的影响呈指数级增长,公路超限超载运输车辆的大量出现大大降低了原有设计的使用寿命。
2.2 设计技术
我国的路面结构是造成路面早期损坏的原因之一。目前,我国的高速公路路面结构基本上是半刚性基层的结构,该结构造价相对较低,而半刚性基层结构适用中、低等级路面,用在高速公路上有很多弊病,半刚性基层容易开裂,反射到表面,路面进水后,由于基层强度大,很致密,水很难排出去,容易造成路面界面条件和受力状态的变化。而国外的高速公路重交通路面大多采用柔性结构,柔性结构沥青用量较大,造价相对较高,但这种结构就很少出现路面早期损坏的现象。
沥青路面早期损坏与路面结构设计不合理也有很大关系。从现有沥青路面结构早期损坏情况看,沥青路面结构设计方面存在一定的不合理性,很多地区尽管沥青路面早期破坏的现象和特征不尽相同,但对于水损坏、车辙等与路面结构设计密切相关的早期损坏也普遍存在。我国现行沥青路面结构设计存在的一些问题:
(1)设计指标唯一。尽管沥青路面结构设计中包含弯沉和弯拉应力验算指标,但实际在沥青路面结构设计中,弯沉成为路面结构设计的唯一指标。
(2)设计指标不可控制。设计指标应该是路面结构可能产生损坏的控制指标,但弯沉指标无法与多种破坏类型和破坏标准相统一、协调。
(3)理论验算假定条件不准确。按照现有公路沥青路面设计规范,在进行沥青路面结构弯拉应力验算时,假定层间接触条件是连续接触,在这种条件下进行应力验算,半刚性基层顶面的沥青面层处于受压状态,所以沥青面层不会发生弯拉疲劳破坏。实际上很难做到沥青层与半刚性基层连续。
(4)对其他路面结构形式限制。由于沥青路面弯沉设计指标的存在和指标标准的不断提高,在国外大量成功应用的柔性基层沥青路面结构在我国无法得到应用,尽管规范中也列出了柔性基层的结构形式,实际上从设计指标本身就已经决定了柔性结构不可能应用。
(5)弯沉回归公式不可随意外延。1978年柔性路面设计规范中的弯沉公式是现行公路沥青路面设计规范的基础,现在路面结构形式以及交通荷载情况与30年前有很大的不同,决定路面设计的关键指标弯沉公式多年来虽几经修正,但其对现有交通条件路面结构形式仍有其不适应性。
(6)路面材料设计参数与实际路用性能缺乏关联性。路面材料在实际使用过程,其室内性能与路用性能之间的关系并没有很好的相关性。路面结构设计过程中,一般仅通过取规范推荐的材料参数中值的简单办法进行设计,设计模型与沥青路面早期损坏模式没有较好的相关关系。
沥青路面设计技术问题十分复杂,设计中所采用的理论模型、参数乃至计算结果都需要有经验的修正,目前,我国在设计技术方面的认识和经验还不足,特别是针对不同地质、不同水文气候条件下的沥青路面设计理论和施工技术还在深入研究、探索总结阶段。
2.3 工程管理
近几年,我国公路建设规模大、发展快,总里程现在已经跃居世界第二,但在发展的过程中,也出现了一些不好的现象,一些地区盲目攀比,不按科学规律办事,过分地追求高速度,不科学地缩短工期,特别是个别地区盲目赶工、抢工,违背客观规律,搞所谓的“政绩工程”、“形象工程”,不遵循合理的工期施工,带来工程隐患;一些施工单位偷工减料,施工控制不严,管理不规范,严重影响了工程质量。由于盲目追求速度,一些技术方面的问题就不能及时处理到位,例如软土层的处理问题,国外的经验普遍是提前几年先修路基,运行几年后让其自然下沉,然后再修基层和面层,这样路基和路面就比较稳定了。而一些地区由于片面追求速度,就没时间解决这些问题。
2.4 工程施工
(1)施工当中存在一些工艺和程序问题。路面离析和不均匀严重,这样容易造成局部渗水,使路面出现病害。
(2)施工中压实不足也是重要原因。由于片面追求平整度,不能在温度较高的时候及时压实,不敢采用轮胎压路机,这样就造成了路面表层看起来很平整,通车不久就很快衰减。
(3)在施工中,施工污染也是造成路面早期损坏的重要原因。沥青面层一般分为三层,施工中把路面底层弄脏了,造成了层与层之间形成不了一个有机的整体,将"三合板"变成了"三层板"。国外通常几层路面铺装连续施工在一年内完成,可我国一些路的路面工程往往是跨年度的,下层与中面层污染,中面层与表面层污染,必然会造成路面病害。
(4)在中央隔离带上搞绿化,而隔离带表面又不是封闭的,绿化就要浇水,这些水很容易渗入路基,对路面造成损害。归根结底,由工程施工造成的路面早期损坏,大部分与水损坏有关。
3 对策及措施
3.1 超载及工程管理
针对沥青路面早期损坏,我国有关部门已加大力度严格限制车辆超载超限,并取得了显著成效。从后期使用方面努力减少路面的早期损坏,延长使用寿命。另外,在工程管理方面,要严杀大搞“政绩工程”、“形象工程”之风,政府部门在工程管理上进行宏观控制,工程管理部门按科学规律办事,合理、科学地安排工期,施工部门遵循合理的工期施工,确保工程施工质量。
3.2 工程设计
我国应该引进一些先进的路面结构技术,提高设计控制指标的可控性和适应性,提高路面材料设计参数与实际路用性能的关联性,逐步采用柔性基层结构路面,虽然一次性投入相对大一点,但这样可以减少大修费用。有时大修几次的费用远超过修一条路的费用。高速公路建设和运营管理要有总成本的概念,我们应改变目前路面结构型式单一的状况,根据具体情况选择合理的路面结构,发展使用柔性基层和组合基层路面结构,完善半刚性路面结构,以达到减少路面早期损坏的发生。
3.3 工程施工
高速公路沥青路面表面层受雨水和车轮辗压的作用,容易出现表面层松散、坑洞、拥包、纵横向裂缝以及雨水沿缝下渗形成的啃边、局部沉陷、翻浆等现象。这些病害基本上都与水有关。那么在工程施工过程中防止水损坏成为减少路面早期损坏的重点。
(1)把好施工质量
沥青混凝土施工质量的好坏是防止或减少沥青路面出现水害的重要因素。目前,高速公路的沥青路面多为三层摊铺。多雨地区,下两层应为Ⅰ型沥青混凝土,减少其空隙率;面层可为Ⅱ型沥青混凝土或抗滑表层,增大其透水性,改善雨天行车条件。在保证沥青混凝土强度及高温稳定性的同时,必须足够重视沥青混凝土的水稳定性及沥青与碎石的粘附性能,粘附性能最好能达到5级。
碎石质量的好坏是保证沥青混凝土质量的关键。目前,我国公路沥青路面用的碎石大多是从市场采购的,达不到碎石“专项专用”的要求。碎石质量无法保证,级配不佳,针片状含量超标,是导致沥青混凝土品质不稳定及空隙增大的主要原因。沥青路面用的碎石必须统一集中生产,采用先进的生产工艺,严格筛分,不合格的碎石绝不用于沥青路面施工。
(2)做好下封层设计施工
下封层是多雨地区防止沥青路面渗水病害的最主要的措施,下封层质量不好,引起路面水下渗。即使路面质量好,短期不出现水损害,但路面的耐久性将大大缩短。在有些设计中多雨地区沥青路面只设计了沥青透层,而没有设计下封层;而有的设计了下封层,施工时却为透层。由于我国高速公路大多采用二灰(水泥)稳定碎石基层,基层顶面往往存积粉尘,很难清扫干净至完全露出碎石,沥青透层可以渗入碎石的间隙,但在粉尘上无法牢固粘结,施工车辆行驶时会出现起皮和卷带,致使透层不完整,起不到防水作用。
多雨地区基层顶面必须设计下封层,下封层的形式应综合考虑基层的材料和施工工艺情况,确保下封层有效防水。中央分隔带的防水封层应与下封层同时施工,使封层覆盖路基全断面,施工时应将中央分隔带内多余松散的底基层和基层予以清除。
(3)提高沥青混合料的水稳定性
为了满足表面层抗滑性能对集料质量的要求,有些地区不得不采用与沥青粘附性能不好的酸性集料,致使沥青混合料的抗水损能力严重不足。有的即使采用了抗剥落剂,但质量甚差,尤其是许多胺类抗剥落剂,一般在温度100℃以上就会遇热分解、挥发,在拌和、贮存、运输、铺筑过程中都在分解,使用效果不好,导致水损害破坏。为此建议采用与沥青粘附性不好的酸性集料时,首先应考虑采用消石灰作为改善粘附性的措施。如果采用抗剥落剂,必须使用确实长期有效的抗剥落剂。
(4)加强沥青层与沥青层之间的粘结
许多工程的施工顺序不当,各层之间施工间隔太长,甚至在沥青面层铺筑过程中或铺筑后,再开挖中央分隔带,埋设管道,挖出的土污染了沥青面层;有的甚至不洒粘层油,尘土影响了上下层的粘结力,施工规范对粘层油的规定要求不严格也是缺陷之一。为此建议强化施工计划安排,所有开挖埋设、绿化等工序应在基层施工过程中同步完成,最后铺筑沥青面层,严格禁止在沥青面层铺筑过程中或铺筑后将挖出的土堆放在沥青层上造成污染。
(5)提高压实标准,增加现场空隙率指数
确保沥青混凝土的压实度在98%以上,现场空隙率小于8%。
4 结束语
甘州区沥青路面早期破坏分析 篇5
【关键词】沥青路面;破坏;预防
【中图分类号】U416.217 【文献标识码】A 【文章编号】1672—5158(2012)08—0170-02
1.前言
沥青路面的早期破损是指:沥青路面在设计寿命期(一般10-15年)前1/4至1/3期间内,所发生的过早的各种形式的路面破坏。本文针对沥青路面早期破坏这一质量通病做一浅显探讨,着重从设计、施工、养护等方面提出预防沥青路面早期破坏的方法,希望能够对广大公路建设养护工作者有益。
2.沥青路面的破坏形式
沥青路面的损坏可分为4大类:裂缝类、变形类、松散类、其它类。
各类损坏又可进一步为分11种损坏现象:横向裂缝、纵向裂缝、块状裂缝、龟裂、车辙、波浪拥包、沉陷、泛油、松散、坑槽、修补。
3.沥青路面破坏原因
3.1 开裂
路面及基层开裂主要是由行车荷载引起的。路面设计厚度不足,设计或施工强度不足,对交通量增长、交通类型预测不足,地下、地表水渗入破坏等原因引起基层底部不能承受车辆荷载作用下的拉应力,导致基层开裂,并向上扩展使沥青面层破坏。
沥青面层表面还会因温度原因产生裂缝,这是非荷载原因引起的。甘州区地下水丰富的地区,冬季冻胀是非常严重的。
3.2 车辙
混合料配合比、气温、交通量、轴载、轮胎气压等都是形成车辙的重要因素。
3.3 水损害
基层及下承层的水损害往往是伴随低温冻胀、季节循环同时产生,沥青面层的水损害常以软化和剥落的形式出现。
3.4 平整度
设计中面层骨料级配、骨料耐磨性、沥青耐老化等性能随时问退化,影响路面表面功能。施工和養护修补的平整度也是沥青路面的破坏影响因素。
4.预防沥青路面早期病害的措施
4.1 结合实际,精心设计
设计质量是工程质量的基础和前提,设计中一定从实际出发,针对夏热冬寒气候特点,从地表和地下水文、地质、材料、交通量、载重等方面进行认真调查,应综合各种因素,选择各种路面结构、各种材料、多种配合比、不同结构层厚进行试验、研究、比选、必要时应铺试验路。
设计中应注意以下问题:
(1)精心选择路面各结构层的类型,确定各层的合理层位与合理的厚度范围
①面层。沥青混凝土路面的沥青面层是保证行驶质量、使用性能的关键层次。沥青面层要求致密、防水、平整、抗滑、裂缝少、车辙轻。为满足上述各方面的性能要求,应精心选择面层沥青混合料。通常认为密实型沥青混凝土混合料最宜用于表面层。它的空隙率一般为3%-5%。在这个最佳范围内可以防止水害及冻害。②基层。基层是路面结构的承重结构,在路面结构整体刚度中起主要作用。刚性基层、半刚性基层、柔性基层三者之间的选择主要是根据交通荷重的轻重决定。③垫层结构。垫层结构位于基层(底基层)之下,是专门为某一功能要求而设置的结构层,因此垫层结构的材料和结构层厚度选择主要应满足其特定的功能要求,如补强、防水、防冻等。本地区垫层以级配砂砾、碎砾石为主。④层间结合。路面结构各层之间结合紧密,不产生层间滑动或松散而丧失整体性。透层沥青、粘层沥青、下封层沥青的材料规格与用量,应根据地区特点、施工季节和结构类型不同,按《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF40-2004)的要求选定。
(2)正确确定路面结构设计参数
(3)合理进行各层材料组合设计
在完成结构组合设计和厚度设计之后,结构层材料组成设计是确保路面结构层各项性能指标是否能达到规定要求的重要步骤。沥青面层材料组成设计是路面设计的重要组成部分。
沥青面层材料组成设计包括沥青和集料的选择、级配类型的选择、沥青用量的确定和混合料各项性能的试验与评定。
根据《公路自然区划标准》和甘州区实际,沥青应选择90号A级(高等级公路)或B级(二级及以下)道路石油沥青,浅山区可选择110号A级或B级道路石油沥青。
(4)加强沥青路面的防排水设计
(5)加强压实、减少空隙率
为了尽可能提高沥青混凝土面层的不透水性,完全有必要提高沥青面层的压实度,建议表面层的压实度不小于98%,中面层和底面层压实度不小于97%。除此之外,还应增加现场空隙率的指标要求,建议表面层现场空隙率≤5%,中面层或底面层空隙度≤ 7%。
4.2 严格施工质量管理
沥青路面质量的好坏,除结构设计、材料组合外,主要取决于施工。通常说,工程质量是施工做出来的,所以施工对工程质量起保证作用。结合近几年的工程建设中发现的问题,认为抓好以下工作是搞好工程质量的关键。其主要就是加强原材料的检验工作、加强沥青混合料材料配比的控制、施工前设备检查、铺筑试验路段、加强舡过程中的质量管理与检查。
4.3 引进开发新技术、新工艺、新设备
国际、国内为了防治沥青路面的早期破坏,从材料、工艺、设备进行多年的研究开发,有不少防治沥青路面病害的新技术、新工艺、新设备。我省近年来也借鉴发达地区经验的基础上也引进开发一些防治沥青路面早期破坏新技术、新工艺、新设备。这些新技术、新工艺、新设备的应用必将对防治沥青路面早期破坏起到作用。例如:SMA的发展与应用、改性沥青的应用。
4.4 全面质量管理,建养并重
要预防沥青路面早期病害,必须从业主,到设计、施工、监理、养护,各个环节重视质量;严格按标准、规范、规程办事,把好材料、工艺各环节;严格各个检查、试验、监理、监督环节;采用有效的设备、机械;精心设计、精心施工。不合格材料、不入场;不合格设备,机械不使用;不合要求的工艺,不开工;不应该施工的时间,不作业。要进行充分调研,进行必要试验,安排一定试验路,不断总结经验,指导生产。
5.结语
公路工程质量因其工程的特殊性,受影响的因素很多,本地区冬、夏温差较大,部分地区地下水位极高,增加了工程建设养护的复杂性。本文就沥青路面的早期破坏的预防措施结合本地区特点浅谈了几点看法,希望能对今后的沥青路面建设养护有所帮助。
参考文献
[1]中华人民共和国行业标准,公路沥青路面施工技术规范(JTGF40-2004)
沥青路面的早期破坏 篇6
按照现行的《公路养护技术规范》的规定, 根据破损的外表形态, 沥青路面的破损可分为裂缝类 (含龟裂、不规则裂、横裂、纵裂等) 、松散类 (含坑槽、啃边、脱皮、麻面等) 、变形类 (含沉陷、车辙、波浪、拥包等) 及其它类 (翻浆、泛油、修补损坏等) 4大类。各种路面破损所包含的内容及状态如下:
1.1 裂缝类
1.1.1 轻微裂缝。
该裂缝多属局部裂缝, 一般是在路面使用3-5年后发生的, 其表现是细线状裂缝。裂缝的形状有以下两种: (1) 发状或条状:不需要放大即发现的路面条状裂缝。沥青面层较薄时将成为贯穿裂缝;面层较厚时, 沿不贯通。 (2) 发射裂缝:由于基层物理性开裂, 反映至沥青面层而呈现出的条状裂缝 (又称反射裂缝) 。
1.1.2 严重裂缝分为龟裂、网裂和纵横裂。
网裂是指路面由于压实不足、路基下沉等原因产生的小网格式的、成块的、不规则破碎性的网状裂缝, 由于其形状类似于乌龟贝壳, 故俗称为龟裂;网裂是指不规则的大网格式片网状裂缝, 裂缝间距大小相近, 形状和尺寸上都有别于龟裂。纵横裂是指顺路方向出现在行车道的纵向长条裂缝, 或横断方向有规则的裂缝。其中横向裂缝通常在温差变化较大地区发生。夏季完好的路面到了冬季会由于路面温度收缩, 产生纵向近似间距的横向裂缝。横向裂缝翼板贯穿整个路面宽度, 纵向间距为5-30m不等。纵向裂缝通常以单挑裂缝出现。
1.2 松散类
1.2.1 麻面:
沥青混合料的结合料大部分磨失, 成片地出现过度的粗糙段。
1.2.2 松散:
沥青路面由于结合料散失或脱落, 集料间失去粘结力而出现松散。
1.2.3 坑槽分为轻微坑槽和严重坑槽。
轻微坑槽是指面层集料局部脱落而产生的路面洞穴或小坑槽;严重坑槽是指坑槽连片或者由小坑槽破损连成大而深的洞穴或坑槽。
1.2.4 啃边:
路面边缘呈不整齐的破碎损坏。
1.2.5 脱皮:
路面上下层脱离, 大块脱落。
1.3 变形类
1.3.1 搓板:
路面表面产生等距离的纵向凹凸, 形似洗衣搓板状。
1.3.2 波浪:
波浪是沿路面纵向形成的一种波长较短、振幅较大的凹凸现象, 其波峰、波谷的距离和起落差均大于搓板。
1.3.3 沉陷:
包括局部沉陷和沉陷。局部下陷是指路面局部产生小面积的下陷变形;沉陷又包括塌陷和桥头跳车造成的塌陷, 沉陷是指路面较大面积的下陷变形, 而桥头跳车造成的塌陷常发生在桥梁或涵洞等构造物与路面交接的部位, 一般是由于路面材料压实不均匀。或桥梁两端路基沉陷, 路面与构造物间形成一定程度的高差而造成的行车颠跳。
1.3.4 车辙:
车辙是在道路横断面由于车辆轮胎重复行驶久而久之产生的一种路面横向凹凸沉陷的现象。
1.3.5 拥包:
因局部泛油处理不当或成块的油污结成面积不大的包状物。
1.4 其它类型
1.4.1 泛油:
出现泛油的原因一是沥青材料质量差, 软化点低二是沥青路面用量过多, 未严格按照设计沥青用量施工, 在高温季节沥青在行车作用下被挤出表面而形成油层。
1.4.2 翻浆:
路面表面鼓起以致破裂, 从裂缝中冒出泥浆的现象。
1.4.3 发软:
路面整体失去稳定, 行车时出现弹簧状。
1.4.4 修补:
在路面养护作业中若修补不彻底, 也会形成破损。修补后的路面由于与原路面存在结构差异而衔接不良, 修补不良往往还会影响路面的平整度。
1.4.5 磨光:
沥青路面表面磨成光滑面, 其摩擦系数已经达到最小极限值。
2 质量控制
造成沥青路面破损最主要的几个因素是:沥青混合料、路面设计施工以及交通气候条件, 但是交通气候条件是客观存在的, 因此沥青路面破损防治主要从路面设计、沥青混合料和施工这三个方面来控制。
2.1 路面结构设计要合理
要保证沥青的压实度, 应在设计时尽最大可能减薄沥青的面层厚度, 要减薄沥青面层厚度应考虑以下四方面的因素。第一是半刚性基层沥青路面结构的承载力可由半刚性基层和底基层来承担, 不需要较厚沥青面层来提高承载力。第二是使用优质沥青来提高沥青路面使用性能, 就不需要厚的沥青面层。第三是沥青面层的裂缝在正常施工情况下, 大部分是沥青面层本身的温缩而形成的裂缝。第四是一般来说沥青面层较厚容易产生车辙现象。另外还应加强沥青路面防水设计, 选用合理的基层和底基层结构。
2.2 严格控制沥青混合料的质量
选取的沥青的原则是: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;在有条件的情况下, 可以在沥青中掺加各种类型的改性剂, 以提高基性能指标。集料骨料的选用原则是:石质坚硬、耐磨性强、表面粗糙、与沥青粘附性能好、嵌挤作用好的集料。如果选用的骨料呈酸性时, 应添加一定数量的石灰粉或者抗剥落剂, 确保混合料的抗剥落性能, 同时要尽量降低骨料的含水量。混合料配合比设计, 实际上是在各种路用性能之间取最优化设计或者说是搞平衡, 根据实际的气候条件和交通情况做具体分析, 尽最大可能的互相兼顾。
2.3 严格控制施工质量
施工质量控制不严, 破损就会出现。因此沥青路面施工必须按施工规范的要求, 对工序的质量要进行严格的检查和控制, 以保证其达到质量标准, 具体要抓好以下几方面:
2.3.1 控制沥青混合料的拌和质量的控制。
拌和应采用搅拌设备集中进行搅拌, 尽可能使用间歇式搅拌设备。合理正确的确定拌和时间, 一般细集料的拌和时间较长, 搅拌时间越长, 均匀性越好, 但不能过长, 搅拌时间的长度和搅拌器的充盈率有关。在集料选择是也要考虑沥青的含量和混合料的骨料级配。
2.3.2 混合料的质量检查。
检查混合料主要有以下几点:混合料的出厂温度;控制离心过程中的狂吠流失;控制混合料中残余含水率:加强密度和马歇尔试验的抽检频率, 马歇尔稳定性和流值试验, 按照规范要求进行比较。同步进行密度测取, 作为压实度的参考值。
2.3.3 沥青混合料的运输。
沥青混合料宜采用载重量20t以上的大型自卸车运输, 车厢必须干净;在车底要涂抹一层洗涤水, 以防止混合料的粘附, 但不能使用油水混合物。运输能力应大于拌和能力和摊铺速度。混合料运输过程中车辆必须覆盖, 防止运输过程中温度下降和空气中尘土以及其他附着物的污染。
2.3.4 提高面层摊铺质量。
在摊铺前应先对下面层的污染物 (砂浆、机油等) 进行彻底的清理, 需要压实的必须压实;在摊铺前还应对烫平板进行加热, 施工现场的运料车应不少于5辆, 才可以开始摊铺;摊铺过程中, 沥青混合料必须的缓慢、均匀、连续不间断的, 不准随意变换摊铺速度或者中途停顿;为防止离析, 在摊铺过程中不许收斗;摊铺完成要用切割机进行横缝的切割, 应采用平接缝, 并在新茬口上涂刷乳化沥青。
2.3.5 沥青混合料的碾压。
在整个碾压过程中应保持喷水, 控制含水量, 防止混合料温度的过快下降;碾压中不在未成型的路面上转向、掉头、停车, 在成型的路段上行驶要关闭振动。应根据不同类型的沥青决定碾压的时间和压实的功率。
3 结束语
在施工开始阶段, 就应该从设计, 施工等方面, 根据施工的实际情况, 严格按照规范和施工要求进行摊铺、压实、养护, 最大程度的减少破坏路面的出现, 以此来提高公路沥青路面的寿命, 更好的为经济建设和社会发展服务。
摘要:本文通过对公路沥青路面常见的四大破坏类型的介绍, 较为详细的解释了各种破坏类型的具体名称和分类及其详细的形状规则, 并通过施工过程阐述, 重点介绍了各个破坏类型的质量控制和施工控制。
关键词:公路沥青路,破坏类型,施工质量控制
参考文献
[1]《浅谈高速公路沥青路面施工控制》.
[2]《公路沥青路面施工技术规范》.
[3]《沥青路面破坏类型与防治分析》.
沥青路面的早期破坏 篇7
所谓沥青路面水破坏,是指沥青路面在有孔隙水的工作条件下,由于交通动荷载和温湿胀缩的反复作用,进入路面孔隙的水不断产生动水压力或真空负压抽吸的循环作用,致使水分逐渐侵入沥青与集料的界面,造成沥青膜从集料表面剥落、沥青混合料内部逐渐丧失粘结力、路面结构使用性能下降,并伴随麻面、松散、掉粒、坑洞或唧浆、网裂、辙槽等病害发生,同时诱发其他路面病害的损坏现象。
1 水对沥青路面的破坏原因分析
1.1 设计方面的分析
(1)孔隙率的大小是水对沥青路面破坏的重要因素。在我国一些工程为了考虑沥青路面的抗滑性能,保证路面行车有一定的构造深度,混合料设计空隙率较大,这样路面水就容易侵入路面混合料内部,在交通动荷载和温湿胀缩的反复作用下,进入路面孔隙的水不断产生动水压力或真空负压抽吸的循环作用,致使水分逐渐侵入沥青与集料的界面,造成沥青膜从集料表面剥落、沥青混合料内部逐渐丧失粘结力、路面结构使用性能下降,从而使沥青路面遭到破坏。
(2)沥青路面结构层中防水层的设计对于防水来说是至关重要的,然而设计防水层却没有得到有些设计人员的足够重视。
(3)为防止沥青路面因水而引发早期破坏,要求路面必须有较好的排水性能,为此,路面排水设计应成为路面设计中的重要内容。然而目前很多正建公路路面设计一般不考虑路面结构层内部的排水问题,相反只设计了埋置式路缘石、砌筑式路肩、浆砌挡墙等,阻碍了渗入路面内部的水排出。
1.2 材料方面的分析
防水性能主要是考虑沥青与集料的粘附性能、粘结力大小。沥青与集料的粘附性主要受自身性质的影响。如沥青与矿料的化学成分,沥青与矿料表面的界面张力,沥青的粘性,矿料的空隙率,矿料的含水量和含泥量等。研究表明,若粘附性不足4级以上,沥青膜容易脱离,造成路面水损害。
1.3 施工方面的分析
路面压实不足,孔隙率加大;沥青混合料离析导致路面局部压实不均匀;拌和厂离施工现场较远,运距过长,运输途中沥青混合料热量损失较大,运至现场后温度不能满足铺筑要求;为保工程进度,低温施工或拌和过程中油温过高致使沥青老化;这都为水的渗入提供了条件。
1.4 养护与管理方面的分析
路面早期养护措施不及时、不完善等也是沥青路面产生早期破坏的原因。
2 水对沥青路面破坏的防治措施
2.1 设计方面
(1)
严格控制路面沥青混合料的设计空隙率应小于5%。提高压实度标准;而且在提高压实度标准的同时,增设现场空隙率作为施工的控制指标。
(2)设置沥青面层防水层。
在沥青面层结构组合设计中,应将其中一层按密级配(不透水层)要求来考虑,或专门设置一层隔水层来防水,以减少面层渗水。
(3)设置沥青下封层。
为防止面层渗水滞留在基层表面,使基层表面软化,宜在干净的基层表面上设置一层沥青薄膜下封层,一方面减少基层直接受到水的冲刷,另一方面形成一个光滑的界面,以利于渗入基层的水的排除。
(4)搞好硬路肩排水设计。
设置平路缘石,硬路肩下设置垫层或横向盲沟,将路面结构内的水通过路肩排水引出路基之外。
(5)软地基与高填土路基的横坡排水设计。
由于路基沉降作用,随着时间的推移,路面也会沉陷,横坡减小,严重时会出现平坡甚至倒坡现象,因此可在设计规范的基础上增加0.5%~1%的预拱度,以抵消路面横向联合坡度的损失,保证路面水能够顺利地向外排泄。
(6)中央分隔带的排水设计。
当有中央分隔带时,同样也应考虑沿界面水的排出,弯道处的中央分隔带应设置纵向排水沟,既排路表水,又排下渗水。
2.2 材料方面
(1)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)集料的选用。
骨料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好与沥青粘附性能好的集料。如果骨料呈酸性则应添加一定数量的抗剥落剂或石灰粉,确保混合料的抗剥落性能,同时应尽量降低骨料的含水量。
(3)外加剂的选择。
对于属性不同的集料,必须使用不同的抗剥落剂,普遍使用的抗剥落剂主要包括化学外加剂、石灰外加剂及水泥外加剂。
2.3 施工方面
(1)严格控制沥青混合料的拌和质量,拌和过程中发现“糊料”或“离析”等异常情况应立即进行处理;加大马歇尔试验频率,严格控制沥青混合料的油石比、稳定度、流值等指标,必要时对混合料进行特殊配合比设计。
(2)保证基层顶面粗糙度。改善基层材料级配,增加粗骨料,提高大中粒径集料含量;控制最佳含水量,改进碾压方法,避免过振过湿,不能使基层顶面形成灰浆硬壳,不能用细料进行压实后找平。
(3)合理洒布透层油、粘层油。在进行各层铺筑前,必须保持顶面清洁。根据近年来的施工经验,透层油应以慢裂型乳化沥青为宜。用沥青洒布车喷洒时,应保持稳定的车速和喷洒量,不能流淌和形成油膜,更不能有空白,并立即撒布2m3/1000m2的石屑或粗砂,用8t钢筒式压路机稳压一遍,将多余的浮料扫走。
(4)提高面层摊铺质量。在摊铺混合料时,运距不能过远,摊铺温度应控制在130℃~150℃为宜,摊铺厚度均匀,压实设备数量应配套,速度控制在2m/min左右,碾压遍数不能太少,以免混合料孔隙过大;下面层、基层雨后潮湿未干,不得摊铺,更不得冒雨摊铺;纵向、横向接缝应紧密、平顺。
2.4 养护管理方面
要预防水害,养护是关键,提高对预防性养护工作的认识,抓住预防性养护的最佳时机。要保障公路安全畅通,持续长久地处于良好的运营状态,必须坚持“全面养护、预防为主”的原则。只有充分认识到预防性养护的重要性和必要性,对路基、路面结构的使用状况进行及时准确调查研究,及时发现早期病害征兆,制定出合理可行的预防性养护措施,才能确保预防性养护的效果,才能将病害隐患消灭在萌芽状态。
水对沥青路面的破坏是一个相当重要的因素,无论是道路管理部门还是设计、施工、养护部门都应该引起足够的重视,并根据其成因从路面设计、原材料进场、具体施工到养护管理等方面,都应该有针对性采取一系列预防和改善措施。
摘要:根据水对沥青路面的破坏,从沥青路面设计、材料、施工、养护等方面分析原因,并提出防治措施。
沥青路面的早期病害及其防治 篇8
一、城市道路沥青路面早期病害的表现形式及其原因
城市道路沥青路面早期病害主要表现为:局部沉陷、裂缝、车辙、坑槽、面层松散等。
1、裂缝
裂缝是路面早期病害较普遍的现象之一, 它的危害在于从裂缝中不断进入水份使基层甚至路基软化, 导致路面承载力下降, 加速路面破坏。常表现为纵向裂缝、横向裂缝、纵横交错的龟裂等形态, 有时还伴随其它现象同时出现。
(1) 横向裂缝
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开裂。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。
(2) 纵向裂缝
纵向裂缝有两种情况: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。另一种情况是沥青面层分幅摊铺时, 两幅接茬未处理好, 在行车荷载作用下, 易行成纵缝。纵向裂缝多发于半填半挖路基处, 主要由路基的不均匀沉降造成。
(3) 龟裂
通常是沿轨迹带出现单条或多条平行纵缝, 逐渐在纵缝间出现横向或斜向连接缝, 主要是由路面结构强度不足引起。
2、车辙
车辙是在行车荷载重复作用下, 路面产生累积永久性的带状凹槽。主要是由于沥青混合料级配设计不合理、稳定性差或由于基层及面层施工时压实度不足, 使轮迹带处的面层和基层材料在行车荷载反复作用下出现固结变形和侧向剪切位移引起。
3、推移
主要是由于路面组成材料设计不合理或施工质量差, 导致路面材料不足以抵抗车轮水平压力的作用。
4、松散
主要是采用的沥青粘结力差, 沥青用量偏少, 或所用的矿料过湿, 铺撒不匀, 或所用的嵌缝料不合格而未能被沥青粘牢。
5、坑槽
主要是因为面层的网裂、龟裂后不及时养护而逐渐形成的。另外基层局部强度不足, 在行车作用下也易产生坑槽。它是由龟裂和松散等其它损坏进一步发展的结果。
6、沉陷
一般是由基层局部成形不足, 强度不够, 在行车载荷和自然因素等作用下形成的。对于大面积沉陷往往是由于路基 (高填方地段) 不均匀沉降或局部滑移面引起的, 主要原因是路基压实度不足。
7、泛油
泛油时面层材料粘结力降低, 易被车轮粘着带走而出现坑槽;被带走的面层材料落下处则形成油包。其原因是沥青材料热稳定性不良;面层材料组成不当, 如沥青用量过大等。
二、我国城市道路沥青路面发生早期病害的原因分析
1、车辆超载的影响
随着经济的发展, 严重超载现象已经是造成路面早期破坏的主要原因之一。我国经济的迅速发展, 使城市道路上的交通量增长非常快, 一些企业从自身利益出发, 货车严重超载行驶, 使路面加速破坏。
2、施工与养护的影响
(1) 沥青混合料的拌和、摊铺和压实。摊铺和压实两项工作是路面施工的重要环节。摊铺质量不好往往伴随着裂缝、车辙等病害的发生。摊铺过程中除严格按《规范》的要求施工外, 还应着重控制摊铺温度、供料速度与前进速度相协调、防止大料滚动离析等环节。
(2) 养护与管理。路面早期养护措施不及时、不完善等也是城市道路沥青
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路面产生早期病害的原因。允许超载车辆进入城市道路或对超载车辆控制不严则更是早期破坏的直接原因。
三、防止城市道路沥青路面发生早期病害应该采取的措施
1、根据实际情况确定并严格控制城市道路沥青路面设计、施工各项指标, 严把质量关, 科学合理地安排工期。
2、强化施工管理, 提高工序控制的科学性。
3、保证现场试验数据的完整和准确, 杜绝弄虚作假。
特别是沥青材料、砂石料的试验数据, 必须做到抽样合理, 数据真实保证沥青路面材料的路用性能。对高路堤、软基处理、填挖结合处、结构物两端填土等重点部位的施工重点监控, 防止不均匀沉降影响沥青路面的使用性能。
4、重视并协调城市道路沥青路面的
压实度、均匀度、平整度和构造深度等指标, 特别处理好平整度与压实度的关系。
5、优化城市道路的排水设计, 防止水损坏。
6、重视半刚性基层的养护, 防止反射裂缝的出现。
7、交通执法部门与其它行业主管部门联合执法, 大力打击超载运输, 保证城市道路的正常使用。
8、加强养护管理。
提高养护管理水平。经验表明, 科学有效的养护不但保证了城市道路沥青路面的服务性能, 也是防止早期病害的进一步发展、节省养护资金的有效手段。
四、结语
路面早期病害现象已成为沥青路面破坏的主要原因, 各级交通管理部门早已认识到这一严重问题, 并根据其原因从路面设计、原材料进场到具体施工, 有针对性采取一系列预防和改善措施。同时, 建立健全质量保证体系, 从管理、设计到施工, 层层重视、层层控制、层层落实, 从根本上减少沥青路面的早期病害现象, 使沥青路面养护管理水平更上一个新台阶。
摘要:根据我国的城市道路普遍出现的早期病害现象, 论述了沥青路面早期病害的原因, 介绍了沥青路面病害因素的分析及预防措施的问题。
沥青路面早期破坏原因探析 篇9
关键词:山区公路,沥青路面,早期破坏原因
1 路面设计
1.1 结构设计不合理
沥青面层结构选用不当、混合料类型不合理。根据沥青路面设计规范, 沥青面层除应满足车辆的使用要求外, 还应满足雨水不渗等要求, 宜选用粒径较小、空隙也小的级配混合料, 尽量采用小粒径沥青砼, 以提高沥青路面面层的防渗性。
1.2 设计与路段实际情况相差大
一条沥青路面砼路穿过土基过湿地段, 但设计按一般正常情况设计, 全部利用挖方和就地借方填筑路基, 采取逐层碾压法施工, 又是雨季施工, 造成极大的窝工, 严重影响了工期。施工单位只好申报监理工程师并经业主同意借方填筑, 仅此一项就较原设计增大投资, 现该段沥青路面破坏较为严重, 已多处修补。
1.3 油路补强段的路面厚度考虑不足
在实现乡镇通油、水泥路路面工程, 为充分利用老路并节约土地及投资, 利用旧路的线位及结构层。按照公路补强设计的一般要求和科学态度, 宜先对所利用的路段状况进行客观评估, 根据旧路的状况 (特别是强度弯沉指标) 确定利用旧路的方案及补强厚度。但设计单位没有认真细致的调查, 大致给出一个补强厚度及路段桩号就草草了事, 结果导致许多补强路段补强后弯沉值大于设计值, 造成新路强度不足, 早期破坏严重。
1.4 岩石路段石质类型确定有误
在路基设计中, 由于没有足够的地质钻探资料, 仅靠地表情况判断石质类型, 容易出错。如某有条公路, 原设计为石方路段, 仅用15cm水稳砂砾做整平层, 未设置半刚性基层。实际开挖后, 路基为泥质页岩及风化岩, 施工单位照图施工后, 由于雨水渗入, 导致泥质页岩及风化岩软化, 沥青路面结构强度不足, 出现大面积风裂。
1.5 路面厚度设计问题
路面厚度设计的依据是设计年限内的累计当量轴次, 设计单位为了计算方便, 一般将设计公路的交通量划分为一定车型的标准交通量与另一定型的非标准车交通量, 然后将确定车型的非标准车的轴次, 换算成标准车轴载的当量轴次, 最后用设计年限内的当量轴次, 计算路面设计弯沉及结构厚度。笔者经过大量上路观察认为:在非标准车向标准车轴载换算过程中, 实际上不管是按标准车的轴载还是非标准车的轴载, 尤其是非标准车的轴载, 车辆的实际轴载远大于设计轴载 (货运车辆绝大多数为超载运输) , 而由当量轴次的计算公式知, 当量轴次与轴载比的4.35次方成正比例。由此得知设计路面实际承受的当量轴次远远大于作为其设计依据的设计年限内的累计当量轴次。
2 路面施工
路面施工过程是其质量形成的关键环节。直接影响面层质量的施工环节主要是面层本身的施工、基础施工及相关联接层施工。
2.1 路面施工工序
2.1.1 对原材料检验不严, 对沥青混合料
的配合比控制不够, 特别是矿粉和沥青用量不准, 使沥青路面早期出现推拥、油包、松散、露骨、坑槽等。
2.1.2 施工机械设备陈旧、不配套, 使混合
料的配合比计量、拌和均匀性、压实度、平整度等受到很大影响。
2.1.3 沥青混合料加热温度过高, 沥青和
矿料拌和时, 沥青便被矿料的高温灼焦、沥青老化, 使路面强度不足, 产生松散、坑槽等病害。
2.1.4 碾压温度过高, 造成温度过高的原因有两种情况:
一是沥青混合料出厂温度超过规范规定的上限值;二是沥青混合料出厂温度虽然在规定的范围内, 但接近高限, 如果运距较短, 摊铺碾压又很及时, 就会使碾压温度超过规范高限。如果碾压温度过高, 混合料就压不实, 就会出现推移, 发生微裂。
2.2 基层施工工序
基层是承担面层传递的车辆荷载的主要承重层。基层的强度及稳定直接关系面层的强度和稳定性。基层施工的主要问题:
2.2.1 基层、底基层、路面表面清除不干净。
在铺筑上一结构层前, 若路面结构层及路基表面的浮土、浮灰、浮砂清除不干净, 在雨水作用下, 浮层细料变软被行车挤压造成的高压水流冲刷成浆, 进而波及到沥青面层表面。
2.2.2 基层松铺系数 (或基层标高) 控制不
严而导致的二次补加层, 因二次补加层与下层基层无法紧密连接, 自身厚度又较小, 因而极易松散, 进而引起沥青层的网裂、松散、坑槽等破坏。因此, 建议此补加层用含油沥青混合料 (即茌料) 代替。
2.2.3 部分基层压实度不足的问题。
在最大干密度确定的情况下, 基层的压实度与混合料中粗、细集料的比例特别是粗粒料的含量密切相关, 当粗粒含量很大时, 即使压实度超过100%, 并不表示该基层已经密实。因此, 要适当增大碾压吨位、增加碾压遍数, 确保基层到规定压实密度。
3 养护管理及其它原因
3.1 养护不及时
沥青路面在行车作用下出现小面积松散, 个别坑槽后, 未及时进行养护, 特别是采用层铺法施工的贯入式路面和表面处治, 初期及时养护更为重要。
3.2 养护方法不当
有些养护人员, 在沥于混凝土路面上采取人工喷油 (或洒布机喷油) 、人工洒料方法进行养护, 结果破坏了原路面的平整度, 甚至由于喷油不够, 用油量控制不平, 造成泛油、推拥、松散等病害。
3.3 其他方面原因
3.3.1 未严格按基本建设程序办事, 前期工作滞后, 路面设计方案研究、试验不够。
3.3.2 未实行招投标;
一些无路面施工经验、无路面设备和技术力量的施工队伍承担路面施工;监理有职无权, 无法严格监理。不按施工技术规范要求施工, 赶工期, 搞献礼工程。
3.3.3 施工技术管理、质量管理不严
4 沥青路面病害的防治
4.1 裂缝的防治
4.1.1 宽度小于3mm的裂缝:用路用修补胶在裂缝处涂一层, 防止水的渗透。
4.1.2 宽度3mm-5mm的裂缝:
用压缩空气吹净尘土及辅助人工清理缝中杂物后, 用流动性良好的热沥青或改良乳化沥青, 通过灌缝机依次缓慢向缝中灌注, 直到饱满为止, 并撒料封口, 冷补胶涂缝防水。另外, 也可用开槽机沿裂缝开槽并做必要的技术处理后, 人工将砂粒式或细粒式热拌沥青混合料填充裂缝, 捣实并用路用烙铁封口, 冷补胶涂缝防水。
4.1.3 宽度大于5mm以上的裂缝:
沿裂缝两侧各宽5cm开槽, 挖除上面层约10cm宽, 厚2cm~6cm的面层, 经除尘、清理槽中杂物及缝中灌满稀释沥青后, 在槽内喷撒改性沥青或改良乳化沥青粘层油, 再用与原面层相同结构的沥青混合料填充、捣紧、夯实, 冷补胶涂缝防水。
4.2 车辙的处治
因沥青混合料质量或渠化交通而产生车辙的处治:a.深度小于10mm、路面与基层连接良好的, 选择高温季节, 热烘被修补区域路面软化后, 耙松、适当添加新的混合料后, 进行压实;b.对于车辙深度大于10mm、影响行车安全的, 用铣刨机刨除4cm厚的面层, 经清理废料及杂物后, 喷撒粘层油后铺设土工合成材料, 重新摊铺与原路面结构相同或接近的路面层, 碾压密实。
4.3 泛油的处治
对于路表泛油面积较小的, 选择高温时, 用加热后的铁铲或其他专用工具将泛出路表多余的油铲除, 随后用碎石 (石屑) 压入法进行处治。
5 结语
沥青路面的早期破坏, 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, 要消灭沥青路面早期破坏这一质量通病, 延长沥青路面的使用周期, 提高投资效益, 需要设计、施工、监理、养护管理各方主体各负其责, 分头把关, 按照行业规范标准, 结合工程实际, 严格履行各自职能。
参考文献
沥青路面的早期破坏 篇10
【关键词】沥青路面;早期破损;成因;措施
【Abstract】Early wear type highway asphalt concrete pavement, analysis of the causes and how to prevent premature breakage.
【Key words】Asphalt pavement;Early damage;Causes;Measures
沥青混凝土路面具有表面平整、无接缝、行车舒适、耐磨、振动小、噪声低、施工斯短、养护维修简便、适宜于分期修建等优点,因此获得越来越广泛的应用。在高速公路的建设中,我国的绝大部分高速公路都采用沥青混凝土路面。随着国民经济快速、协调发展,我国道路交通量日益增大,车辆迅速大型化且严重超载,使公路路面面临严峻的考验。现有高速公路的有效服务时间普遍未能达到其设计使用年限,常常在通车2~3年便出现了较为严重的早期破损现象。在当前公路建、养资金严重不足的情况下,研究沥青路面的早期破损原因及防护具有特别重要的现实意义。
1 沥青路面早期破损的类型
1.1桥头跳车桥头跳车一般是台背填土压实不足,导致填土在台背后数十米范围内下沉。其特征为:沉降在行车方向是渐变的,延续距离相对较长,路面的整体强度未受破坏,路表面也少有损坏,但行车时具有明显的“波浪”感。
1.2沉陷沉陷一般是由基层局部成形不足,强度不够,在行车载荷和自然因素等作用下形成的。对于大面积沉陷往往是由于路基(高填方地段)不均匀沉降或局部滑移面引起的。
1.3裂缝路面裂缝是路面早期破损最常见的病害之一,它的危害在于从裂缝中不断进入水份使基层甚至路基软化,导致路面承载能力下降,加速路面破坏。
1.3.1横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。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。
1.3.2纵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。
1.3.3龟裂龟裂又称网裂,通常是由于路面整体强度不足,基层软化,稳定性不良等原因引起的,沥青路面老化变脆,也会发展成网状裂缝。一般多发生在行车道轮迹下。
1.4车辙变形车辙是在行车载荷重复作用下,路面产生累积永久性的带状凹槽。
1.4.1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。
1.4.2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。
1.4.3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。
1.5坑槽沥青路面的坑槽往往都有一个形成过程,起初局部龟裂松散,在行车载荷和雨水等自然因素作用下逐步形成坑槽。
1.5.1壓实不足性坑槽一般情况是施工时混合料温度太高,使沥青老化,粘结力降低,脆性增加,导致压实不够,粘结不牢,在行车载荷作用下,形成坑槽;另一种情况是混合料温度太低,摊铺不均匀,压实不充分,导致压实度不够形成坑槽。
1.5.2厚度不够性坑槽路面下面层局部标高控制不严,导致沥青上面层个别地方厚度不够,在行车作用下,部分混合料易被“带走”,形成坑槽。
1.5.3水损害性坑槽这种坑槽是沥青混凝土路面早期破坏中常见的坑槽,其形成过程可归纳如下:
(1)在开始阶段,水分侵入沥青与集料的界面,以水膜或水气的形式存在,影响沥青与集料的粘附性。
(2)在反复荷载的作用下,沥青膜与集料开始剥离。
(3)渐渐地,路面开始麻面、松散、掉粒。最后形成坑槽。
水损害破坏是沥青混凝土路面在水或冻融循环的条件下,由于汽车轮动态荷载的作用,进入路面空隙中的水不断产生动水压力或真空负压抽吸的反复循环作用,水分逐渐渗入沥青与集料的界面上,使沥青粘附性降低并逐渐丧失粘结力,沥青膜从集料表面脱落(剥离),沥青混合料出现掉粒、松散,继而形成沥青混凝土路面水损性坑槽。
1.6沥青路面的表面功能衰减沥青路面的表面功能是指沥青路面的平整、抗滑、噪音、溅水和水雾等。这里主要说明路面抗滑性能的衰减。
在我国,沥青路面抗滑性能在通车后迅速下降主要有两方面原因,第一是沥青标号过大,针入度偏大,沥青用量可能过多,路面渐渐泛油,构造深度下降,直到变成光滑的路面。第二是粗集料不耐磨,迅速磨光。
2 沥青路面早期破损的形成原因
2.1路面结构设计上的问题采用半刚性基层时只用弯沉控制设计,忽略层底弯拉应力是否合理,变化幅度达100℃的冬夏温差对于半刚性基层和面层的温缩开裂的作用。另外,设计时没有考虑防止反射裂缝问题,路基路面应作为整体进行综合设计。还有,结构层设计厚度太小也是导致路面早期破损的重要原因之一:路面面层受行车水平力和垂直力的综合作用,在面层结构内产生剪应力。从力学角度而言,这种综合作用越大,面层产生的剪应力就越大。对车辆在公路上的不同位置进行受力分析可知,在车辆启动、制动处,纵坡较大的坡道以及合成坡度较大的弯道内侧,路面面层所受车辆的水平力和垂直力的合力较大,较易发生剪切破坏。同时,据有关资料分析,剪彩应力对路面的破坏一般在路面表层的5~8cm范围内,随着深度的增加,其破坏影响逐渐消失。
2.2路面原材料我省沥青材料主要有盘锦90号和140号道路沥青,由于我省的气候特点是冬季寒冷、夏季炎热(最高温度70℃)、四季温差大(变化幅度100℃以上),要求沥青材料具有优良的粘结力、抗老化性能、高低温稳定性能。另外,随着国民经济的蓬勃发展,公路运输超、重载现象严重,对沥青材料的性能提出更高的要求。沥青材料性能不过关是我省沥青路面早期破损的主要原因之一,普通沥青已不能完全适应形势发展的需要,推广应用改性沥青已势在必行。
目前我省路面基层以水泥稳定或二灰稳定砂砾为主,由于料源有限且考虑经济因素就地取材,砂砾、碎石土等天然材料质量较差,使得路面基层质量难以保证。从路面材料情况来看,主要问题是骨料的表面特性、形状、磨耗值、级配不能满足使用要求,以及矿粉的质量难以保证,从而导致沥青混合料的内摩阻力和内聚力、粘结力下降,沥青路面也就极易发生早期破损。
2.3施工质量问题。
2.3.1对透层油或粘层油的作用认识不够,造成各结构层间连续性和粘结性差,如为降低工程造价摊铺面层前基层不洒粘层油,或洒布工艺控制不严造成计量不准、油膜不均匀、不连续稠度;基层清扫不净,残余浮土、碎石、油污等形成隔离层。
2.3.2我省半刚性基层施工初期曾使用五铧犁拌合,后期主要是拌合机路拌,刮平机和压路机组合摊铺,极易造成水泥等粘结材料拌和不匀、基层顶面泛浆形成光滑的灰浆层或硬壳,从而层间粗糙度不足。目前全省正在大力推广工厂拌合、摊铺机摊铺的工艺,基层质量明显提高。
2.3.3面层铺筑过程中易出现压实度不足,造成面层内部孔隙率较大,使得沥青混合料粘结力、防水性能下降,如碾压设备不当或碾压遍数不够;拌和厂离施工现场较远,运距过长,运输途中沥青混合料热量损失较大,运至现场后温度不能满足铺筑要求;为保工程进度低温施工,或拌和过程中油温过高致使沥青老化。
2.4路面渗水高速公路路面面层损坏的一个很重要的原因是由于路面渗水所引起的。天气降水渗到沥青面层中而排不出去,这样在汽车荷载及温度变化的作用下,沥青面层产生破坏。
2.5超、重载运输问题超、重载运输导致路面早期破坏、缩短路面设计使用寿命、增加额外补强或改建费用。因此,路面实际使用寿命与超限运输之间的定量分析,是一个不可忽视的研究课题。
3. 沥青路面早期破损的防护通过以上分析,可看出沥青混凝土路面早期破损与沥青混合料、路面设计施工、交通气候条件的全部或部分有联系,而交通气候条件是客观存在的,所以沥青路面早期破损防治应以路面设计、沥青混合料和施工三个方面考虑
3.1合理设计路面结构。
3.1.1尽可能减薄沥青面层厚度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。
3.1.2加强沥青路面防水设计。
3.1.3选用合理的基层和底基层结构。
3.2严格控制沥青混合料的质量。
(1)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,以提高基性能指标。
(2)集料的选用骨料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强、嵌挤作用好、与沥青粘附性能好的集料。如果骨料呈酸性则应添加一业数量的抗剥落剂或石灰粉,确保混合料的抗剥落性能,同时应尽量降低骨料的含水量。
(3)混合料级配的确定沥青混合料的高温稳定性和疲劳性能、低温抗裂性,路面表面特性和耐久性是两对矛盾,相互制约,照顾了某一方面性能,可能会降低另一方面性能。混合料配合比设计,实际上是在各种路用性能之间搞平衡或最优化设计,根据当地的气候条件和交通情况做具体分析,尽量互相兼顾。
当然为提高瀝青路面使用性能还可以考虑以下两个途径:第一是改善矿料级配,采用沥青玛蹄脂碎石混合料(SMA)。第二是改善沥青结合料,采用改性沥青。
3.3严格控制施工质量施工质量控制不严,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,具体要抓好以下几方面:
(1)严格控制沥青混合料的拌和质量,拌合过程中发现“糊料”或“离析”等异常情况应立即进行处理;加大马歇尔试验频率,严格控制沥青混合料的油石比、稳定度、流值等指标,必要时对混合料进行特殊配合比设计。
(2)保证基层顶面粗糙度。改善基层材料级配,增加粗骨料,提高大中粒径集料含量;控制最佳含水量,改进碾压方法,避免过振过湿,不能使基层顶面形成灰浆硬壳,不能用细料进行压实后找平。对细粒土类的半刚性基层,必要时可以采用顶面栽钉等办法加强基层顶面粗糙度。
(3)合理洒布透层油、粘层油。在进行各层铺筑前,必须保持顶面清洁。根据近年来的施工经验,对于水泥稳定类半刚性基层,透层油应以慢裂型乳化沥青为宜。用沥青洒布车喷洒时,应保持稳定的车速和喷洒量,不能流淌和形成油膜,更不能有空白,并立即撒布石屑或粗砂,用钢筒式压路机稳压一遍,将多余的浮料扫走。对旧沥青路面罩面,必须洒布粘层油粘层油应有较好的粘附性,脚踏有明显的粘附感,整个面层取芯后不易分离。对于干线公路可以设置I型稀浆封层作为粘结层,实现层间结合与防水的双重作用且不需要封闭交通。
(4)提高面层摊铺质量。在摊铺混合料时,运距不能过远,摊铺温度应控制在130℃-50℃为宜,摊铺厚度均匀,压实设备数量应配套,速度控制在2m/min左右,碾压遍数不能太少,以免混合料孔隙过大;一般不能进行补料,尤其是下面层;基层雨后潮湿未干,不得摊铺,更不得冒雨摊铺;纵向、横向接缝应紧密、平顺,各幅之间重叠的混合料应用人工铲走。
路面早期破损已成为沥青路面的主要危害之一,各级公路管理部门都应引起足够的重视,并根据其成因从路面设计、原材料进场到具体施工,有针对性采取一系列预防和改善措施。同时,必须建立健全质量保证体系,从管理部门、设计部门到施工部门,层层重视、层层控制、层层落实。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,使我省公路建设质量全面提高,更上新台阶。
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]JTJ0147,公路沥青路面设计规范[S].
沥青路面的早期损坏和预防措施 篇11
1 损坏原因
1.1 公路设计因素
沥青砼配合比的设计, 对提高沥青路面的使用性能有着极大的影响。如:油石过大时, 铺筑路面容易泛油;油石过小时, 路面会出现松散;集料压碎值过低、石料抗压强度太差, 路面稳定程度将大幅降低。此外, 沥青混合料的空隙率对沥青路面的水损害几率有重要的影响。据相关研究报道, 空隙率在8%-12%时, 路面的水流很容易侵入面层混合料的内部并自由流动。在路面车辆负载的反复作用下, 面层中的水产生压动力, 再逐渐渗透到沥青和集料的界面上, 使沥青膜与集料之间的粘结力大幅下降, 造成沥青路面的水损害破坏。
路面排水设施的设计, 对保证沥青路面的使用寿命具有重要的意义。多数遭受水损害的路面都存在排水不良的原因, 为了保证路基能经常处于干燥、坚固和稳定状态, 通过提供合理的路面排水配套系统, 使用沟渠、管道等及时将路面水排除到路基范围之外, 就可以减轻沥青路面的水损害程度。而对于高级公路, 则应强调中央隔离带的排水设计, 防止积水出现漫流和下渗。
1.2 公路施工因素
在实际施工中, 若拌和设备或压力机具出现故障、摊铺操作不规范、碾压工艺控制不当, 将导致沥青混合料的压实度不足, 实际空隙率大于设计空隙率, 也会带来沥青路面的水损坏。路面平整度作为反映路面质量的主要技术指标, 它不仅关系到行车的安全和舒适, 还关系到路面所受冲击力的大小和使用寿命, 因此应提高重视施工过程中的摊铺、碾压工艺以及横接缝处理。此外, 对于软土地区的路基施工, 软土地基不稳定、路基填料的液限偏高、地基换填或挤淤处理不彻底、路堤不均匀沉降等因素都会导致路面的早期损坏。
1.3 公路管理因素
一些部门和个人从自身利益出发, 容许车辆严重超限超载, 公路的实际使用状况恶劣, 甚至远远超过设计指标, 成为路面出现早期破坏的主要原因之一。
2 预防措施
2.1 完善工艺设计力求材料合格
沥青混合料配合比的设计, 应兼顾当地气候条件和交通流量, 在各种路用性能之间做平衡和优化设计。比如, 沥青混合料的高温稳定性和低温抗裂性, 路面表面特性和耐久性就是两对相互制约的矛盾。总体而言, 集料应选用表面粗糙、石质坚硬、耐磨性强且与沥青粘附性好的集料, 沥青应选用具有良好的高低温性能、抗老化性能、高粘度的优质国产或进口沥青, 并在条件允许的情况下适当增加改性剂, 以提高相应的性能指标。目前市场上已经出现有在沥青面层上涂以一层新型防水材料, 形成不透水的薄膜封层, 减少路面水在路表的滞留时间, 从而大大减少路面水的侵入。
2.2 加强检测工作严控施工质量
加强对入场材料、集料规格的把关, 对每批进场材料进行严格的抽样质量检验, 确保沥青砼的实际混合比符合设计混合比, 确保其粘度、延度、针入度等各项指标符合标准要求。加强对沥青混合料拌合时间、摊铺温度、碾压成型等工艺的规范要求, 提高对搅拌机、摊铺机和压实机等工具的要求, 对施工过程中的沥青砼压实度进行抽检, 发现压实度不足的地方坚决返工, 严格控制公路施工质量。
2.3 重视养护管理规范公路使用
在公路建成投入运营后, 管理部门应在重要路口设点检查车辆, 加强反超限运输管理, 以减少车辆超载超限对公路造成的损坏, 保证甚至延长公路的使用年限。除此之外, 公路的定期养护同样至为关键。众所周知, 珠海等南方沿海城市具有的气候特点是潮湿多雨, 为了避免雨水从路表的微小坑洞处侵入沥青面层, 可能造成路基路面的大面积破坏, 应通过定期的补洞养护, 将沥青路面的病害消灭在萌芽状态。
3 结论
沥青路面早期损坏是我国公路的主要危害之一, 从设计院、建设局到交通管理各级部门均应引起足够的重视, 并积极投入人力和物力, 根据早期损坏的主要成因从路面设计、材料进场、具体施工到养护管理, 强化规范、层层把关、严格控制, 建立起健全有效的质量保证体系。只有通过一系列的预防和改善措施, 才能从根本上解决沥青路面早期损坏的问题, 使我国公路建设的质量得到全面的提高。
摘要:主要从公路设计、施工和管理等方面论述沥青路面早期损害的主要成因, 并提出相应的预防措施, 以从根本上解决公路建设中普遍存在的早期损害问题。
关键词:沥青路面,质量检测,预防措施
参考文献
[1]沈金安.沥青及沥青混合料路用性能[M].北京:人民交通出版社, 2001.
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