早期破损

2024-11-04

早期破损（通用8篇）

早期破损篇1

随着国民经济的高速发展, 道路交通量日益增大, 车辆迅速大型化、渠道化, 且超载严重, 不少路面在使用1年～2年内, 甚至通车不久即出现车辙变形、网裂、坑槽、沉陷、水损坏严重、抗滑性能不足等早期路面破损现象, 个别路段早期破损还很严重, 不得不花大代价进行修复[1]。通过研究发现, 目前对路面早期破损的研究主要是从施工、管理、材料性质一级气候环境等方面定性的分析, 并提出一些相应的措施, 但比较笼统, 不能明确施工管理。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多从沥青混合料、路面设计和施工3个方面考虑。

本文针对半刚性基层易发生疲劳破损的弱点, 采用累积损伤的方法计算半刚性基层的疲劳破坏, 利用VB6.0编制了计算分析程序, 对参数敏感性进行分析。

1 半刚性基层疲劳损伤计算

辽宁普通公路多采用半刚性基层沥青路面。路面的许多早期破坏现象与半刚性基层的疲劳破坏有关。因此各国的设计规范均将各层底部的拉应力作为设计指标, 最著名的当属Shell设计法和Al设计法[2]。我国也将层底的拉应力作为验算指标, 提出了一个结构强度系数K, 由于K由荷载重复作用次数决定, 因而实际上也是疲劳寿命设计。

1.1 半刚性材料的疲劳特点

所谓疲劳性能是指一种材料对不同应力水平的反复作用的反应, 它以破坏所需的荷载作用次数构成, 通常用应力水平与达到破坏时的荷载反复作用次数所绘制的散点图来说明。实验证明, 在应力强度比S1 (作用力/材料的静弯拉强度R1, 普通坐标) 与破坏时的反复作用次数Nf (对数坐标) 的散点图上, 通常以一直线来拟合, 即:

S=a+blgNf (1)

这条最优拟和直线的斜率是材料疲劳性能的一种量度, 直线的斜率越陡, 说明材料对荷载作用次数增加越敏感。所谓疲劳强度是指能够接受一个给定的应力反复作用次数而不发生破坏的最大应力。根据我国沥青路面设计规范, 在计算沥青混合料与半刚性材料的结构强度系数K=B0Nc时, 采用的系数c分别为0.22和0.11, 因此, 根据疲劳方程的指数形式, 沥青混合料疲劳寿命为:

N0=k0σ1/0.22=k0 (1/σ) 4.55 (2)

对于半刚性材料疲劳寿命为:

N1=k1σ1/0.11=k0 (1/σ) 9.1 (3)

1.2 半刚性基层疲劳损伤计算模型

本文对车辆荷载采用累积损伤方法计算半刚性基层的疲劳损伤。为了区别对待路面体所处的环境, 可以将一年划分为多个时期, 各个时期材料可以有不同的弹性模量。把土基看作线弹性是合理的近似, 因为由土基应力变化产生的模量变化通常很小, 可以假设一个合适的土基模量。通过计算, 对每个时期每组荷载给定允许的荷载重复作用次数。每个时期每组荷载的损伤率, 即实际的和允许的荷载重复作用次数之比。

$D_{p} = \frac{n_{i, j}}{Ν_{i, j}}$ (4)

其中, ni, j为时期i荷载j的预期重复作用次数;Ni, j为所得允许荷载重复作用次数。用下式计算分析期限内的总和:

$D_{g} = \sum_{i = 1}^{p} \sum_{j = 1}^{m} \frac{n_{i, j}}{Ν_{i, j}}$ (5)

其中, Dg为分析期末的损伤率;p为时期数;m为荷载组数。

1.3 计算参数的确定

需要根据具体环境等因素确定的参数依次有:时期的划分、温度、湿度、交通量、车型等。

1.4 多轴处理

我国沥青路面设计规范认为轴距在3 m内时, 对于半刚性材料一次双轴的作用相当于3次单轴作用[3,4]。本章根据半刚性材料的疲劳损伤等效原则, 计算半刚性基层材料的轴数系数。当双轴作用时, 路面某一横断面轴载中心处的层底拉应力仅有单轴作用时的荷载图式, 其中σ1≠σ0。双轴应力图式作用下, 疲劳损伤为:

D1=k-1σ $_{1}^{n}$ +k-1 (σ1-σ2) n (6)

单轴应力图式作用下, 疲劳损伤为:

D0=k-1σ $_{0}^{n}$ (7)

其中, n根据沥青路面设计规范取值, 对于半刚性基层材料n=9.1, 则以疲劳损伤等效作为换算准则, 有双轴换算系数F为:

$F = \frac{D_{1}}{D_{0}} = \frac{σ_{1}^{n} + (σ_{1} - σ_{2})^{n}}{σ_{0}^{n}}$ (8)

当σ2为负数时, 表示受压, 计算中σ2=0。

1.5 计算程序的编制

本文采用疲劳损伤累积的方法计算半刚性基层的疲劳损伤, 需要大量重复的计算, 因此利用VB6.0编制了计算程序SERIB-ASE3.0, 提高计算效率。程序输入采用人机对话方式, 操作简便, 图1为程序框图。

2 半刚性基层疲劳损伤的参数敏感性分析

2.1 轴重

随着车辆轴重的增大, 基层层底拉应力大体上按线性关系增长。基层的疲劳寿命对轴重的变化非常敏感。当轴重由100 kN增大到120 kN时, 基层的疲劳寿命下降为原来的22%, 当轴重增大到140 kN时, 基层的疲劳寿命下降到不足原来的10%。由此可以明确, 超限运输车辆对路面的损害非常严重。目前沥青路面越来越多的采用半刚性基层, 而在越来越多的超限运输车辆作用下, 半刚性基层将很快发生疲劳破坏, 首先是基层底面发生碎裂, 基层承载能力下降, 很快整个基层形成网状碎裂, 继而反射到路面, 形成龟裂、坑槽等破坏现象。由于目前公路上行驶的车辆普遍存在超载现象, 而非个别现象, 所以造成了路面的早期破损。

2.2 面层模量

路面是暴露在自然条件下的结构物, 受环境影响很大。沥青混凝土的弹性模量对温度的敏感性很强。基层疲劳寿命与面层的模量成线性关系, 随面层模量增大, 基层的疲劳寿命增大, 但增加的幅度不大。

2.3 土基模量

随着季节变化, 土基的模量也将发生变化。土基模量为50 MPa时对应的基层疲劳寿命为1。土基模量对基层的疲劳寿命有明显的影响。因此, 提高土基模量t对半刚性基层疲劳破坏的改善有重要意义。如果加强土基强度有困难, 可设置底基层。底基层可以大大改善半刚性基层的受力状态, 甚至可使其层底拉应力减小为0。

3 结语

1) 分析了半刚性基层疲劳损伤的特点, 应用疲劳损伤累积的方法建立了半刚性基层疲劳损伤计算模型, 并详细介绍了参数的确定方法。根据建立的模型, 应用VB6.0编制了计算程序SERIBASE3。2) 利用建立的半刚性基层疲劳破坏计算模型和编制的计算程序进行了大量的计算, 对可能影响半刚性基层疲劳破坏的因素进行了敏感性分析, 明确了这些因素与基层疲劳寿命之间的关系, 为解决半刚性基层的疲劳破损问题提供了理论依据。

摘要：通过对半刚性基层沥青路面疲劳破坏的特点分析, 应用疲劳损伤累积的方法建立了半刚性基层疲劳损伤计算模型, 介绍了计算方法和参数的确定, 并应用VB6.0编制了计算程序, 通过大量计算分析了各参数的敏感性, 明确了各影响因素与基层疲劳寿命之间的关系, 为研究沥青路面的破坏问题提供了理论依据。

关键词：沥青路面,疲劳寿命,早期破损,敏感性分析

参考文献

[1]沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防[M].北京:人民交通出版社, 2001.

[2]Al.Thickness Design-Asphalt Pavements for Highway and Streets, Manual Series No.1[J].asphalt Institute, 1991 (2) :5-6.

[3]林绣贤.高等级沥青路面设计的轴载换算公式[J].华东公路, 1993 (5) :11-12.

[4]黄文元.沥青路面超重车轴载换算初步研究[J].公路交通科技, 2000, 17 (1) :13-14.

[5]吴立火.沥青路面早期破损原因及防治对策[J].山西建筑, 2008, 34 (14) :295-296.

早期破损篇2

沥青路面早期破损成因及预防措施

沥青路面的早期破损既影响交通运输的正常运行,又造成巨大的经济损失.沥青路面早期破坏的.成因涉及设计、施工、养护、管理等多个方面.本文从工程施工的角度,主要讨论施工方面的原因,以及根据成因应采取的预防及改善措施.

作者：屈浩作者单位：沈阳市政二公司,辽宁,沈阳,110025刊名：南北桥英文刊名：SOUTH NORTH BRIDGE年，卷(期)：2009“”(5)分类号：U4关键词：沥青路面破损原因预防改善措施

沥青路面早期破损的预防措施篇3

1 施工方面的原因

1.1 地基沉降。

公路建设中, 不可避免地有部分路段要穿过水田、沼泽、淤泥地段等软土地基, 路基修筑在软土地基上时, 对软基的处理不彻底, 或软基地段处理后没有沉降稳定就进行修筑沥青路面, 往往就会发生路基失稳或过量沉陷, 从而导致沥青路面破坏或不能正常使用。

1.2 路基压实不足。

路基压实是路基施工过程中的重要工序, 亦是提高路基路面强度与稳定性技术的技术措施之一。土是三相体, 土粒为骨架, 颗粒之间的孔隙为水分和气体所占据。压实的目的在于使土粒重新组合, 彼此挤紧, 孔隙缩小, 土的密度提高, 形成密实整体, 最终导致强度增加, 稳定性提高。由于路基压实度不足, 出现不均匀沉陷, 则会导致沥青路面出现纵向裂缝和横向裂缝 (局部路段压实不足) 。

1.3 路面基层施工质量低劣。

由于抢工期、赶进度、造成料源紧缺, 原材料质量难以保证, 半刚性基层没有合理的龄期, 或基层施工粗糙, 使得基层 (底基层) 质量低劣, 造成基层网状开裂破坏, 若反射到面层, 即为面层出现网状开裂。水从裂缝处下渗到路基中, 在行车荷载作用下会出现唧泥, 造成沥青面层的早期破损。

1.4 沥青面层本身的破坏。这是造成沥青面层早期破损的主要原因, 根据影响因素又分以下几种情况:

1.4.1 由于水产生的破坏。

由沥青面层本身的原因引起的路面早期破坏有:沥青面层松散、坑洞、泛油等。沥青面层破坏的一个很重要的原因是水。沥青面层中水的来源有地面降水和路基中挤上来的水, 或者大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, 沥青面层容易产生破坏。同时由于施工时压实度达不到要求, 使沥青混合料空隙率过大, 沥青面层中的水无法排出, 沥青混合料在饱水后石料与沥青粘附力降低, 易发生剥落、松散、从而降低沥青路面的抗剪强度。

1.4.2 由于沥青面层颗粒离析。

沥青面层集料大小颗粒离析局部粗集料偏多, 细集料偏少, 则不易压实, 矿料与沥青的粘结力小, 抗剪强度低, 容易出现松散。局部细集料偏多, 粗集料偏少, 热稳定性差, 则容易出现车辙、拥包等破坏。

而在施工中运输和摊铺过程都很容易造成粗细颗粒离析。热拌沥青混合料特别是粗粒式沥青混合料, 从拌和机向运料汽车上放料时, 由于落高大, 易出现沥青混合料离析。沥青混合料从运料车上倒入摊铺机受料斗时, 还可能会再次出现离析。

2 现场施工质量控制问题

2.1 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;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;沥青混合料拌合温度的控制, 从规范角度控制比较严格对石油沥青拌合出厂温度要求在120~165℃, 而实际上有些施工单位在拌合温度控制方面不是那么严格, 时高时低很不稳定, 有的沥青砼拉到工地量测将近180℃, 而有时不足110℃, 温度过高可能导致沥青变质, 没有粘性使沥青混合料松散, 温度过低, 沥青混合料拌合不匀, 影响级配;碾压温度过高。

2.2 施工过程中的路面污染

当前许多公路投标项目划分太细, 路基挢涵、路面、交通工程都严重影响平整度, 在同一路段上施工单位较多, 加上工期较紧, 平行作业, 相互影响, 如在高速公路中沥青混合料摊铺底面层中面层时, 路基施工单位要刷边坡, 挖边沟, 其他路段的车辆也通行, 导致路面污染严重, 从而使路面上层铺设, 层与层之间的粘结受到影响, 特别是当沥青面层较薄时, 在车辆高速行驶荷载作用下, 沥青路面产生脱落, 推拥、扭曲裂缝, 我们经常见的桥面铺装被拉开、拉裂就是这方面原因所致。

3 通过以上的分析, 对沥青路面早期破损可采取以下的预防措施:

3.1 地基沉降预防措施

软土地基的排水固结是比较长的过程, 因此, 对软土地基, 一方面要根据软基情况采用可行方案进行认真的加固整治, 一方面要留有比较长的沉降时间, 可将软土地段沥青路面施工安排在最后, 特别是对采用砂垫层、打塑料排水板等方法进行软基处理的地段, 填土后要埋设沉降观测设备, 定期进行观测, 待地基的沉降基本稳定后进行施工。

3.2 路基及路面基层施工的预防措施

保证路基压实度符合规范要求, 为消除桥头沉陷, 对桥头部分填土, 可用整体性好的材料如石灰土、二灰 (石灰与粉煤灰) 混合料、无砂大孔砼填筑。确保路面基层的施工质量, 半刚性基层要在足够的龄期后才能进行沥青面层的施工。

3.3 沥青路面施工的预防措施

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。

设置沥青混合料成品料仓, 控制成品料仓料位, 防止卸料离析。

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℃~160℃为宜, 摊铺厚度均匀, 保证沥青面层的压实度, 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。

对桥面铺装层应按正常路段的上面层与中面层厚度进行设计, 在水泥混凝土桥面上加铺沥青混凝土铺装层时, 按规定洒布粘层沥青。

施工机械在已铺好的沥青路面上停留, 应在机械下面铺垫塑料薄膜或采取其他防油措施, 防止油漏到路面上。

3.4 原材料及管理措施

加强原材料的检验工作, 对质量不符合要求的材料, 绝不能使用, 并不准运入工地, 已运入工地的, 必须限期清除出场。同时施工单位质量保证体系对每批进场材料进行检查, 对材料的数量、供应来源、储存堆放进行标识清楚。

混集料的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。混合料使用的矿粉要进行搭棚存放, 作好防雨防潮措施。

加强沥青混合料材料配合比的控制, 施工单位自检体系要严格控制材料规格、用量和矿料级配组成及沥青用量。

施工前检查设备, 在沥青路面施工前, 施工单位要配合监理对拌和厂、摊铺、压实等施工机械设备的配套情况、性能、计量精度等进行严格检查, 对不符合要求的机械设备, 应进行更换, 直至符合要求。

4 结束语

总之, 沥青混凝土路面常见病害的产生有多方面的因素, 无论设计方面、还是施工方面、或是路面形成后的使用、养护和管理等方面都存在一些不足。在工程施工中根据其成因从路基、基层施工、沥青面层施工到原材料控制, 有针对性地采取一系列预防和改善措施, 同时按全面质量管理的要求, 建立健全有效的质量保证体系, 对施工全过程, 每道工序的质量进行严格的检查、控制, 才能减少沥青路面早期破损的发生, 从而提高沥青路面的建设质量。

参考文献

[1]《公路沥青路面施工技术规范》. (JTG F40-2004) .

沥青路面早期破损成因及预防措施篇4

沥青路面的早期破损是指, 在设计寿命期前1/4~1/3期间内, 沥青路面所发生如开裂、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, 又造成巨大的经济损失。

沥青路面早期破坏的成因比较复杂, 涉及设计、施工、养护、管理等方面。本文从工程施工的角度, 主要讨论施工及原材料方面的原因, 以及根据成因应采取的预防及改善措施。

一、施工方面的原因

(一) 地基沉降

(二) 路基压实不足

路基压实是路基施工过程中的重要工序, 亦是提高路基路面强度与稳定性技术的技术措施之一。土是三相体, 土粒为骨架, 颗粒之间的孔隙为水分和气体所占据。压实的目的在于使土粒重新组合, 彼此挤紧, 孔隙缩小, 土的密度提高, 形成密实整体, 增加强度, 提高稳定性。由于路基压实度不足, 出现不均匀沉陷, 则会导致沥青路面出现纵向裂缝和横向裂缝 (局部路段压实不足) 。在所通车的各级公路中, “桥头跳车”是一个普遍存在的质量通病, 就主要是由于桥台与路基衔接处压路机碾压不到位, 造成局部路段路基压实度不足而出现路面坑洞、横裂, 从而出现桥头沉陷、跳车等现象。

(三) 路面基层施工质量低劣

由于抢工期、赶进度, 造成料源紧缺, 原材料质量难以保证, 半刚性基层没有合理的龄期, 或基层施工粗糙, 使得基层 (底基层) 质量低劣, 造成基层网状开裂破坏, 若反射到面层, 即为面层出现网状开裂。水从裂缝处下渗到路基中, 在行车荷载作用下会出现唧泥, 造成沥青面层的早期破损。

(四) 沥青面层本身的破坏

这是造成沥青面层早期破损的主要原因, 根据影响因素又分以下几种情况:

1. 由于水产生的破坏。

2. 由于沥青面层颗粒离析。沥青面层集料大

小颗粒离析局部粗集料偏多, 细集料偏少, 则不易压实, 矿料与沥青的粘结力小, 抗剪强度低, 容易出现松散。局部细集料偏多, 粗集料偏少, 热稳定性差, 则容易出现车辙、拥包等破坏。

3. 沥青混凝土铺装层偏薄。

在水泥混凝土桥面上加铺沥青混凝土铺装层时, 有的设计桥面铺装层厚度偏薄, 有的厚度小于5cm;加上其层间不按规定均匀洒布粘层油, 使得汽车高速行驶时, 轮胎后产生真空吸力, 在行车荷载作用下, 容易出现坑洞。

4. 沥青被油溶解。

在施工过程中由于施工机械在路面上停留而漏油, 会造成沥青被柴油溶解, 使沥青与矿料之间粘结力降低, 使路面产生剥离、松散, 出现坑洞。

5. 沥青面层的压实度偏低。

沥青面层的压实度对沥青路面的耐久性影响非常重要, 压实度的大小直接影响着沥青路面的使用质量。有些单位在施工时对压实度的重要性认识不足, 片面追求平整度, 而放松了对压实度的控制。通车后平整度迅速衰减, 面层变形明显。应该明确, 平整度固然重要, 但压实度更重要, 必须在确保压实度的前提下来提高平整度。

二、原材料方面的原因

一是所使用的沥青性能不过关。沥青路面铺筑所使用的沥青混合料主要由沥青结合料、粗集料、细集料和矿粉等多种成分组成的复合材料。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, 目前修建的高等级公路及城市道路的沥青路面已开始使用改性沥青。

二是碎石的压碎值、磨耗值不符合要求, 或使用酸性矿料, 造成沥青混合料的稳定度偏低, 引起沥青路面早期的剥落。

三是矿粉 (填料) 的细度对沥青混合料质量至关重要, 沥青与矿粉的交互作用影响沥青混合料的抗剪强度。矿粉粒度小, 比表面积大, 其比表面积约占矿料比表面积的80%, 当矿粉较目标配合比时的矿粉平均粒径增大一倍时, 则矿粉比表面积是原比表面积的1/4。这样, 就会有较多的沥青不能直接与矿粉表面交互作用形成结构沥青, 而形成了较多的自由沥青, 降低了沥青与矿料之间的粘结力, 在行车荷载的作用下形成泛油, 因此控制矿粉的质量十分重要。而目前, 矿粉的质量很不稳定, 往往粗细不均匀, 甚至潮湿结团;或由于矿粉运至工地后, 防雨防潮措施不良, 造成矿粉潮湿、结团。而在拌和机内, 矿粉是不加热的, 造成沥青与矿粉拌和不均匀, 影响沥青混合料质量。

三、预防措施

(一) 地基沉降预防措施

软土地基的排水固结是比较长的过程。因此, 对软土地基, 一方面要根据软基情况采用可行方案进行认真的加固整治;另一方面要留有比较长的沉降时间, 可将软土地段沥青路面施工安排在最后, 特别是对采用砂垫层、打塑料排水板等方法进行软基处理的地段。填土后要埋设沉降观测设备, 定期进行观测, 待地基的沉降基本稳定后进行施工。

(二) 路基及路面基层施工的预防措施

(二) 沥青路面施工的预防措施

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. 设置沥青混合料成品料仓, 控制成品料仓料位, 防止卸料离析。

3. 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℃~160℃, 摊铺厚度均匀, 保证沥青面层的压实度。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。

4. 对桥面铺装层应按正常路段的上面层与中

面层厚度进行设计, 在水泥混凝土桥面上加铺沥青混凝土铺装层时, 按规定洒布粘层沥青。

5. 施工机械在已铺好的沥青路面上停留, 应

在机械下面铺垫塑料薄膜或采取其他防油措施, 防止油漏到路面上。

四、原材料及管理措施

1.加强原材料的检验工作, 对质量不符合要求的材料, 绝不能使用, 并不准运入工地;已运入工地的, 必须限期清除出场。同时施工单位质量保证体系对每批进场材料进行检查, 对材料的数量、供应来源、储存堆放进行标识清楚。

2.混集料的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。混合料使用的矿粉要进行搭棚存放, 做好防雨防潮措施。

3.加强沥青混合料材料配合比的控制, 施工单位自检体系要严格控制材料规格、用量和矿料级配组成及沥青用量。

4.施工前检查设备, 在沥青路面施工前, 施工单位要配合监理对拌和厂、摊铺、压实等施工机械设备的配套情况、性能、计量精度等进行严格检查, 对不符合要求的机械设备, 应进行更换, 直至符合要求。

沥青路面早期破损成因及预防措施篇5

1.1 施工方面的原因

1.1.1 地基沉降

公路建设中,不可避免地有部分路段要穿过水田、沼泽、淤泥地段等软土地基,路基修筑在软土地基上时,对软基的处理不彻底,或软基地段处理后没有沉降稳定就进行修筑沥青路面,往往就会发生路基失稳或过量沉陷,从而导致沥青路面破坏或不能正常使用。

1.1.2 路基压实不足

路基压实是路基施工过程中的重要工序,亦是提高路基路面强度与稳定性技术的技术措施之一。土是三相体,土粒为骨架,颗粒之间的孔隙为水分和气体所占据。压实的目的在于使土粒重新组合,彼此挤紧,孔隙缩小,土的密度提高,形成密实整体,最终导致强度增加,稳定性提高。由于路基压实度不足,出现不均匀沉陷,则会导致沥青路面出现纵向裂缝和横向裂缝(局部路段压实不足)。

1.1.3 路面基层施工质量低劣

由于抢工期、赶进度、造成料源紧缺,原材料质量难以保证,半刚性基层没有合理的龄期,或基层施工粗糙,使得基层(底基层)质量低劣,造成基层网状开裂破坏,若反射到面层,即为面层出现网状开裂。水从裂缝处下渗到路基中,在行车荷载作用下会出现唧泥,造成沥青面层的早期破损。

1.1.4 沥青面层本身的破坏

(1)由于水产生的破坏。

由沥青面层本身的原因引起的路面早期破坏有沥青面层松散、坑洞、泛油等。沥青面层破坏的一个很重要的原因是水。沥青面层中水的来源有地面降水和路基中挤上来的水,或者大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,沥青面层容易产生破坏。同时由于施工时压实度达不到要求,使沥青混合料空隙率过大,沥青面层中的水无法排出,沥青混合料在饱水后石料与沥青粘附力降低,易发生剥落、松散、从而降低沥青路面的抗剪强度。

(2)由于沥青面层颗粒离析。

沥青面层集料大小颗粒离析,局部粗集料偏多,细集料偏少,则不易压实,矿料与沥青的粘结力小,抗剪强度低,容易出现松散。局部细集料偏多,粗集料偏少,热稳定性差,则容易出现车辙、拥包等破坏。

(3)沥青混凝土铺装层偏薄。

在水泥混凝土桥面上加铺沥青混凝土铺装层时,有的设计桥面铺装层厚度偏薄,有的厚度小于5cm;加上其层间不按规定均匀洒布粘层油,使得汽车高速行驶时,轮胎后产生真空吸力,在行车荷载作用下,容易出现坑洞。

(4)沥青被油溶解。

在施工过程中由于施工机械在路面上停留而漏油,会造成沥青被柴油溶解,使沥青与矿料之间粘结力降低,使路面产生剥离、松散、出现坑洞。

(5)沥青面层的压实度偏低。

沥青面层的压实度对沥青路面的耐久性影响非常重要,压实度的大小直接影响着沥青路面的使用质量。有些单位在施工时对压实度的重要性认识不足,片面追求平整度,而放松了对压实度的控制。通车后平整度迅速衰减,面层变形明显。应该明确,平整度固然重要,但压实度更重要,必须在确保压实度的前提下来提高平整度。

1.2 原材料原因

(1)所使用的沥青性能不过关。沥青路面铺筑所使用的沥青混合料主要由沥青结合料、粗集料、细集料和矿粉等多种成分组成的复合材料。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,目前修建的高等级公路及城市道路的沥青路面已开始使用改性沥青。

(2)碎石的压碎值、磨耗值不符合要求,或使用酸性矿料,造成沥青混合料的稳定度偏低,引起沥青路面早期的剥落。

(3)矿粉(填料)的细度对沥青混合料质量至关重要,沥青与矿粉的交互作用影响沥青混合料的抗剪强度。矿粉粒度小,比表面积大,其比表面积约占矿料比表面积的80%,当矿粉较目标配合比时的矿粉平均粒径增大一倍时,则矿粉比表面积是原比表面积的1/4。这样,就会有较多的沥青不能直接与矿粉表面交互作用形成结构沥青,而形成了较多的自由沥青,降低了沥青与矿料之间的粘结力,在行车荷载的作用下形成泛油,因此控制矿粉的质量十分重要。而目前,矿粉的质量很不稳定,往往粗细不均匀,甚至潮湿结团;或由于矿粉运至工地后,防雨防潮措施不良,造成矿粉潮湿、结团。而在拌和机内,矿粉是不加热的,造成沥青与矿粉拌和不均匀,影响沥青混合料质量。

2 沥青路面早期破损可采取的预防措施

2.1 地基沉降预防措施

软土地基的排水固结是比较长的过程,因此,对软土地基,一方面要根据软基情况采用可行方案进行认真的加固整治,一方面要留有比较长的沉降时间,可将软土地段沥青路面施工安排在最后,特别是对采用砂垫层、打塑料排水板等方法进行软基处理的地段,填土后要埋设沉降观测设备,定期进行观测,待地基的沉降基本稳定后进行施工。

2.2 路基及路面基层施工的预防措施

保证路基压实度符合规范要求,为消除桥头沉陷,对桥头部分填土,可用整体性好的材料如石灰土、二灰(石灰与粉煤灰)混合料、无砂大孔混凝土填筑。确保路面基层的施工质量,半刚性基层要在足够的龄期后才能进行沥青面层的施工。

2.3 沥青路面施工的预防措施

(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)设置沥青混合料成品料仓,控制成品料仓料位,防止卸料离析。

(3)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℃～160℃为宜,摊铺厚度均匀,保证沥青面层的压实度,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。

(4)对桥面铺装层应按正常路段的上面层与中面层厚度进行设计,在水泥混凝土桥面上加铺沥青混凝土铺装层时,按规定洒布粘层沥青。

(5)施工机械在已铺好的沥青路面上停留,应在机械下面铺垫塑料薄膜或采取其他防油措施,防止油漏到路面上。

3 原材料及管理措施

(1)加强原材料的检验工作,对质量不符合要求的材料,绝不能使用,并不准运入工地,已运入工地的,必须限期清除出场。同时施工单位质量保证体系对每批进场材料进行检查,对材料的数量、供应来源、储存堆放标识清楚。

(2)混合料的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。混合料使用的矿粉要进行搭棚存放,作好防雨防潮措施。

(3)加强沥青混合料材料配合比的控制,施工单位自检体系要严格控制材料规格、用量和矿料级配组成及沥青用量。

(4)施工前检查设备,在沥青路面施工前,施工单位要配合监理对拌和厂、摊铺、压实等施工机械设备的配套情况、性能、计量精度等进行严格检查,对不符合要求的机械设备,应进行更换,直至符合要求。

4 结束语

路面早期破损已成为沥青路面的主要危害之一,在工程施工中根据其成因从路基、基层施工、沥青面层施工到原材料控制,有针对性地采取一系列预防和改善措施,同时按全面质量管理的要求,建立健全有效的质量保证体系,对施工全过程,每道工序的质量进行严格的检查、控制,才能减少沥青路面早期破损的发生,从而提高沥青路面的建设质量。

摘要：沥青路面具有表面平整、坚实、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,在公路与城市道路修建中已广泛应用。虽然沥青路面设计是建立在层状弹性理论基础上的耐久性设计,但沥青路面仍然存在设计年限内发生的早期破损现象。

沥青路面早期破损成因及预防措施篇6

关键词：沥青路面,地基沉降,原材料

引言

沥青路面具有表面平整、坚实、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, 在公路与城市道路的修建中已得到了广泛应用。虽然沥青路面设计是建立在层状弹性理论基础上的耐久性设计, 但沥青路面仍然存在着设计年限内发生早期破损的现象。沥青路面的早期破损是指在设计寿命期前1/4～1/3期间内, 沥青路面出现如开裂、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不仅影响交通运输的正常运行, 而且还会造成巨大的经济损失。沥青路面早期破坏的成因比较复杂, 涉及设计、施工、养护、管理等诸多方面。本文从工程施工的角度, 分析了沥青路面早期破损的成因, 提出了相应的预防及改善措施。

1 施工方面的原因

1.1 地基沉降

在道路建设过程中, 有些路段不可避免地要穿过水田、沼泽、淤泥地段等软土地基, 当路基在软土地基上时, 如果对软土地基的处理不彻底, 或软土地基的地段处理后沉降未稳定就修筑沥青路面, 往往会发生路基失稳或过量沉陷的现象, 从而导致沥青路面破坏或无法正常使用。

1.2 路基压实不足

路基压实是路基施工过程中的重要工序, 也是提高路基路面强度与稳定性的技术措施之一。土是三相体, 土粒为骨架, 颗粒之间的孔隙为水分和气体。压实的目的在于使土粒重新组合, 彼此挤紧, 孔隙缩小, 土的密度提高, 形成密实整体, 以增加强度, 提高稳定性。如果路基压实度不足, 出现不均匀沉陷, 会导致沥青路面出现纵向裂缝和横向裂缝 (局部路段压实不足) 。在所通车的各级公路中, “桥头跳车”是一个普遍存在的质量通病, 这主要是由于桥台与路基衔接处的碾压不到位, 造成局部路段路基压实度不足而出现路面坑洞、横裂, 从而造成桥头沉陷、跳车等现象。

1.3 路面基层施工质量低劣

由于抢工期、赶进度, 使得料源紧缺, 原材料的质量难以保证;半刚性基层没有合理的龄期, 或基层施工粗糙, 使得基层 (底基层) 质量低劣, 造成基层网状开裂破坏, 若反射到面层, 则面层会出现网状开裂。水从裂缝处渗入到路基中, 在行车荷载作用下会出现挤泥, 造成沥青面层的早期破损。

1.4 沥青面层本身的破坏

沥青面层本身的破坏是造成其早期破损的主要原因, 根据影响因素的不同, 可分为以下几种情况:

(1) 由于水产生的破坏。沥青面层破坏的一个很重要的原因是水。沥青面层中的水主要来源于地面降水和路基中挤上来的水, 或大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, 沥青面层很容易产生破坏。同时, 若施工时压实度未达到设计要求, 使得沥青混合料空隙率过大, 沥青面层中的水无法排出, 沥青混合料在饱水后石料与沥青粘附力降低, 极易发生剥落、松散现象, 从而降低沥青路面的抗剪强度。

(2) 由于沥青面层颗粒离析。若沥青面层集料大小颗粒离析, 造成局部粗集料偏多、细集料偏少, 则不易压实, 致使矿料与沥青的粘结力小, 抗剪强度低, 容易出现松散。局部细集料偏多、粗集料偏少, 热稳定性差, 则容易出现车辙、拥包等破坏。在施工过程中, 运输和摊铺过程都容易造成粗细颗粒离析。热拌沥青混合料特别是粗粒式沥青混合料, 从拌和机向运料汽车上放料时, 由于落差较大, 极易出现沥青混合料离析。沥青混合料从运料车上倒入摊铺机受料斗时, 还可能会再次出现离析。

(3) 沥青混凝土铺装层偏薄。在水泥混凝土桥面上加铺沥青混凝土铺装层时, 有的设计桥面铺装层厚度偏薄, 如厚度<5 cm;加之其层间不按规定均匀洒布粘层油, 在汽车高速行驶时, 轮胎后产生真空吸力, 在行车荷载作用下, 容易出现坑洞。

(4) 沥青被油溶解。在施工过程中, 由于施工机械在路面上停留而漏油, 会造成沥青被柴油溶解, 使沥青与矿料之间粘结力降低, 导致路面产生剥离、松散, 出现坑洞。

(5) 沥青面层的压实度偏低。沥青面层的压实度对沥青路面耐久性有非常重要的影响, 压实度的大小直接影响着沥青路面的使用质量。有些单位在施工时对压实度的重要性认识不足, 片面追求平整度, 而忽视了对压实度的控制, 通车后平整度迅速衰减, 面层变形明显。因此, 必须在确保压实度的前提下提高路面的平整度。

2 原材料的原因

(1) 所使用的沥青性能不过关。沥青路面所使用的沥青混合料主要是由沥青结合料、粗集料、细集料和矿粉等多种成分组成的复合材料。这就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。随着经济的发展, 道路运输的超载、重载现象越来越严重, 也对沥青材料的性能提出了更高的要求。沥青材料性能不过关是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, 目前修建的高等级公路及城市道路的沥青路面已开始使用改性沥青。

(2) 碎石的压碎值、磨耗值不符合要求, 或使用酸性矿料, 造成沥青混合料的稳定度偏低, 导致沥青路面早期出现剥落现象。

(3) 矿粉 (填料) 的细度对沥青混合料质量至关重要, 沥青与矿粉的交互作用会影响沥青混合料的抗剪强度。矿粉粒度小, 比表面积大, 其比表面积约占矿料比表面积的80 %, 当矿粉较目标配合比时的矿粉平均粒径增大1倍时, 则矿粉比表面积是原比表面积的1/4。这样, 会有较多的沥青不能直接与矿粉表面交互作用形成结构沥青, 而形成了较多的自由沥青, 降低了沥青与矿料之间的粘结力, 在行车荷载的作用下形成泛油。因此, 矿粉质量的控制十分重要。目前, 矿粉的质量很不稳定, 往往粗细不均匀, 甚至潮湿结团;或矿粉运至工地后, 由于防雨防潮措施不力, 造成矿粉潮湿、结团。而在拌和机内, 由于矿粉是不加热的, 易造成沥青与矿粉拌和不均匀, 从而影响沥青混合料的质量。

3 预防措施

3.1 地基沉降预防措施

软土地基的排水固结是一个漫长的过程。对于软土地基, 一方面要根据软土地基的实际情况采取可行方案进行加固整治;另一方面, 要留有较长的沉降时间, 可将软土地段沥青路面施工安排在最后, 特别是对采用砂垫层、插片石等方法进行软基处理的地段, 填土后要埋设沉降观测设备, 定期进行观测, 待地基沉降基本稳定后再进行施工。

3.2 路基及路面基层施工的预防措施

为了保证路基压实度符合规范要求, 消除桥头沉陷, 对桥头部分填土可采用整体性好的材料如石灰土、二灰 (石灰与粉煤灰) 混合料、无砂大孔混凝土填筑, 以确保路面基层的施工质量;半刚性基层要在达到龄期后, 方能进行沥青面层的施工。

3.3 沥青路面施工的预防措施

(1) 严格控制沥青混合料的拌和质量, 拌和过程中若发现“糊料”或“离析”等异常情况应立即进行处理;增加马歇尔试验次数, 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) 设置沥青混合料成品料仓, 控制成品料仓料位, 以防止卸料离析。

(3) 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130～160 ℃, 摊铺厚度要均匀, 以保证沥青面层的压实度;压实设备数量应配套, 碾压速度应控制在2 m/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;基层雨后潮湿未干时不得摊铺, 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。

(4) 对桥面铺装层应按正常路段的上面层与中面层厚度进行设计, 在水泥混凝土桥面上加铺沥青混凝土铺装层时, 除按规定洒布粘层沥青外, 还应在混凝土铺装层施工时注意表面的粗糙度。

3.4 原材料及其管理措施

(1) 加强原材料的检验工作, 对质量不符合要求的材料绝不能使用, 并不准运入工地;对于已运入工地的, 必须限期清除出场。同时, 施工单位应对每批进场材料进行检查, 对材料的数量、供应来源、储存堆放标识清楚。

(2) 混合料的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, 以确保混合料的抗剥落性能, 同时应尽量降低骨料的含水量。混合料使用的矿粉要搭棚存放, 并做好防雨、防潮措施。

(3) 加强沥青混合料材料配合比的控制, 施工单位要严格控制材料的规格、用量和矿料级配及沥青的用量。

(4) 施工前应检查设备。在沥青路面施工前, 施工单位要配合监理对拌和、摊铺、压实等机械设备的配套情况、性能、计量精度等进行严格检查, 对不符合要求的机械设备应进行更换, 直至符合要求。

4结语

早期破损篇7

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

沉陷一般是由于基层局部成形不足, 强度不够, 并在行车载荷和自然因素等作用下形成的。

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分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。

1.4 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。

1.5 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。

1.6 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

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。

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。

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。

3 施工质量问题

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) 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。

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。

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。

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。

4 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。

4.1 合理设计路面结构

尽可能减薄沥青面层厚度, 高速公路路面厚度可酌情减薄, 控制在9-12cm之内。

4.2 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。

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。

4.3 严格控制施工质量

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。

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, 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。

4) 提高面层摊铺质量。在摊铺混合料时, 运距不能过远, 摊铺厚度均匀, 压实设备数量应配套, 速度控制在2m/m in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。

5 结语

早期破损篇8

1路面结构设计

我国现行规范中可供设计人员选择的结构单一, 而且级配范围较宽, 如AC、AK结构都具有很强的优缺点:AC结构具有良好的密水性, 但表面较细, 抗滑指标难以保证, 而且矿料组成中往往是粗骨料悬浮于细集料之中, 在行车荷载作用下, 容易出现材料重分配, 因此容易出现车辙现象;AK结构具有很好的骨架, 抗车辙能力强, 粗糙的表面满足了抗滑要求, 但空隙率偏大, 透水严重, 这是造成近几年水损破坏普遍产生的主要原因之一。根据调查, 现场铺筑的沥青混凝土空隙率在8%~13%时, 沥青混合料产生水损坏的可能性最大。在我国现行规范中II型沥青混凝土混合料的空隙率为4%~10%, 与之比较接近, 而且施工中压实度低值要求95%, 容易造成水损坏。这是因为雨天之后, 沥青路面在饱水状态下承受重载车辆冲击与动水压力的反复作用, 沥青膜与矿料渐渐剥离, 形成松散的凹坑, 若不及时予以修补, 极易发展扩大成坑槽, 造成更大的损坏。这在南方雨水较多的尤其严重。另外, 设计规范中该的设计车辆荷载于实际车辆荷载不相符, 按照规范进行设计的沥青混凝土路面难以承受当前交通运输重车多、超载严重的交通状况。我国高速公路建设现仍出在一个快速发展时期, 对高速公路许多方面认识也在逐步加深, 一些标准和规范仍停留在多年前的水平就不能满足发展的需要, 加上外界因素的影响, 甚至出现了所谓“合理的病害”。针对规范滞后于当前高速公路建设及运输市场的实际情况, 为防止高速公路沥青路面出现早期破坏现象, 各省都在路面结构方面进行研究。

2设计与路段实际情况相差大

如某二级公路穿过土基过湿地段, 但设计方面却按一般正常情况设计, 全部利用挖方和就地借方填筑路基, 采取逐层晾晒法施工, 造成极大的窝工, 影响了工期。施工单位只好申报监理工程师并经业主同意, 远运借土填筑, 仅此一项就较原设计增加费用数百万元。先沥青路面 (特别是挖方路段) 破坏较为严重, 已多次修补。这说明正确区划路基干湿类型极为重要。

3施工与养护因素的影响

材料选择:目前我国各省高速公路建设部门非常注重沥青的选择, 大部分选用优质进口沥青, 上层采用改性沥青, 但在调研中发现, 有些省份的高速公路建设部门为了确保沥青的质量, 在进行招标时将指标值定得过高, 以至于有些沥青供应商为了迎合主管部门的需要, 在沥青中加入某种成分以提高指标值, 严重影响了沥青路面的寿命。除此之外, 砂石料质量的参差不齐也造成了高速公路建设质量的下降。

在施工配合比的控制调研中发现, 在实际生产中, 严格按照实验室配合比中的骨料用量应用于实际生产。但这种方法生产的混合料往往得不到设计要求, 有的甚至出现较大偏差, 出现了“目标配合比设计”与“生产配合比设计”不相符的情况, 其原因就在于骨料的吸水性上。我国现行的沥青混凝土路面设计方法中, 集料密度采用的是视密度, 而在实际生产过程中, 因为自然条件、环境因素的影响, 使生产配合比与实验室配合比出入很大。在高速公路的建设中, 解决这个问题唯一的办法就是加大抽检力度, 通过试验路段确定生产配合比, 加强现场监理, 实行跟踪作业, 定点、定量取样, 取得试验数据后, 指导生产, 切实把质量标准落实到施工过程中。

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》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。碾压过程应遵循少量喷水, 保持高温, 梯形迭进的原则。决不能片面追求平整度, 进行低温碾压, 降低压实度标准;低温碾压易造成空隙率大, 压实度不足, 使路面渗水, 导致早期破坏;过度碾压易造成构造深度偏小, 甚至出现泛油病害, 影响行车安全。碾压过程要及时、迅速, 并要保持碾压要求。绝对不允许压路机中途急停、转向, 一面发生推挤、拥包现象, 从而影响平整度。路基施工缺陷的影响从调查材料看, 有些高速公路早期破坏与路基施工质量有关, 特别是软土地区。路基软土地基不稳定、地基换填或挤淤处理不彻底、路基填筑压实度不足、路基填料的液限偏高、路堤不均匀沉降等都会导致路面的早期破坏。究其原因, 大部分与施工工期短、施工质量低为赶进度有关。

养护与管理路面早期养护措施不及时、不完善等也是高速公路沥青路面产生早期破坏的原因。允许超载车辆进入高速公路或对超载车辆控制不严则更是早期破坏的直接原因。

防止高速公路沥青路面发生早期破坏和损坏的对策, 在现有的规范和标准指导下, 应该采取下列措施来防止高速公路沥青路面的早期破坏。

学习引进国外先进、成熟的技术;强化施工管理, 提高工序控制的科学性;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;重视并协调高速公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。不能过分追求平整度而牺牲压实度, 而是要在保证压实度的基础上追求平整度, 否则通车后的路面极易发生水破坏以及松散、车辙等早期病害;不过分追求某些结构, 例如透水面层, 由于我国的高速公路沿线以及路面灰尘较多, 更容易发生早期破坏;重视高速公路的排水设计, 防止水损坏;重视半刚性基层的养护, 防止反射裂缝的出现;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, 保证高速公路的正常使用。在当前不能杜绝超载车行驶高速公路的情况下, 加强养护管理, 防止病害的进一步发展;引进动态称重技术, 改变现有收费方式, 按实际吨位进行收费, 将在一定程度上遏止超载车对高速公路恶性行驶;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高速公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。

摘要：结合沥青路面早期破损的概念, 针对旧路破坏的原因进行了详细分析, 从设计、施工、材料、管理等方面综述了沥青路面早期破损的原因, 以尽量减少损害, 针对性地对路面进行处理, 从而延长沥青路面的使用寿命。

关键词：高速公路,沥青路面,损害,旧路,对策

参考文献

[1]唐玉宽.沥青混凝土路面病害成因与对策, 2006.

[2]高建平.沥青混凝土路面早期损害及防治的探讨, 2006.

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