淺談瀝青路面病害及預防措施
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1.常見(jiàn)瀝青路面病害
瀝青路面的損壞所表現出的形式和特征是多種多樣的。經(jīng)總結分析,主要有以下幾種常見(jiàn)病害。
1.1瀝青路面的裂縫
瀝青路面建成后,都會(huì )產(chǎn)生各種形式的裂縫。初期產(chǎn)生的裂縫對瀝青路面的使用性能基本上沒(méi)有影響,但隨著(zhù)表面雨水的侵入,導致路面強度下降,在大量行車(chē)荷載作用下,使瀝青路面產(chǎn)生結構性破壞。瀝青路面裂縫的形式是多種多樣的,裂縫從表現形式可分為橫向裂縫、縱向裂縫和網(wǎng)狀裂縫三種。影響裂縫的主要因素有:瀝青的品種和等級、瀝青混合料的組成、面層的厚度、基層材料的收縮性、土基和氣候條件等。
1.2瀝青路面的車(chē)轍
車(chē)轍是路面結構層及土基在行車(chē)重復荷載作用下的補充壓實(shí),以致結構層材料的側向位移所產(chǎn)生的累積永久變形。影響瀝青路面車(chē)轍深度的主要因素是瀝青路面結構和瀝青混凝土本身的內在因素,以及氣候和交通量及交通組成等的外界因素。車(chē)轍產(chǎn)生的主要原因有:(1)瀝青混合料油石比過(guò)大;(2)表面磨損過(guò)度:(3)雨水侵入瀝青混凝土內部;(4)由于基層含不穩定夾層而導致路面橫向推擠形成波形車(chē)轍。
1.3瀝青路面的松散
松散是直接影響行車(chē)安全的路面病害,松散可能出現在整個(gè)路面表面。也可能在局部區域出現,但由于行車(chē)作用,一般在輪跡帶比較嚴重。其產(chǎn)生的主要原因有:(1)局部路基和基層不均勻沉降引起路面破壞;(2)碎石中含有風(fēng)化顆粒,水侵入后引起瀝青剝離;(3)隨著(zhù)使用時(shí)間的增多,瀝青結合料本身的粘結性能降低,促使面層與輪胎接觸部分的瀝青磨耗,造成瀝青含量減少,細集料散失;(4)機械損害或油污染。
1.4瀝青路面的水損害
瀝青路面在存在水分的條件下,經(jīng)受交通荷載和溫度漲縮的反復作用,一方面水分逐步侵入到瀝青與集料的界面上,同時(shí)由于水動(dòng)力的作用。瀝青膜漸漸地從集料表面剝離,并導致集料之間的粘結力喪失而發(fā)生路面破壞。瀝青路面產(chǎn)生水損害的原因主要有材料、設計、施工、土基和基層、超載車(chē)輛等原因。
1.5瀝青路面的凍脹和翻漿
瀝青路面產(chǎn)生凍脹和翻漿主要是在凍融時(shí)期,因為水的侵入和路基土的水穩定性能差,由于冰凍的作用,路基上層積聚的水分凍結后引起路面脹起并開(kāi)裂。道路翻漿是水、土質(zhì)、溫度、路面和行車(chē)荷載五個(gè)主要因素綜合作用的結果。其中水、土、溫度構成翻漿的三個(gè)自然因素,缺少任何一個(gè)因素都不可能形成翻漿。
1.6瀝青路面的沉陷
沉陷是路面變形中最普遍的一種,特點(diǎn)是面積大,涉及的結構層次深,主要出現在挖方段和填挖交界處。其產(chǎn)生的主要原因是:(1)土質(zhì)路塹排水不暢,路床下部路基過(guò)濕潤而產(chǎn)生不均勻沉降,引起路面局部下沉;(2)路面強度不能適應日益增長(cháng)的交通量,易發(fā)生疲勞破壞:(3)路基或基層強度不足或填挖路基強度不一致,在車(chē)輛荷載作用下,路基或基層結構遭破壞而引起沉陷;(4)橋頭路面沉降不均勻而引起沉陷并與橋面發(fā)生錯位。
2.瀝青路面出現裂縫的原因分析及其預防措施
2.1原因分析
瀝青路面出現裂縫的主要原因而可以分為兩大類(lèi):一種主要是由于瀝青面層溫度變化而產(chǎn)生的溫度裂縫,一般稱(chēng)之為非荷載型裂縫:另一種是由于行車(chē)荷載的作用而產(chǎn)生的結構性破壞裂縫,一般稱(chēng)之為荷載型裂縫。
2.1.1非荷載型裂縫
非荷載型裂縫主要是溫度裂縫,也有因施工不當、材料選取不當等引起的裂縫。其產(chǎn)生的原因有:
1)瀝青材料在較高溫度條件下,具有良好的應力松弛性能,溫度升降產(chǎn)生的變形不至于產(chǎn)生過(guò)高的溫度應力。但在冬季氣溫驟降時(shí),土基和路面基層由于受溫度變化,冬季冰凍產(chǎn)生的膨脹,導致路基和基層產(chǎn)生裂縫并反射到瀝青面層,瀝青混合料的應力松弛趕不上溫度應力的增長(cháng),同時(shí)勁度急劇增大,超過(guò)混合料的極限強度或極限拉伸應變,便會(huì )產(chǎn)生開(kāi)裂。此外,隨著(zhù)溫度反復升降,溫度應力使混合料的極限拉伸應變變小,又加上瀝青的老化使瀝青勁度增高,應力松弛性能降低,故可能在比一次性降溫開(kāi)裂溫度更高的溫度下開(kāi)裂,同時(shí)裂縫是隨著(zhù)路齡的增加而不斷增加。
2)瀝青的品種和等級也是影響瀝青路面開(kāi)裂的重要因素。在長(cháng)期的實(shí)踐經(jīng)驗中,選用高粘度、低稠度的瀝青,其溫度敏感性較低,能延遲溫度裂縫的產(chǎn)生;瀝青未達到適合本地區氣候條件和使用要求的質(zhì)量標準,低溫抗變形能力較差,致使瀝青面層在低溫下產(chǎn)生收縮開(kāi)裂。
3)地基處理不當,路基碾壓不均勻,造成路基沉降不均勻;舊路拓寬時(shí),新舊路基搭接部位沒(méi)有嚴格按照臺階式分層壓實(shí)處理,以及下部基層比較軟弱,或地基處理不徹底等。
4)鋪筑瀝青面層采用分幅攤鋪時(shí),接縫處理不當,結合不良,對接縫處碾壓不密實(shí),造成路面滲水或面層壓實(shí)未達到要求,在行車(chē)作用下形成裂縫。
2.1.2荷載型裂縫
荷載型裂縫即主要由于行車(chē)荷載作用而產(chǎn)生的裂縫,其產(chǎn)生的原因有:
1)隨著(zhù)交通運輸的高速發(fā)展。原有的路面強度日趨不足,路面滿(mǎn)足不了交通量迅速增長(cháng)和汽車(chē)載重明顯增大的需求,瀝青路面過(guò)早產(chǎn)生疲勞破壞,瀝青路面很快開(kāi)裂。
2)原結構設計不合理,未充分考慮到各種不利因素,施工質(zhì)量不好,瀝青路面面層厚度不足,瀝青路面原材料的品質(zhì)不符合設計規范要求,路面強度明顯不能滿(mǎn)足行車(chē)要求。在行車(chē)作用下,特別是超大噸位車(chē)輛的頻繁碾壓,瀝青路面很快開(kāi)裂。
2.2防止措施
針對以上分析的瀝青路面病害的原因,主要從施工材料、設計、施工、養護和交通管理等5個(gè)方面采取相應的預防措施。
2.2.1材料方面
合理確定瀝青路面結構,瀝青面層的裂縫主要由瀝青面層本身的低溫收縮引起的。選用低溫勁度小、延度大、溫度敏感性差、含蠟量低的優(yōu)質(zhì)瀝青,精選礦料,準確級配瀝青面層的礦料和合理配置瀝青混合料配合比。配制出性能優(yōu)良的瀝青混合料,控制瀝青用量,保證瀝青混合料性能優(yōu)良,均可有效減少裂縫。
2.2.2設計方面
精心設計,對地形復雜地段做好地質(zhì)調查工作。要特別注意加固地基,防止因地基軟弱而出現不均勻沉降,使用合格填料填筑路基,或對填料進(jìn)行處理后再填筑路基,確保路基有足夠的強度和穩定性,以保證路面具有穩定的基礎:選用抗沖刷性能好、干縮系數和溫縮系數小及抗拉強度高的半剛性材料做基層:選用優(yōu)質(zhì)瀝青做瀝青面層;在穩定度滿(mǎn)足要求的前提下,應該選用針入度較大的瀝青做瀝青面層。
2.2.3施工方面
精心施工,選擇先進(jìn)施工工藝和機械設備,制定完善的施工方案,確保壓實(shí)度達到規范要求,嚴格按設計要求進(jìn)行軟基處理,提高軟基處理的施工質(zhì)量,嚴格控制半剛性基層施工碾壓時(shí)的含水量,混合料的含水量不能超過(guò)壓實(shí)需要的****含水量或控制在施工規范容許的范圍內;半剛性基層碾壓完成后。要及時(shí)養生,防止其產(chǎn)生裂縫反射到表面層,保護混合料的含水量不受損失;養生結束后,應立即噴灑透層油,并盡快鋪筑瀝青面層。
2.2.4養護方面
嚴格養護管理,加強路面保潔,確保排水性能良好。及時(shí)對裂縫的進(jìn)行科學(xué)的處理,避免病害的進(jìn)一步擴展。
2.2.5加強交通管理
加強交通管理,限制大型超載車(chē)通行;在夏季連續高溫時(shí)段,運營(yíng)管理單位可將重車(chē)安排在夜間、凌晨路表氣溫較低時(shí)段通過(guò):禁止帶釘輪胎對路面的過(guò)度磨損或者更加嚴厲地限制使用。
3.結束語(yǔ)
瀝青路面中的病害給道路交通帶來(lái)各種各樣的隱患,這是一個(gè)不容忽視的問(wèn)題,但這些病害不是不可克服的,只要我們認真選材,精心設計,把握住各個(gè)施工環(huán)節,嚴格按照施工規范和操作規程進(jìn)行施工,做好道路養護工作,加強變通管理,很多病害是可以避免或降低其破壞力的。
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