沥青混凝土路面做法早期病害影响是什么意思

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沥青砼路面早期病害的诱发成因及防范对策
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摘 要:本文通过对沥青砼路面在建成通车后的一些常见早期病害进行原因分析,以期获得引起这类病害存在的实质原因,通过对产生原因的准确掌握,采达到制订预防措施的管理目的。
  摘要:本文通过对沥青砼路面在建成通车后的一些常见早期病害进行原因分析,以期获得引起这类病害存在的实质原因,通过对产生原因的准确掌握,来达到制订预防措施的管理目的。
  关健词:沥青路面;早期病害;诱发原因;防范对策
  1 早期病害类型及形成原因
  坑槽、沉陷、车辙、推移、拥包、裂缝等都是沥青路面几种较为常见的病害类型。造成病害的形成原因是多方面的,主要有以下几种:
  1.1 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。
  1.2 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。
  1.3 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,剪切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。
  1.4 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未来社会的快速发展,改性沥青的选用已势在必行。
  1.5 后期南方各省的路面大部分基层均以水泥稳定结构为主,由于料源有限并且考虑经济、就地取材等,砂砾、碎石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病害。
  1.6 施工过程的质量问题
  1.6.1 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。
  1.6.2 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。
  1.7 路面渗水是沥青混凝土路面面层损坏的一个很重要的原因。由于路面渗水,水分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。
  1.8 超载运输、重载运输导致路面早期病害的另一主因。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。
  2 针对早期病害的技术防范措施
  沥青路面早期病害的防护通过以上分析,可看出沥青混凝土路面早期病害与沥青混合料、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,所以沥青路面早期病害防治应以路面设计、沥青混合料和施工三个方面考虑。
  2.1 合理设计路面结构
  2.1.1 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。
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金月芽期刊网 2017摘要: 本文主要从各方面提出了预防沥青混凝土路面产生早期病害的措施。
关键词: 沥青混凝土路面病害预防措施
  沥青混凝土路面具有良好的力学性能和较好的耐久性以及行车舒适性, 适合于各种车辆的通行, 并具有坚实、耐久、平整、良好的抗滑、防渗、耐疲劳的性能和抗高温开裂的温度稳定性, 在高速公路建设中被广泛采用, 但由于种种原因, 造成沥青路面早期破坏, 影响了公路的使用性能, 损害了行业形象, 所以分析病害成因并有效地进行防治是十分必要的
1 沥青路面的合理结构设计
  设计质量是工程质量的基础和前提, 是很重要的一环。设计单位应从实际出发, 对地形复杂路段, 做好地质调查工作, 精心设计。以投资控制设计、突击赶工设计、与实际脱节的设计等, 将会给工程带来难以弥补的后遗症。
1.1 减薄沥青面层厚度
  设计高速公路, 沥青面层厚度大都大于15cm , 只有部分高速公路和试验路沥青面层的厚度为9~12cm 。过去人们一直认为沥青面层的厚度越厚越好, 对防止反身裂缝的产生较为有利。根据有关项目的研究成果表明: ①半刚性基层沥青结构的承载能力可由半刚性材料层( 基层和底基层) 来完成, 主要承重层为半刚性基层, 无需用增厚面层来提高承载力。沥青混凝土面层在正常情况下主要起功能作用, 保证行车平稳、舒适, 并保护基层与延长基层的使用寿命等作用。6~15cm 不同沥青面层厚度的弯沉值没能明显差别。②提高沥青路面的使用质量不是用厚的沥青面层, 而是使用优质的沥青和矿料。③沥青面层的裂缝不只是反射裂缝, 在正常施工情况下主要有沥青面层本身原温缩裂缝。④厚沥青面层的病害中车辙是不容低估的, 厚沥青面层较容易导致在设计使用期间车辙超过容许值。综上所述, 高速公路、一级公路的沥青面层合理厚度可酌情减薄。
2 加强沥青路面的防水设计
  为防止沥青路面因水而引发早期破坏, 除要求路基、路面必须具备足够的稳定性和强度外, 还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。
  路面排水可分为路表排水和结构排水, 路表排水是指水沿横坡和路线纵坡所合成的坡度慢流到路基边坡, 然后进入路基边沟, 排出路基之外, 这点在一般路面排水设计中都已考虑到。而路面结构排水更要认真对待:
2.1 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。
2.2 调协沥青下封层
  为防止面层渗水滞留在基层表面, 使基层现表面软化, 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。
2.3 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。
2.4 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, 以低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。
2.5 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。
3 选用合理的基层和底基层结构, 并保证一定厚度
  实践证明, 因为半刚性基层材料强度高, 水稳性好, 刚度大,是高等级公路和一般公路的合适基层。依据典型路面结构调查,在潮湿地段和挖方路段, 沥青路面早期破坏比较严重, 这是因为采用石灰土作底基层的原因: ①灰土必须在有空气、有一定湿度的条件下经过一个月左右的养生时间, 板体强度才能逐步形成。
  若在灰土铺筑后就立即在基上面铺筑其他结构层, 由于隔断了空气, 灰土强度很难形成。若在过湿条件下, 强度就更难形成。②实践证明, 灰土层并不隔水, 且由于水的作用, 易造成软化、唧浆等情况, 使基层强度降低, 加速沥青面层破坏。为此, 在潮湿路段, 如是填方, 采用砂砾垫层来隔断水, 如是挖方, 则要用水稳性较好的水泥石灰综合稳定土或二灰综合稳定土做垫层。
  从典型结构调查来看, 过干或干燥地区, 石灰土底基层的强度和模量高出设计值的2~3 倍, 证明在过干或士燥的地区采用石灰土做底基层是合基层、底基层作为承重层必须保证达到一定厚度, 并满足防冻层的要求。
4 沥青混合料配合比设计的优化
4.1 沥青的选取
  沥青是由一些化学成分极其复杂的烃类, 如环烷烃、芳环烃和这此烃类的非金属元素( 氧、氮、硫) 的衍生物等组成。众所周知, 沥青混合料使用性能是受沥青结合料影响的, 沥青质量的优劣与沥青路面的好坏有密切关系, 直接影响到沥青路面的使用性能。由于近十年来公路上的交通量剧增, 一般沥青材料的品质已不能满足更重交通的沥青路面结构的需要。从大量路面结构损坏原因的调查分析来看, 路用沥青品质不良是其主要原因之一。由于有些石油品质及沥青炼制工艺流程的特点, 致使路用沥青大多数含蜡量高, 延度小, 温度敏感性强, 使得许多沥青路面层结构在远小于使用寿命的年限内出现损坏。如果沥青含蜡量高, 就会出现横向裂缝。在给定的温度和加载速率下, 高粘度的沥青会产生劲度高的沥青混合料, 较高的劲度具有较高的抗车辙能力。沥青类型对车辙深度也有很大影响, 使用稠度低、温度敏感性低的沥青可以减少或延缓路面的开裂。
  《公路沥青路面施工技术规范》( JTJ032-94) 规定, 凡修筑高速公路及一级公路沥青路面, 必须使用符合重交通道路石油沥青技术要求的沥青。
4.2 混合料配合比的调整
  配合比设计中主要是考虑稳定性与耐久性。稳定性包括高温稳定性与低温抗裂性。而耐久性包括抗水剥离性与老化性, 通常以马歇尔试验作为主要的测试手段, 由此来决定矿料级配和沥青用量, 以确保混合料有良好的性质。以下是影响混合料性能的几个主要因素。
  在配合比设计中空隙率与稳定度是很得要的指标, 尤其在调整矿料级配时特别重要, 下面着重对它们之间的关系问题进行分析, 提出处理措施。
  ( 1) 空隙率低, 稳定度也低。可用很多方法来增加空隙率: 调整矿料的级配, 在容许的范围内增加粗集料用量; 减少细集料的用量; 如果沥青混合料的油石比高于正常量而且超出的量不能被矿料吸收时, 油石比可予以适当的降低以增加空隙。如果上述两种方法都不能满足要求时, 应当考虑更换骨料。通常可以增加粗集料, 减少细集料来改善沥青混合料的稳定度和空隙率。
  ( 2) 空隙率低但稳定度尚能满足要求时, 可能会导致沥青路面出现壅包和泛油等病害, 对此应当对矿料的级配予以适当调整, 增加粗集料用量, 减少细集料用量, 同时应适当降低沥青混合料的油石化。
  ( 3) 空隙率能满足要求但稳定度低, 说明矿实的质量不好,集料的压碎值和石实的抗压强度太差和细长扁平颗料含量过高,需更换矿料重新进行试验, 直至满足规范要求为此。此外, 还可以考虑采用稠度较高的沥青。
  ( 4) 空隙率高但稳定度能满足要求时, 因高的空隙率具有较大的渗透性, 雨水和空气可以通过咱表空过路面, 最终导致沥青过早老化, 使沥青路面产生破坏。虽然稳定符合要求, 但仍要调整空隙率, 通常以增加的用量来达此目的。粗的矿粉更换成细的矿粉, 或调整矿粉的级配同样可以过到此目的。
  ( 5) 空隙率高稳定度低时, 可以采用两种方法进行改善。第一, 调整矿料的级配或增加沥青的用量; 第二, 如果前述的方法不能满足要求时, 应当考虑更换矿质材料再行配合比设计, 直至满足规范要求为止。
4.3 混合料配合比的最终确定
  在我国的现行规范中规定, 确定最佳的沥青用量是找出马歇尔指标均符合要求和共同范围, 尽管马歇尔试验的过程比较精密, 但也不可能排除人为及其他有关的环境、操作等因素, 因此还应参考以前的经验来确定最佳用油量。
  通过理论与实路相结合, 确定了配合比最佳用油量后, 便可检验混合料是否具有高温稳定性及耐久性。在做动稳定度试验时, 一定要控制好料温及试件成型温度, 因为它直接影响着结果的真实性。试验若不满足大于800 次/m m 的规范要求, 便需重新调整配合比。如果通过调整配合比仍达不到要求, 则应采取改性沥青等方法。
  总之, 高等级公路沥青混凝土配合比设计是一项复杂而细致的工作, 必须严格控制各个环节, 才能得到可靠的配合比。当然,室内配合比还不能作为最终配合比使用, 必须根据拌和设备性能、施工控制精度及材料变异情况进行试拌后进一步调整直至使拌和设备生产出的混合料指标达到规范规定, 方可作为生产配合经使用。
5 精心施工、确保工程质量
  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。
  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, 明确岗位责任制, 对施工的全过程、各阶段、每道工序的质量进行严格的检查、控制、评定, 以保证达到规定的质量标准。要以分项工程、分部工程、单位工程逐层的质量保证平最终保证建设项目的整体质量。
  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健。
5.1 强对原材料的检验工作
  材料的质量是沥青路面质量的保证。沥青路面早期破坏, 其中材料不合格是原因之一。
5.1.1 施工开始前及施工过程中, 发现材实来源、规格变化时, 应对材料不合格是原因之一
  ( 1) 材料的质量是否符合要求, 对质量不合格的材料, 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。
  ( 2) 由于一项工程往往使用多个不同料场或分几次购入材料, 故必须以“ 批”为单位, 每批都要进行检查。
  ( 3) 材料的数量、供应来源、储存堆放等也要进行检查。
5.1.2 检查方法
  ( 1) 施工单位质量保证体系必须逐一进行自检。
  ( 2) 驻地监理工程师在企业自检的基础上, 必须进行抽验。
  ( 3) 质量监督部门加大监督力度。
5.2 加强沥青混合料材料配比的控制
5.2.1 施工单位自检体系要严格控制材料规格、变化时, 应以对材料的质量进行全面检查
  检查的主要内容有:
  ( 1) 材料的质量是否符合要求, 对质量不合格的材料, 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。
  ( 2) 由于一项工程往往使用多个不同料场或分几次购入材料故必须以“ 批”为单位, 每批都要进行检查。
  ( 3) 材料的数量、供应来源、储存堆放等也要进行检查。
5.2.2 检查方法
  ( 1) 施工单位质量保证体系必须逐一进行自检。
  ( 2) 驻地监理工程师在企业自检的基础上, 必须进行抽验。
  ( 3) 质量监理部门加大监督力度。
5.3 施工前设备检查
  机械设备是保证沥青路面施工质量的又一个重要因素, 特别是沥青混凝土等高级路面, 没有先进的配套的机械设备, 是修不出符合质量标准的路面的。因此在沥青路面施工前, 驻地监理工程师必须对拌和厂、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, 应责令施工单位限期更换, 直至符合要求后, 才可下达开工令。
5.4 铺筑试验路段
  铺筑试验路段的目的, 在于验证施工方案的可行性, 通过铺筑试验路段来修改、充实、完善施工方案和技术练兵, 以利指导生产。
  高速公路、一级公路一般在施工前都要铺筑试验路段, 其他等级公路在缺乏施工经验或初次使用较大设备时, 也应铺筑试验路段。驻地监理工程师应监督、检查试验路段的施工质量, 与施工单位商定有关正式工程施工时的技术措施、工期安排和质量保证体系等。
  热拌热铺沥青混合料路面试验应解决以下一些问题:
  ( 1) 确定施工机械设备的型号、数量和组合方式;
  ( 2) 确定拌和机上料速度、拌和数量、拌和时间、拌和温度等操作工艺;
  ( 3) 确定透层油的沥青标号、用量、喷洒方式等操作工艺;
  ( 4) 确定摊铺机的摊铺温度、速度、宽度和自动找平方式等操作工艺;
  ( 5) 确定压路机的型号、压实顺序、碾压温度、速度和遍数等压实工艺;
  ( 6) 验证沥青混合料配合比, 提出生产用的矿料配比和沥青用量, 确定混合料的松铺系数、接缝方法等;
  ( 7) 测定密实度的对比关系( 钻孔法与核子密度仪法对比) ,确定压实标准密度;
  ( 8) 全面检查材料及施工质量;
  ( 9) 确定施工产量、作业段长度, 修定施工进度计划;
  ( 10) 确定施工组织、管理体系、质量自检体系、人员、通讯联络、指挥方式等等。
5.5 加强施工过程中的质量管理与检查
  ( 1) 施工单位的质量监督检查人员应跟班对施工质量进行自检和对各种施工材料进行抽验。
  以沥青混合料拌和厂的拌的温度、均匀性、出厂温度进行检查, 并取样进行马歇尔稳定度试验; 检测混合料的矿料级配和沥青用量, 用于拌和温度过高, 致使沥青老化的沥青混合料, 应予废弃或另作他用。
  铺筑现场必须检查混合料质量、施工温度( 摊(铺温度、压实温度) 、沥青层厚度、压实度、平整度。
  ( 2) 驻地监理工程师应按规定频率进行抽验或旁站检验, 并及时对施工单位自检结果请验报告进行检查签认, 发现异常情况, 应追加试验检查或立即报告。
  ( 3) 质量监督部门要随机进行中间质量检查、评定, 发布质量动态。
6 加强沥青路面养护
  ( 1)铺温度、压实温度) 、沥青层厚度、压实度、平整度。
  ( 2) 驻地监理工程师应按规定频率进行抽验或旁站检验, 并及时对施工单位自检结果请验报告进行检查签认, 发现异常情况, 应追加试验检查或立即报告。
  ( 3) 质量监督部门要随机进行中间质量检查、评定, 发布质量动态。
  由于各种原因所潜伏的路面隐患, 多在竣工后1~2 年内显露出来, 因此应特别重视路面竣工后至交、竣工验收阶段的养护管理, 使路面得到及时养护。
  ( 1) 要经常保持路面清洁, 无杂物和硬物存于沥青路面上。
  ( 2) 要疏通排水系统, 特别是雨季到来之前, 以免积水渗入路基路面, 影响路面强度和稳定性。
  ( 3) 沥青贯入式路面和沥青表面处治, 要加强初期养护, 通过行车反复碾压, 促进油层稳定、成型。
  ( 4) 要及时养护, 把病害消灭在萌芽期。
  ( 5) 要讲究养护方法, 沥青混凝土、沥青碎( 砾) 石等路面的养护, 要用拌和好的沥青混合料进行热铺、热压, 及时开放交通,切勿采取喷油、撒料的层铺法养护。
7 提高全员的质量意识, 加强员工的素质培养
  ( 1) 要提高工程质量, 必须首先解决好认识问题, 并加大落实到全员、全方位、全过程中去的力度, 确实树立“ 百年大计, 质量第一”的思想。决策部门、建设、设计、施工、监理各个部门都要各尽其责, 各把其关。
  ( 2) 强化质量管理工作, 严格贯彻执行公路工程质量管理办法, 出了问题要追究责任, 严肃处理, 谁负责谁承担。同时要善于总结经验, 吸取教训, 从根本上认识到“ 质量是工程的生命”。
原作者: 宋君萍&&(中国混凝土与水泥制品网
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文章来源:《建筑设计》2006 年(( 第35 卷) 第6 期 ,如若转载,请注明出处:
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  一、前言:近年来,随着国家对高速公路建设投资力度的加大,我国的公路工程建设十分迅速。但是,随着一条条高速公路的建成并投入运营,沥青路面早期病害现象也越来越引起业内人士的普遍关注。目前,路面最常见的早期病害现象有:、水破坏、松散、泛油、推移等,这些病害基本上也是公路工程质量的通病,对新建公路的正常使用形成了严重的威胁。本文就以上几种常见病害的成因进行分析并结合实际提出相应的预防措施:
  二、沥青混凝土路面早期病害成因分析:
  造成沥青混凝土路面早期病害的因素很多,但综合起来主要有路面结构设计不合理、现场质量控制不严、投入运营后超载车辆管理不严、气候条件影响等四个方面。下面就以上几种最常见的沥青混凝土路面早期病害成因逐一进行分析:
  (一)裂缝:
  高速公路沥青主要有纵向裂缝和横向裂缝两种。纵向裂缝的产生主要是由于和在横向不可避免的不均匀性所造成的,特别是在旧路基拓宽地段,由于土质台阶处理不、分层填筑厚度及压实度控制不严,尤其在有表面水渗入的情况下,这些地段往往是纵向裂缝的高发区。
  和纵向裂缝一样,横向裂缝也是不可避免的。横向裂缝的产生往往是由于温度应力的作用而产生的疲劳裂缝。这种温度裂缝往往起始于温度变化率最大的表面并很快向下延伸,并随着时间增长造成沥青老化,沥青面层的抗裂缝能力逐年降低,温度裂缝也随之增加。面层裂缝一旦发生冲刷、唧浆就会产生以缝为中心的下陷形变,同时引起裂缝两侧产生新裂缝甚至碎裂破坏。
  (二)水破坏:
  所谓水破坏即降水透入路面结构层后使路面产生早期破坏的现象,它是目前沥青混凝土路面早期病害中最常见也是破坏力最大的一种病害。水破坏的主要破坏形式有:网裂、坑洞、唧浆、辙槽等。水破坏的产生往往是由于施工中沥青混凝土控制不严、沥青混合料拌合不均、碾压效果不良等导致的沥青路面空隙率过大所造成的。采用半开式(Ⅱ型)沥青混凝土表面层时,产生的水破坏尤为严重。
  由于水渗入表面层后滞留在表面层的下部和下层的交界面上,因此在长期行车荷载作用下,沥青膜开始从面层的底部剥落并逐渐向上扩展,随着下部大量碎石上沥青的剥落,沥青混凝土也就失去了从而产生网裂和形变。
  在行车荷载作用下,特别在降雨过程中和雨后行车道上的局部网裂会逐渐松散,松散的石料被车轮甩出形成坑洞。由于沥青混凝土的不均匀性,坑洞总是先在沥青混凝土空隙率较大处产生,随着时间推移,将会造成路面大面积破损。
  当水透入沥青面层并滞留在半刚性基层顶面时,在大量高速行车作用下,自由水产生很大的压力并冲刷基层混合料表层的细料形成灰浆,灰浆又被行车压唧,通过各种形状不一的裂缝(纵、横、斜裂缝及网裂)到路表面形成唧浆。在灰浆数量大的情况下,可能很快形成更为严重的裂缝,在数量小的情况下,可使路面形成网裂或形变。某处一旦有灰浆唧出,该处很快就会产生网裂和形变,随后的降水就更容易透入,并形成恶性循环,最终导致路面严重破坏。
  自由水进入面层后,使沥青与碎石的粘结力减弱。在行车荷载作用下,滞留在面层下部的水使矿料特别是粗集料表面裹覆的沥青膜逐渐剥落,使沥青混凝土的强度逐渐降低,直至完全松散。在行车轮迹下向两侧(特别向外侧)挤出,使轮迹带下陷,同时使其两侧鼓起,形成严重辙槽。形成辙槽后,降雨过程和雨后辙槽就会变成积水槽,致使水有更长的时间透入沥青面层形成更加严重的水破坏。
  形成水破坏的原因除沥青混合料不均匀、空隙率过大有关外,还与沥青和碎石间的粘结性能或有无抗剥落剂、交通量大小、重载车比重及公路沿线降雨量等因素有关。在我国南方潮湿地区,沥青路面的水破坏数量及速度比北方干旱地区严重的多。近年来我国部分高速公路开始采用改性沥青或加抗剥落剂的SMA路面,虽然产生水破坏的数量和速度明显改观,但只要混凝土不均匀自由水能够进入并滞留的地方也不同程度的产生了水破坏。
  (三)松散:
  松散是由于沥青混凝土表面层中的集料颗粒脱落,从表面向下发展的渐进过程。集料颗粒与裹覆沥青之间丧失粘结力是颗粒脱落的主要原因。可能导致松散的情况还有:
  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。
  (四)泛油:
  沥青从沥青混凝土层的内部和下部向上移动,使表面有过多沥青的现象称作泛油。新建沥青混凝土路面在通车后的第一个高温季节,特别在连续多天高温后,在大量行车特别是在重载车辆作用下进一步压实,易导致沥青混凝土内部过多的自由沥青向上移动,产生泛油现象,油石比偏大地段表现的尤为明显。高温季节雨水侵入沥青混凝土内部后,如沥青与矿料的粘结力不足,沥青很快会从集料表面剥落并向上移动,产生更严重的泛油现象。在绝大多数情况下,泛油仅产生在行车道上,而且是间断式的片状分布。
  沥青用量过大是产生沥青面层泛油的最主要原因。而沥青用量过大的主要原因有:
  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、施工控制不严和管理不善。有些施工单位在生产过程中私自改变配合比、沥青混合料拌合不均都是造成沥青混凝土路面局部沥青用量偏大的主观原因。
  3、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。
  (五)推移:
  推移的产生一般与基层施工质量、透油层洒布质量、超载车辆比重加大、沥青混合料性能不良等因素有关。在沥青混凝土路面铺筑前,由于基层表面清扫不干净、透层油洒布不均等都会容易造成沥青面层和基层粘结不良。沥青面层建成运营后在大量行车荷载(超载车辆)作用下,由于与基层粘结不良特别在沥青面层施工接缝处开始产生推移,随着时间增长,轮迹带两侧会产生壅包,甚至会出现由于推移而造成的严重裂缝。在基层平整度较差、面层厚度较薄的地段往往由于施工质量等原因,基层不平整会反映到沥青路面上,车辆荷载作用下面层不平整会愈加明显,形成波浪。
  三、沥青混凝土路面早期病害预防措施:
  沥青混凝土路面早期病害不能彻底消除,但是可以通过、加强、提高现场施工质量等措施去预防,将其危害降到最低,从而延长沥青混凝土路面的使用寿命。
  (一)裂缝:
  众所周知,沥青混凝土路面裂缝是不可避免的。根据纵向裂缝形成原因,在路基施工过程中特别在路基拓宽地段、(涵)衔接处严格控制填土厚度及填料的均匀性,并保证达到要求的压实度。沥青路面进行半幅摊铺时,采取合理措施处理纵向冷接缝。
  由于温度变化引起的温度裂缝,沥青往往随着时间增长而老化,沥青面层的抗裂缝能力会逐年降低,所以采用优质沥青会明显减少温度裂缝。试验证明,在其它条件相同的情况下,采用较稀(针入度大)的沥青有利于减少温度裂缝。另外,沥青混凝土面层抗温度裂缝的能力与混凝土均匀性、压实度和空隙率有关。混凝土均匀、压实度高、空隙率小,混凝土强度高且比较均匀,面层表面的薄弱处也就越少。
  另外,沥青面层常有因基层施工质量不高而引起的。因此,在基层施工中,及时的养护、良好的接头处理及整体强度是有效防治沥青面层反射裂缝的有效方法之一。
  (二)水破坏:
  由于水破坏的产生数量及速度与沥青混凝土密实性及空隙率大小、沥青与粗集料的粘结力大小或有无抗剥落剂、交通量大小及重(超)载车辆的多少有关。所以,有效防治水破坏发生,应从以下几点着手:
  1、选择合适的混凝土类型。沥青面层各层应尽量使用空隙率≯5%的密实型沥青混凝土。从当前的技术水平看,密实式粗集料断级配沥青混凝土既具有良好的不透水性,又具有明显优于连续级配沥青混凝土(如AC—16Ⅰ、AC—20Ⅰ、AC—25Ⅰ)的高温抗永久形变能力,用前者作为表面层时,还具有良好的抗滑性能。SMA路面的广泛应用是最好的例证。
  2、使用优质沥青及抗剥落剂以增强沥青与碎石的粘附性。一般情况下,酸性石料(花岗岩、玄武岩等)与沥青的粘附性较差,所以在高等级公路中,宜使用针入度较小的沥青并采用抗剥落剂。严格控制细集料含泥量也是提高沥青与碎石的粘附性的有力措施。
  3、提高施工质量。施工前原材料的选用必须规格、均匀、合理,配合比设计必须严密。在施工过程中必须注意沥青混凝土拌合的均匀性,防止粗细集料离析。严格控制沥青混合料拌合温度、出场温度及碾压温度,混合料拌合温度过高会容易造成沥青老化,与集料的粘附性也会明显降低,严重时会造成面层局部色泽不一致等现象。据国外有关试验数据表明,沥青混合料的温度低于90℃,实际上已不可能再被进一步压实。再者,尽量通过使用高效配套的碾压设备、增加碾压遍数等提高压实度以减小空隙率,空隙率大的位置越多水破坏现象越严重。设法加强沥青面层间粘结力也是有效防治水破坏的措施之一。
  4、严格控制超载车辆。公路管理部门应该按照《公路法》及交通部《超限运输车辆行驶公路规定》的要求对超载车辆进行强制卸载,并在入口处设卡不得让超载车辆进入高速公路。
  5、优化设计。沥青面层层间应使用,无论是何种沥青混合料,必然有一定的空隙率存在,就会遭受一定的水破坏。在沥青面层表面涂上防水材料,形成一种不透水的薄膜封层,能使沥青面层中因降雨而聚集的水大大减少。
  (三)松散:
  松散的产生往往是由于沥青混凝土面层强度不足、压实度过小、面层内部空隙率过大而造成的。所以为有效预防松散现象的产生,应该做到:
  1、选用合格的原材料,特别严格控制细集料含泥量及矿粉掺量以增强沥青混合料的粘结力。
  2、严格控制施工温度及压实效果。沥青混合料施工温度过高会导致沥青老化,降低与矿料的粘附性;温度过低会导致混合料压实困难,造成混合料内部空隙率过大。
  3、严格控制沥青混合料均匀性,防止混合料离析。
  (四)泛油:
  由于泛油往往是沥青用量过大造成的,所以在配合比设计阶段必须严格按照试验规程进行最佳油石比的选定;在施工过程中严格按照批准的配合比进行施工,任何人不得随意改变生产配合比。
  (五)推移、壅包、波浪:
  推移、壅包、波浪往往产生在行车道上,特别是沥青面层只有一层时,由于长期荷载作用下,因基层与沥青面层粘结力较差而产生推移,推移严重时会产生壅包、波浪等破坏。所以有效防治推移等病害必须注意以下几点:
  1、加强路面基层施工质量,提高基层平整度是有效防治病害的条件之一。再者,沥青面层铺筑前透层油的洒布尤为重要,透层油洒布前首先必须认真清扫基层表面浮土及杂物并且保证透层油洒布的均匀性和设计用量,提高基层与面层的粘结力。
  2、有效阻止超载车辆。随着油价上涨等原因,近年来超载车辆越来越多,与设计荷载相比超载十分严重。在重荷载重复作用下,特别在车辆启动或刹车频繁的叉路口及转弯处沥青路面很快产生破坏,推移、裂缝尤为常见。
  四、结束语:总之,沥青混凝土路面早期病害的产生有多方面的因素,无论设计方面、还是施工方面都存在一些不足。鉴于目前沥青混凝土路面病害早期化的特点,在优化设计的同时,更为重要的是应该加强施工管理、提高现场施工质量,施工,尽量在提高沥青路面使用性能的同时,延长使用寿命,提高投资效益。
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