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2009-11-03 13:07 【大 中 小】【打印】【我要糾錯】
摘要:瀝青混凝土路面因其平整度好,行車(chē)平穩舒適、噪音低、易維護而在城市道路建設中得到廣泛應用。但是,在已建成的城市道路瀝青路面中,過(guò)早出現裂縫、水破壞、松散、泛油、推移等病害嚴重影響使用性能的路段也為數不少,這些病害的出現嚴重影響了行車(chē)速度、行車(chē)安全,加大了汽車(chē)磨損,縮短了瀝青路面使用壽命,也越來(lái)越引起業(yè)內人士的普遍關(guān)注。
關(guān)鍵詞:瀝青路面;病害;防治措施
1、病害原因分析
1.1裂縫
瀝青混凝土路面裂縫主要有縱向裂縫和橫向裂縫兩種?v向裂縫的產(chǎn)生主要是由于地基和填土在橫向不可避免的不均勻性所造成的,特別是在舊路基拓寬地段,由于土質(zhì)臺階處理不規范、分層填筑厚度及壓實(shí)度控制不嚴,尤其在有表面水滲入的情況下,這些地段往往是縱向裂縫的高發(fā)區。橫向裂縫的產(chǎn)生往往是由于溫度應力的作用而產(chǎn)生的疲勞裂縫。這種溫度裂縫往往起始于溫度變化率最大的表面并很快向下延伸,并隨著(zhù)時(shí)間增長(cháng)造成瀝青老化,瀝青面層的抗裂縫能力逐年降低,溫度裂縫也隨之增加。面層裂縫一旦發(fā)生沖刷、唧漿就會(huì )產(chǎn)生以縫為中心的下陷形變,同時(shí)引起裂縫兩側產(chǎn)生新裂縫甚至碎裂破壞。
1.2水破壞
所謂水破壞即降水透入路面結構層后使路面產(chǎn)生早期破壞的現象,它是目前瀝青混凝土路面早期病害中最常見(jiàn)也是破壞力最大的一種病害。水破壞的主要破壞形式有:網(wǎng)裂、坑洞、唧漿、轍槽等。
網(wǎng)裂:由于水滲入表面層后滯留在表面層的下部和下層的交界面上,因此在長(cháng)期行車(chē)荷載作用下,瀝青膜開(kāi)始從面層的底部剝落并逐漸向上擴展,隨著(zhù)下部大量碎石上瀝青的剝落,瀝青混凝土也就失去了強度從而產(chǎn)生網(wǎng)裂和形變。
坑洞:在行車(chē)荷載作用下,特別在降雨過(guò)程中和雨后行車(chē)道上的局部網(wǎng)裂會(huì )逐漸松散,松散的石料被車(chē)輪甩出形成坑洞。由于瀝青混凝土的不均勻性,坑洞總是先在瀝青混凝土空隙率較大處產(chǎn)生,隨著(zhù)時(shí)間推移,將會(huì )造成路面大面積破損。
唧漿:當水透入瀝青面層并滯留在半剛性基層頂面時(shí),在大量高速行車(chē)作用下,自由水產(chǎn)生很大的壓力并沖刷基層混合料表層的細料形成灰漿,灰漿又被行車(chē)壓唧,通過(guò)各種形狀不一的裂縫(縱、橫、斜裂縫及網(wǎng)裂)到路表面形成唧漿。在灰漿數量大的情況下,可能很快形成更為嚴重的裂縫,在數量小的情況下,可使路面形成網(wǎng)裂或形變。某處一旦有灰漿唧出,該處很快就會(huì )產(chǎn)生網(wǎng)裂和形變,隨后的降水就更容易透入,并形成惡性循環(huán),最終導致路面嚴重破壞。
轍槽:自由水進(jìn)入面層后,使瀝青與碎石的粘結力減弱。在行車(chē)荷載作用下,滯留在面層下部的水使礦料特別是粗集料表面裹覆的瀝青膜逐漸剝落,使瀝青混凝土的強度逐漸降低,直至完全松散。在行車(chē)輪跡下向兩側(特別向外側)擠出,使輪跡帶下陷,同時(shí)使其兩側鼓起,形成嚴重轍槽。形成轍槽后,降雨過(guò)程和雨后轍槽就會(huì )變成積水槽,致使水有更長(cháng)的時(shí)間透入瀝青面層形成更加嚴重的水破壞。
1.3松散
松散是由于瀝青混凝土表面層中的集料顆粒脫落,從表面向下發(fā)展的漸進(jìn)過(guò)程。集料顆粒與裹覆瀝青之間喪失粘結力是顆粒脫落的主要原因?赡軐е滤缮⒌那闆r還有:
1)集料顆粒被足夠厚的粉塵包裹,使瀝青膜粘結在粉塵上,而不是粘結在集料顆粒上,表面的摩擦力磨掉瀝青膜,并使集料顆粒脫落。這種情況的產(chǎn)生主要是由于集料含泥量超標所造成的。
2)表面離析處往往缺少大部分細集料,離析面上粗集料與粗集料相接觸,但只有在少數接觸點(diǎn)瀝青膜與集料粘結。隨時(shí)間增長(cháng),瀝青會(huì )老化,瀝青膜剝落會(huì )使瀝青與集料的粘結力減弱,孔隙中的水凍結會(huì )破壞粘結力,或足夠大的摩擦力會(huì )破壞離析面上的集料顆粒而產(chǎn)生松散。
3)瀝青混凝土面層要有高密實(shí)度才能保證瀝青混合料的粘聚力,如果混合料密實(shí)度不夠,集料就容易從混合料中脫落而形成局部松散。
1.4泛油
瀝青從瀝青混凝土層的內部和下部向上移動(dòng),使表面有過(guò)多瀝青的現象稱(chēng)作泛油。在嚴重泛油路段,瀝青面層表面發(fā)光發(fā)亮,以摩擦系數和表面構造深度表征的抗滑性能達不到行車(chē)要求時(shí)往往會(huì )造成交通事故。瀝青用量過(guò)大是產(chǎn)生瀝青面層泛油的最主要原因。
1)瀝青混合料配合比設計的擊實(shí)功不夠。我國在設計瀝青混合料配合比時(shí)通常采用馬歇爾試驗方法。當初在開(kāi)發(fā)和確定馬歇爾試驗方法時(shí),選定室內試驗的壓實(shí)功是要使室內產(chǎn)生的密度等于路面在行車(chē)荷載作用下最終達到的密度。如果室內所用擊實(shí)功產(chǎn)生的密度小于使用過(guò)程中所達到的最終密度,所選定的瀝青用量就會(huì )偏多,但目前由于各種原因室內試驗所得到的密度遠遠低于使用過(guò)程中所達到的最終密度,這使現場(chǎng)施工中產(chǎn)生瀝青用量過(guò)大不足為奇。
2)施工控制不嚴和管理不善。有些施工單位在生產(chǎn)過(guò)程中私自改變配合比、瀝青混合料拌合不均都是造成瀝青混凝土路面局部瀝青用量偏大的主觀(guān)原因。
3)少數施工單位習慣于使用瀝青用量過(guò)大的混合料。有些人認為瀝青用量越大,裹覆礦料的瀝青膜越厚,瀝青混合料的粘結力就越大。但實(shí)際情況恰恰相反,包覆礦料的瀝青膜越薄,瀝青混合料的粘結力就越大。
1.5推移
推移的產(chǎn)生一般與基層施工質(zhì)量、透油層灑布質(zhì)量、超載車(chē)輛比重加大、瀝青混合料性能不良等因素有關(guān)。在瀝青混凝土路面鋪筑前,由于基層表面清掃不干凈、透層油灑布不均等都會(huì )容易造成瀝青面層和基層粘結不良。瀝青面層建成運營(yíng)后在大量行車(chē)荷載(超載車(chē)輛)作用下,由于與基層粘結不良特別在瀝青面層施工接縫處開(kāi)始產(chǎn)生推移,隨著(zhù)時(shí)間增長(cháng),輪跡帶兩側會(huì )產(chǎn)生壅包,甚至會(huì )出現由于推移而造成的嚴重裂縫。在基層平整度較差、面層厚度較薄的地段往往由于施工質(zhì)量等原因,基層不平整會(huì )反映到瀝青路面上,車(chē)輛荷載作用下面層不平整會(huì )愈加明顯,形成波浪。
2、病害預防措施
瀝青混凝土路面早期病害不能徹底消除,但是可以通過(guò)優(yōu)化設計、加強施工管理、提高現場(chǎng)施工質(zhì)量等措施去預防,將其危害降到最低,從而延長(cháng)瀝青混凝土路面的使用壽命。
2.1裂縫
1)在路基施工過(guò)程中特別在路基拓寬地段、路橋(涵)銜接處嚴格控制填土厚度及填料的均勻性,并保證達到規范要求的壓實(shí)度,可有效防止裂縫的形成。
2)瀝青往往隨著(zhù)時(shí)間增長(cháng)而老化,瀝青面層的抗裂縫能力會(huì )逐年降低,所以采用優(yōu)質(zhì)瀝青會(huì )明顯減少溫度裂縫。試驗證明,在其它條件相同的情況下,采用較。ㄡ樔攵却螅┑臑r青有利于減少溫度裂縫。
3)瀝青面層常有因基層施工質(zhì)量不高而引起的反射裂縫。因此,在基層施工中,及時(shí)的養護、良好的接頭處理及整體強度是有效防治瀝青面層反射裂縫的有效方法之一。
2.2水破壞
1)選擇合適的混凝土類(lèi)型。瀝青面層各層應盡量使用空隙率≯5%的密實(shí)型瀝青混凝土。從當前的技術(shù)水平看,密實(shí)式粗集料斷級配瀝青混凝土既具有良好的不透水性,又具有明顯優(yōu)于連續級配瀝青混凝土(如AC—16Ⅰ、AC—20Ⅰ、AC—25Ⅰ)的高溫抗永久形變能力,用前者作為表面層時(shí),還具有良好的抗滑性能。
2)使用優(yōu)質(zhì)瀝青及抗剝落劑以增強瀝青與碎石的粘附性。一般情況下,酸性石料(花崗巖、玄武巖等)與瀝青的粘附性較差,所以在高等級公路中,宜使用針入度較小的瀝青并采用抗剝落劑。嚴格控制細集料含泥量也是提高瀝青與碎石的粘附性的有力措施。
3)提高施工質(zhì)量。施工前原材料的選用必須規格、均勻、合理,配合比設計必須嚴密。在施工過(guò)程中必須注意瀝青混凝土拌合的均勻性,防止粗細集料離析。嚴格控制瀝青混合料拌合溫度、出場(chǎng)溫度及碾壓溫度,混合料拌合溫度過(guò)高會(huì )容易造成瀝青老化,與集料的粘附性也會(huì )明顯降低,嚴重時(shí)會(huì )造成面層局部色澤不一致等現象。
4)嚴格控制超載車(chē)輛。公路管理部門(mén)應該按照《公路法》及交通部《超限運輸車(chē)輛行駛公路規定》的要求對超載車(chē)輛進(jìn)行強制卸載,并在入口處設卡不得讓超載車(chē)輛進(jìn)入高速公路。
5)優(yōu)化設計。瀝青面層層間應使用防水材料,無(wú)論是何種瀝青混合料,必然有一定的空隙率存在,就會(huì )遭受一定的水破壞。在瀝青面層表面涂上防水材料,形成一種不透水的薄膜封層,能使瀝青面層中因降雨而聚集的水大大減少。
2.3松散
1)選用合格的原材料,特別嚴格控制細集料含泥量及礦粉摻量以增強瀝青混合料的粘結力。
2)嚴格控制施工溫度及壓實(shí)效果。瀝青混合料施工溫度過(guò)高會(huì )導致瀝青老化,降低與礦料的粘附性;溫度過(guò)低會(huì )導致混合料壓實(shí)困難,造成混合料內部空隙率過(guò)大。
3)嚴格控制瀝青混合料均勻性,防止混合料離析。
2.4泛油由于泛油往往是瀝青用量過(guò)大造成的,所以在配合比設計階段必須嚴格按照試驗規程進(jìn)行最佳油石比的選定;在施工過(guò)程中嚴格按照工程師批準的配合比進(jìn)行施工,任何人不得隨意改變生產(chǎn)配合比。
2.5推移、壅包、波浪
1)加強路面基層施工質(zhì)量,提高基層平整度是有效防治病害的條件之一。同時(shí),瀝青面層鋪筑前透層油的灑布尤為重要,透層油灑布前首先必須認真清掃基層表面浮土及雜物并且保證透層油灑布的均勻性和設計用量,提高基層與面層的粘結力。
2)有效阻止超載車(chē)輛。隨著(zhù)油價(jià)上漲等原因,近年來(lái)超載車(chē)輛越來(lái)越多,與設計荷載相比超載十分嚴重。在重荷載重復作用下,特別在車(chē)輛啟動(dòng)或剎車(chē)頻繁的叉路口及轉彎處瀝青路面很快產(chǎn)生破壞,推移、裂縫尤為常見(jiàn)。
3、結束語(yǔ)
總之,瀝青混凝土路面早期病害的產(chǎn)生有多方面的因素,有設計方面的原因,也有施工方面的原因。鑒于目前瀝青混凝土路面病害早期化的特點(diǎn),在優(yōu)化設計的同時(shí),更為重要的是應該加強施工管理、提高現場(chǎng)施工質(zhì)量,規范施工,盡量在提高瀝青路面使用性能的同時(shí),延長(cháng)使用壽命,提高投資效益。
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