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【摘 要】 交通日益发达,公路建设的状况成了人们关注的重点。现在各行各业发展速度普遍加快,对交通的需求就更大,车流量的增加,超载现象日趋严重,加之恶劣天气的影响,使得路面结构承载力大大降低,出现不同程度的损坏。鉴于此,本文就沥青路面损坏状态分析及损坏控制技术这一课题展开了简要的分析与探讨。
【关键词】 沥青路面;损坏;控制措施
前言:
沥青路面由于具有表面平整度好、无接缝、振动小、噪声低、行车舒适、养护维修方便、工期短、适宜分期修建等优势,因而得到了广泛的应用。但随着我国的经济发展,交通量的不断增加,很多公路的沥青混凝土路面出现了一定程度的早期破坏,包括开裂、松散、泛油、沉陷以及水破坏等。这无疑会影响车辆的运行,对公路的运营状况产生了很大影响。为了尽量减少这种状况的发生,需要总结目前各地高等级公路建设的成功经验,调查和分析各种早期破坏发生的原因,以提出相应合理的解决措施,从而提高我国公路建设质量和养护水平。
一、沥青路面损坏状态分析
(1)沉陷
沉陷指路基压实度不够或者是地基土质不良,在地下水的浸入、路基不稳定因素,再就是行车荷载等作用下产生的不均匀的竖向变形而导致路面局部下沉的现象。没有严格控制施工质量,同时没有妥善处理施工中出现的问题从而造成了沉陷的病害。沉陷给高速公路带来的危害很大,严重影响交通安全,在实际养护工作中必须及时处置。
(2)水损害
所谓水损害是指在沥青路面工程完成后,路面残留的水等与空气一同进入混合料存在的缝隙中,并逐渐深入混合料的内部。当水分没有被及时排出,残留在混合料中的水分,通过来往车辆荷载压力和温度等的作用下,就会向沥青和集料中蔓延,沥青会因为水的深入使其粘附性大大降低,不能很好的与集料粘合,甚至发生脱落现象,最终造成强度达不到标准值。如果没有对水损害进行及时的补救,久而久之,就会引起其他不同形式的病害出现,如松散、车辙、推挤变形等。要确保沥青路面抗水损害的能力,就要在施工时注重矿料的质量控制,以及沥青和矿料间的相互作用是否符合要求,同时,还要注重沥青混合料的空隙率和沥青膜的厚度,防止水分和空气有缝可钻,这些都是确保路面水稳定性的关键因素。
(3)沥青路面裂缝
裂缝作为沥青路面最为常见的早期病害,同时也是造成沥青路面水损坏、沉陷、坑槽等病害的诱因,沥青路面裂缝的类型主要有龟裂、纵向裂缝、横向裂缝以及反射裂缝等几种形式。龟裂主要是由于沥青路面长期处于车辆荷载作用之下,应力应变的交迭变化造成沥青路面出现疲劳断裂破坏;纵向裂缝则主要是由于车辆荷载作用过大、路面承载能力不足、路基压实度不均匀或由于路基边缘受水侵蚀产生不均匀沉陷等原因造成的;横向裂缝大多都是由于温度应力超过沥青混合料的抗拉强度所造成的;反射裂缝则主要是由于半刚性基层由于温度变化产生的温缩裂缝或干缩裂缝向上反射形成。
(4)车辙
车辙是轮迹处深度大于10mm的纵向带状凹槽(辙槽)在大型车辆的反复碾压下产生永久变形和塑性流动而逐渐形成。造成这种病害的原因是大吨位、集装车、超重车等车辆反复在公路上行驶碾压,从而出现永久性的塑性流动、变形而导致的。
(5)沥青路面松散
松散主要是指沥青路面中集料颗粒在沥青混凝土中剥离的问题,造成沥青路面出现松散主要是由于集料颗粒与裹覆沥青之间粘结力的丧失,具体分析造成沥青路面出现松散的原因主要有以下几方面:用于沥青混合料的集料除尘施工工艺控制不当,粉尘过多造成集料与沥青膜厚度的粘结强度不足,在荷载作用以及反复摩擦下致使集料颗粒脱落;沥青路面施工中出现离析问题,离析区域缺少细集料,只有粗集料的相互嵌挤,沥青的老化后沥青与集料粘结力不断下降,造成集料颗粒的剥落;沥青路面的压实度不足,混合料内部的粘聚力得不到保障,造成集料容易在混合料内部脱离,引发沥青路面出现松散问题。
(6)表面损坏类
沥青路面发生表面损坏类的破坏,主要影响其使用功能,如造成路面的不平整或致使其抗滑性能下降。
泛油主要是由于混合料中沥青用量偏多,沥青稠度低造成的。波浪则是指在路面上形成有规则的低洼和凸起,这主要是由于沥青分布不均匀造成的,在沥青多的地方矿料较厚,沥青少的地方矿料薄,在不断的车辆荷载作用下就会形成高低不平的路面。拥包则是在沥青面层的抗剪强度不够时由于车辆荷载的横向作用而形成的。这种病害主要是由于沥青的稠度偏低,用量偏多,或是由于混合料的级配不好,细集料偏多而产生的。
总结起来造成沥青路面发生病害的成因可以分为2大类:外部因素和内部因素。
外部因素就是一些客观因素对沥青路面的正常使用造成的影响,如客观的地质条件。在道路修建完成后,外界的空气和水分就会混入混合料内部,加上路基下的地下水或是冻土等原因,车辆荷载作用下会导致沥青路面产生大量裂缝、松散、坑槽、沉陷等病害;有时甚至会遇到软土地基,如果处理不当会产生局部路基沉降,导致沥青路面被拉裂,形成大规模的坑槽和网裂。另外天气因素也会影响沥青路面的施工质量。如遇到雨天部分水分会被封闭在混合料中,影响到沥青和矿料的结合,同样寒冷潮湿的天气也会影响沥青混合料的压实度、粘性和混合料的稳定性,从而导致沥青路面的病害。
内部因素就是原材料以及配合比对沥青路面的影响。首先各种砂料必须要干净并且达到规范要求,尺寸规格也要进行严格测试,而在实际施工中不可避免的是砂料含有大量的泥,矿料超径多,没有严格控制。同样沥青混凝土配合比的设计要求经过4个阶段,目标配合比、生产配合比、生产配合比验证和试拌试铺阶段。如果在实际施工中没有确保各阶段要达到的要求,并且在拌和时温度没有严格控制,温度过高会导致沥青变质没有粘性,使沥青混凝土松散;温度过低混合料拌和不均匀,碾压成型困难,压实度、平整度达不到设计要求,从而導致病害形成。 二、沥青路面损坏状态的损坏控制技术
(1)车辙的养护
铣刨有车辙路段。铣刨后应切缝清理路床,以保证接口平顺。因车辆行驶推移而产生的车辙,应将出现车辙的面层切削或铣刨清除,然后重铺沥青面层。在一级公路上可以采用(SMA)或(SBS)改性沥青混合料、或聚乙烯改性沥青混合料等来修补车辙。因面层与基层间有不稳定的夹层而形成的车辙,需将面层挖除,清除夹层后,重作面层。因为基层强度不足、水稳性能不好,使基层局部下沉而造成的车辙,要先处理基层。
(2)水损害的养护决策
由于沥青路面水损害最直接的表现就是坑槽与沉陷问题,因此对于沥青路面水损害的也主要是针对路面坑槽以及沉陷的修补。在养护决策的制定上应该根据沥青路面病害的实际情况,综合选择永久性修补、办永久性修补以及临时修补等几项措施。其中永久性修补主要适用于路面条件相对较好的路面,主要是对路面水损害区域的破损材料挖除以及新的沥青混合料置换施工。半永久性修补则是为了避免坑槽或者是沉陷向更大面积的发展,修补方法主要是局部挖补。临时性修补则主要是针对已经影响车辆行驶的破损进行的修补,修补方法主要是将坑槽切割成矩形进行的挖补。
(3)路面沉陷的修复
将切割机把沉陷断面的水稳层与沥青面层进行切开作业,而后根据沉陷修复养护工艺流程对其进行处理沉陷深度不大于2.5cm时,精铣刨1cm,摊铺橡胶沥青同步碎石封层或超薄磨耗层填补,在界面上覆盖洒粘层油布,在不大于6cm的分层填筑并压实,在修复完成后,待修复区域冷却到50℃以下后,即可将交通恢复
(4)路基病害的预防
路基病害中,地基不均匀沉降多出现在公路建设完工以后,所以路基病害的防治措施应该是以防为主。在进行工程设计之前,首先应该对施工地段进行认真详细的地质勘探,然后根据地基的地质情况和建设的实际要求,全面分析然后确立合理的工程布局和结构类型,并在需要的部分设置沉降缝。
在对路堤基底进行填筑前,要对基底的土质、植物等情况进行详细了解,并做出相应措施,要按照技术规范的要求认真做好基底填筑的前期工作。一般会在施工场地先开通一条施工专用道,并将专用道上的杂物清理干净,以便施工运输通畅。用挖掘机、推土机等对填筑地面进行清理,表面的土壤清除厚度一般在10cm-30cm之内,清理的杂物不能随意堆放,而妨碍到工程施工,应对其进行合理的处理和堆放。选用级配良好的粗粒土作为填筑材料,不同填料填筑路基时,应按规范要求控制好松铺厚度、最佳含水量、填料粒径等,然后进行分层填筑。在使得每层的压实度达到规定后,再继续进行上一层的填筑;路基填料的含水量应均匀,控制在最佳含水量两个百分点之内,在填筑上层土时,应对下层填土的压实度和含水量进行技术排查,合格后方能填筑上层土。
三、结语
综上所述,沥青路面的损坏状态有很多种,道路的损坏不仅不能保证车辆的行驶安全,而且还带来了经济负担。为保证沥青路面的使用质量完好,应加强施工的各个环节控制,采取相应的防治养护措施,以保证高速公路整體质量。
参考文献:
[1]李福普.解决高速公路沥青路面早期损坏的技术途径[J].石油沥青,2006,06:1-9.
[2]付均强.沥青路面初期损坏和典型损坏特征分析[J].山西建筑,2007,17:286-287.
[3]吴玉华,徐海超.沥青路面损坏病因分析及防治对策[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2010,06:90-91.
[4]黄凯.沥青公路路面损坏原因分析[J].中国高新技术企业,2009,02:156-157.
【关键词】 沥青路面;损坏;控制措施
前言:
沥青路面由于具有表面平整度好、无接缝、振动小、噪声低、行车舒适、养护维修方便、工期短、适宜分期修建等优势,因而得到了广泛的应用。但随着我国的经济发展,交通量的不断增加,很多公路的沥青混凝土路面出现了一定程度的早期破坏,包括开裂、松散、泛油、沉陷以及水破坏等。这无疑会影响车辆的运行,对公路的运营状况产生了很大影响。为了尽量减少这种状况的发生,需要总结目前各地高等级公路建设的成功经验,调查和分析各种早期破坏发生的原因,以提出相应合理的解决措施,从而提高我国公路建设质量和养护水平。
一、沥青路面损坏状态分析
(1)沉陷
沉陷指路基压实度不够或者是地基土质不良,在地下水的浸入、路基不稳定因素,再就是行车荷载等作用下产生的不均匀的竖向变形而导致路面局部下沉的现象。没有严格控制施工质量,同时没有妥善处理施工中出现的问题从而造成了沉陷的病害。沉陷给高速公路带来的危害很大,严重影响交通安全,在实际养护工作中必须及时处置。
(2)水损害
所谓水损害是指在沥青路面工程完成后,路面残留的水等与空气一同进入混合料存在的缝隙中,并逐渐深入混合料的内部。当水分没有被及时排出,残留在混合料中的水分,通过来往车辆荷载压力和温度等的作用下,就会向沥青和集料中蔓延,沥青会因为水的深入使其粘附性大大降低,不能很好的与集料粘合,甚至发生脱落现象,最终造成强度达不到标准值。如果没有对水损害进行及时的补救,久而久之,就会引起其他不同形式的病害出现,如松散、车辙、推挤变形等。要确保沥青路面抗水损害的能力,就要在施工时注重矿料的质量控制,以及沥青和矿料间的相互作用是否符合要求,同时,还要注重沥青混合料的空隙率和沥青膜的厚度,防止水分和空气有缝可钻,这些都是确保路面水稳定性的关键因素。
(3)沥青路面裂缝
裂缝作为沥青路面最为常见的早期病害,同时也是造成沥青路面水损坏、沉陷、坑槽等病害的诱因,沥青路面裂缝的类型主要有龟裂、纵向裂缝、横向裂缝以及反射裂缝等几种形式。龟裂主要是由于沥青路面长期处于车辆荷载作用之下,应力应变的交迭变化造成沥青路面出现疲劳断裂破坏;纵向裂缝则主要是由于车辆荷载作用过大、路面承载能力不足、路基压实度不均匀或由于路基边缘受水侵蚀产生不均匀沉陷等原因造成的;横向裂缝大多都是由于温度应力超过沥青混合料的抗拉强度所造成的;反射裂缝则主要是由于半刚性基层由于温度变化产生的温缩裂缝或干缩裂缝向上反射形成。
(4)车辙
车辙是轮迹处深度大于10mm的纵向带状凹槽(辙槽)在大型车辆的反复碾压下产生永久变形和塑性流动而逐渐形成。造成这种病害的原因是大吨位、集装车、超重车等车辆反复在公路上行驶碾压,从而出现永久性的塑性流动、变形而导致的。
(5)沥青路面松散
松散主要是指沥青路面中集料颗粒在沥青混凝土中剥离的问题,造成沥青路面出现松散主要是由于集料颗粒与裹覆沥青之间粘结力的丧失,具体分析造成沥青路面出现松散的原因主要有以下几方面:用于沥青混合料的集料除尘施工工艺控制不当,粉尘过多造成集料与沥青膜厚度的粘结强度不足,在荷载作用以及反复摩擦下致使集料颗粒脱落;沥青路面施工中出现离析问题,离析区域缺少细集料,只有粗集料的相互嵌挤,沥青的老化后沥青与集料粘结力不断下降,造成集料颗粒的剥落;沥青路面的压实度不足,混合料内部的粘聚力得不到保障,造成集料容易在混合料内部脱离,引发沥青路面出现松散问题。
(6)表面损坏类
沥青路面发生表面损坏类的破坏,主要影响其使用功能,如造成路面的不平整或致使其抗滑性能下降。
泛油主要是由于混合料中沥青用量偏多,沥青稠度低造成的。波浪则是指在路面上形成有规则的低洼和凸起,这主要是由于沥青分布不均匀造成的,在沥青多的地方矿料较厚,沥青少的地方矿料薄,在不断的车辆荷载作用下就会形成高低不平的路面。拥包则是在沥青面层的抗剪强度不够时由于车辆荷载的横向作用而形成的。这种病害主要是由于沥青的稠度偏低,用量偏多,或是由于混合料的级配不好,细集料偏多而产生的。
总结起来造成沥青路面发生病害的成因可以分为2大类:外部因素和内部因素。
外部因素就是一些客观因素对沥青路面的正常使用造成的影响,如客观的地质条件。在道路修建完成后,外界的空气和水分就会混入混合料内部,加上路基下的地下水或是冻土等原因,车辆荷载作用下会导致沥青路面产生大量裂缝、松散、坑槽、沉陷等病害;有时甚至会遇到软土地基,如果处理不当会产生局部路基沉降,导致沥青路面被拉裂,形成大规模的坑槽和网裂。另外天气因素也会影响沥青路面的施工质量。如遇到雨天部分水分会被封闭在混合料中,影响到沥青和矿料的结合,同样寒冷潮湿的天气也会影响沥青混合料的压实度、粘性和混合料的稳定性,从而导致沥青路面的病害。
内部因素就是原材料以及配合比对沥青路面的影响。首先各种砂料必须要干净并且达到规范要求,尺寸规格也要进行严格测试,而在实际施工中不可避免的是砂料含有大量的泥,矿料超径多,没有严格控制。同样沥青混凝土配合比的设计要求经过4个阶段,目标配合比、生产配合比、生产配合比验证和试拌试铺阶段。如果在实际施工中没有确保各阶段要达到的要求,并且在拌和时温度没有严格控制,温度过高会导致沥青变质没有粘性,使沥青混凝土松散;温度过低混合料拌和不均匀,碾压成型困难,压实度、平整度达不到设计要求,从而導致病害形成。 二、沥青路面损坏状态的损坏控制技术
(1)车辙的养护
铣刨有车辙路段。铣刨后应切缝清理路床,以保证接口平顺。因车辆行驶推移而产生的车辙,应将出现车辙的面层切削或铣刨清除,然后重铺沥青面层。在一级公路上可以采用(SMA)或(SBS)改性沥青混合料、或聚乙烯改性沥青混合料等来修补车辙。因面层与基层间有不稳定的夹层而形成的车辙,需将面层挖除,清除夹层后,重作面层。因为基层强度不足、水稳性能不好,使基层局部下沉而造成的车辙,要先处理基层。
(2)水损害的养护决策
由于沥青路面水损害最直接的表现就是坑槽与沉陷问题,因此对于沥青路面水损害的也主要是针对路面坑槽以及沉陷的修补。在养护决策的制定上应该根据沥青路面病害的实际情况,综合选择永久性修补、办永久性修补以及临时修补等几项措施。其中永久性修补主要适用于路面条件相对较好的路面,主要是对路面水损害区域的破损材料挖除以及新的沥青混合料置换施工。半永久性修补则是为了避免坑槽或者是沉陷向更大面积的发展,修补方法主要是局部挖补。临时性修补则主要是针对已经影响车辆行驶的破损进行的修补,修补方法主要是将坑槽切割成矩形进行的挖补。
(3)路面沉陷的修复
将切割机把沉陷断面的水稳层与沥青面层进行切开作业,而后根据沉陷修复养护工艺流程对其进行处理沉陷深度不大于2.5cm时,精铣刨1cm,摊铺橡胶沥青同步碎石封层或超薄磨耗层填补,在界面上覆盖洒粘层油布,在不大于6cm的分层填筑并压实,在修复完成后,待修复区域冷却到50℃以下后,即可将交通恢复
(4)路基病害的预防
路基病害中,地基不均匀沉降多出现在公路建设完工以后,所以路基病害的防治措施应该是以防为主。在进行工程设计之前,首先应该对施工地段进行认真详细的地质勘探,然后根据地基的地质情况和建设的实际要求,全面分析然后确立合理的工程布局和结构类型,并在需要的部分设置沉降缝。
在对路堤基底进行填筑前,要对基底的土质、植物等情况进行详细了解,并做出相应措施,要按照技术规范的要求认真做好基底填筑的前期工作。一般会在施工场地先开通一条施工专用道,并将专用道上的杂物清理干净,以便施工运输通畅。用挖掘机、推土机等对填筑地面进行清理,表面的土壤清除厚度一般在10cm-30cm之内,清理的杂物不能随意堆放,而妨碍到工程施工,应对其进行合理的处理和堆放。选用级配良好的粗粒土作为填筑材料,不同填料填筑路基时,应按规范要求控制好松铺厚度、最佳含水量、填料粒径等,然后进行分层填筑。在使得每层的压实度达到规定后,再继续进行上一层的填筑;路基填料的含水量应均匀,控制在最佳含水量两个百分点之内,在填筑上层土时,应对下层填土的压实度和含水量进行技术排查,合格后方能填筑上层土。
三、结语
综上所述,沥青路面的损坏状态有很多种,道路的损坏不仅不能保证车辆的行驶安全,而且还带来了经济负担。为保证沥青路面的使用质量完好,应加强施工的各个环节控制,采取相应的防治养护措施,以保证高速公路整體质量。
参考文献:
[1]李福普.解决高速公路沥青路面早期损坏的技术途径[J].石油沥青,2006,06:1-9.
[2]付均强.沥青路面初期损坏和典型损坏特征分析[J].山西建筑,2007,17:286-287.
[3]吴玉华,徐海超.沥青路面损坏病因分析及防治对策[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2010,06:90-91.
[4]黄凯.沥青公路路面损坏原因分析[J].中国高新技术企业,2009,02:156-157.