浅谈沥青路面常见病害成因及防治对策

2011-08-15 00:48吴祖樟
科学之友 2011年15期
关键词:车辙面层沥青路面

吴祖樟,熊 丽

(南昌市市政工程开发有限公司,江西 南昌 330006)

沥青路面属柔性路面,因其行车平稳、舒适、养护方便等优点而被广泛采用,但沥青路面的破坏现象十分普遍,常见的有沉陷、车辙、裂缝、推移、泛油、松散和坑槽等,因而降低了路面的使用寿命,影响道路的使用性能。

1 沥青路面的常见病害及成因

1.1 沉陷

沉陷是指路面在车轮荷载作用下,其表面凹陷变形或同时凹陷两侧伴有隆起的现象,有大面积下陷和局部沉陷两类。

引起大面积沉陷的原因可能是路基压实度不够所致的路基不均匀沉降,或地基土质不良且水文条件差土基湿软下陷;局部小面积沉陷一般是由于局部承载力不足,不能承受通过路面传给路基的轮载应力,路面发生龟裂,当水渗入后损坏的基层进一步软化,产生较大的竖直变形导致沉陷和开裂,在一些高填方、半填半挖路段以及构造物两端较为常见。

1.2 车辙

车辙是指沥青路面在汽车荷载重复作用下沿着纵向产生的带状凹陷或伴以纵向为主的裂缝。

产生车辙的原因是在行车荷载多次重复作用下,路基路面各层竖直方向永久变形和塑性流动而逐渐形成。由于沥青混合料具有一定的蠕变和应力松弛现象,在行车载荷作用下,当沥青混合料的受力超过其弹性极限和屈服点,就可能产生塑性变形,不断积累形成车辙。特别是在高温季节,沥青面层蠕变累积的永久变形量较大。车辙的出现,在后期常常伴随有裂缝产生,而有裂缝的路面其车辙形成的速率也会迅速地加快。

根据车辙形成原因的不同,可大致将其分为3类:

(1)失稳型车辙。多发于轮迹处,主要是由于沥青混合料的高温蠕变累积,是沥青路面车辙的主要形式。

(2)结构型车辙。这种车辙主要是由于路基变形累积所导致的面层永久变形。

(3)磨耗型车辙。主要是由于沥青路面材料在车轮磨耗和自然环境因素作用下逐渐破损剥离而形成。

1.3 推移

推移是沥青路面材料沿行车方向发生剪切或拉裂破坏而出现推挤和拥起的现象。

当沥青路面受到较大的水平荷载作用时,车辆荷载引起的竖直力和水平力的综合作用使结构层内的剪应力或拉应力超过材料的抗剪或抗拉强度即会产生推移。推移的产生与沥青混合料配合比、各结构层的施工质量、超载等因素有关。当沥青混合料含油量过大时,其中过多的沥青在高温时便成为混合料中的润滑剂,导致沥青面层在行车水平力作用下因抗剪强度不足而发生推移。在铺筑沥青混凝土路面前,基层表面清扫不干净、透油层洒布不均等都会造成面层和基层黏结不良,建成运营后在大量行车荷载作用下即容易产生推移、拥包,甚至出现严重裂缝。推移、拥包破坏了路面的平整度,加剧了车辆冲击对路面的破坏。

1.4 开裂

路面开裂属于较为常见的路面损坏现象,在车轮荷载反复作用下,沥青结构层底面产生的拉应力超过材料的疲劳强度,底面便发生开裂,并逐渐扩展到表面。

开裂的种类和原因有很多种。裂缝一般分为龟裂、纵、横裂缝。龟裂通常是由于路面的整体强度不够或沥青老化引起的网状裂纹。纵向裂缝主要是由基层的不均匀沉降引起的,在新旧路面或施工交界、路基半填半挖等处较为常见。横向裂缝则大多属于反射裂缝或温度收缩裂缝,是由于温度、湿度变化导致的面层裂缝或基层反射裂缝。

1.5 松散和坑槽

松散是沥青路面表面的集料松动、散离现象;而坑槽是松散材料散失后形成的凹坑。

当面层材料组合不当或施工质量差,结合料含量太少或黏结力不足时,使面层混合料中的集料失去黏结而成片散开,形成松散。若松散材料被车轮后的真空吸力以及风和雨水带离路面,或是面层网裂、龟裂的进一步发展,使松动碎块脱离面层,便形成大小不等的坑槽。

1.6 泛油

泛油是指过量的沥青在高温作用下膨胀,当膨胀至充满混凝土中空隙后溢出到路表的现象。高温时软化的沥青在荷载作用下极易被挤压溢出,造成泛油。

沥青混凝土配比不当,沥青用量过大是产生泛油的最主要原因。其次,施工控制不严、管理不善,在生产过程中擅自改变配合比以及沥青混合料拌和不均都是造成路面局部泛油的主观原因。另有一种泛油情形仅限于轮迹带上,主要原因是车辆的长期荷载使骨料发生错动而挤压沥青上泛。

在严重泛油路段,沥青面层表面发光发亮,摩擦系数小,表面构造深度浅,抗滑性能达不到行车要求,易造成交通事故。

2 沥青路面病害防治对策

2.1 设计质量控制

设计不合理是造成现阶段沥青路面破坏较多的原因之一。如结构层设计厚度偏薄,路面基层、底基层满足不了设计年限内行车荷载增长的需求,导致路面在使用中后期因承载力不足而发生破坏。其次,在路面结构层次设计还应满足不渗水的要求,因为水渗入后会造成基层、底基层及路基的破坏继而影响面层结构。所以在沥青混合料配合比设计时,在技术和工艺许可的条件下应优先选用连续密级配混合料,减少空隙率,提高沥青路面的防渗性能。若选用开级配或半开级配沥青碎石的沥青路面,则应在沥青面层下设下封层,防止雨水的渗入。

2.2 原材料质量控制

原材料的质量对沥青混合料的性能影响较大,应有严格的标准。首先沥青的选用十分关键,要挑选质量较优的沥青,特别是针入度、延度、软化点这三大指标必须符合规范要求。目前,沥青市场鱼龙混杂,一些沥青不达标,影响了沥青路面的寿命。其次,集料检验也至关重要。对于粗集料要注重颗粒尺寸、形状、耐磨硬度和黏附性指标;细集料应注重砂当量和黏附性等指标,进场后及时搭棚防雨、防晒。此外,矿物掺合料如矿粉、粉煤灰等的质量也应把好关。

2.3 施工质量控制

首先,拌制质量应予以保证。搅拌楼的生产能力应与工程规模相匹配,搅拌楼必须实现全过程自动控制,能够分析数据、核定生产量,进行拌和质量分析,最好具备二级除尘装置。在生产中做好生产配合比的设计,保证目标配合比在拌和中得以实现,杜绝沥青混合料质量先天不足的问题;在拌制工艺上应保证沥青混合料质量,保证各种材料用量准确,严抓拌和温度及时间的控制,保证沥青、集料及混合料拌和、储存、出场温度及拌和均匀性,并随时抽查,以便发现问题并及时纠正。

其次,要注意摊铺、碾压、养护质量。摊铺、碾压均应按规范操作,保证足够的压实度,且应待路面自然冷却至规定温度方可开放交通,并应控制开放交通后重载车辆的通行。

3 结束语

路面病害已是道路的主要危害之一,产生病害的原因是多方面的,应引起足够的重视。应根据病害的成因从设计、原材料到施工采取有针对性的预防和改善措施。在优化设计的同时,要加强施工管理、规范施工,提高施工质量和沥青路面的使用性能,延长使用寿命,提高投资效益。

[1]王力权.沥青混凝土路面常见病害的原因及防治[J].交通世界,2010,(1):190-191.

[2]王守明.沥青混凝土路面常见病害及防治措施探讨[J].中国新技术新产品,2010,(5):92.

[3]孙占峰.浅谈沥青路面早期病害与防治[J].山西建筑,2010,36(6):269-270.

[4]赵英.浅谈沥青路面病害成因与防治[J].山西建筑,2010,36(10):269-270.

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