西藏林芝市沥青路面早期破坏调查及成因探讨★

吕 光 东

(1.河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室，江苏 南京 210098； 2.西藏农牧学院水利土木工程学院，西藏 林芝 860000)



·道路·铁路·

西藏林芝市沥青路面早期破坏调查及成因探讨★

吕 光 东1,2

(1.河海大学岩土力学与堤坝工程教育部重点实验室，江苏 南京 210098； 2.西藏农牧学院水利土木工程学院，西藏 林芝 860000)

通过对西藏林芝市境内的沥青路面进行调查研究，从龟裂、裂缝、坑槽、松散、沉陷、泛油等方面，分析总结了西藏林芝市沥青路面早期破坏的类型，并探讨了各破坏类型的成因，为该地区沥青路面早期破坏的防治提供了依据。

沥青路面，早期破坏调查，成因

1 研究路段调查

1.1 选取研究对象

以G318西藏林芝市境内的东久—米拉山垭口区划段(起讫桩号K4129+000～K4486+000)的沥青路面为研究对象。调查以每1 km为一个基本单元，利用钢尺测量或目测、估测的方式进行。

1.2 研究路段基本情况

研究路段途经林芝、工布江达两县，是川藏公路G318的重要组成部分。该路段于20世纪60年代建成，2005年彻底整治为沥青路面。整治设计技术标准为：公路三级，设计车速30 km/h，路基宽7.5 m，行车道(路面)宽6.0 m，路面采用4 cm厚的AC-13C型直接铺筑在20 cm厚的水泥稳定砂砾(碎石)层上，路面横坡2%，路肩采用50 cm×15 cm×24 cm的路缘石加固[4]。

1.3 路面早期破坏调查

调查发现，该路段沥青路面破坏形式涵盖了沥青路面早期破坏类别所含14种破坏形式中的8种，分别有龟裂、横向裂缝、纵向裂缝、松散、坑槽、沉陷、泛油及修补。

1)全线范围内均有龟裂、横向裂缝、纵向裂缝，局部路面出现网裂，有的路段密集一些，有的稍微稀疏一些，如图1所示。

2)部分路段出现沉陷等现象，致使路面平整度较差，行车时有明显颠簸感。

3)路面上有明显的松散、坑槽。

4)部分路段泛油严重，部分路面表面虽然尚未破坏，但已经开始石子外露，其上裹覆的沥青已经开始剥离。

5)全路段均有修补，致使路面的观感质量和行车舒适性下降。

1.4 破坏形式汇总

对调查数据进行汇总，详见表1,图2,图3。

表1 早期破坏调查汇总表

从调查汇总结果不难看出，林芝市沥青路面早期破坏，主要以龟裂、纵裂、松散、坑槽和修补破坏为主。

2 主要破坏类型的成因

2.1 龟裂

龟裂是在沥青路面上表现为相互交错的小网格状裂缝，因其形状类似乌龟背壳而被称为龟裂，是沥青路面裂缝类破坏较为常见的一种。按裂缝块度、缝宽的大小及裂缝有无变形，分为轻、中、重三种。调查统计时，按龟裂外接矩形面积计量，测量时分别实地丈量并记录龟裂的外接矩形长和宽，然后计算损坏面积。如果同一片区域中存在不同严重程度的龟裂损坏，无法进行分块区分时，按其中最重的严重程度记录和统计[1]。

2.1.1 龟裂统计

调查发现，龟裂是研究路段的主要破坏形式，基本上每个基本调查单元内都存在，统计如表2所示。

表2 龟裂统计表 m2

2.1.2 龟裂成因

龟裂与行车荷载直接相关，通常发生在轮迹带处。由于行车荷载的作用，使沥青面层或稳定基层产生较大弯矩，在沥青路面或稳定基层内部发生应变和拉应力。当产生的应变和拉应力超过材料本身所具有的弹性应变极限和抗拉强度极限时，裂缝就会产生。

研究路段沥青路面结构本身承载能力较低，在日益增大的交通量及超载车辆的反复作用下，沥青面层和其下的半刚性基层材料逐渐失去承载能力，疲劳破坏就会产生。一开始是沿轮迹带出现单条或多条不规则的小裂缝，而后在裂缝间出现横向和斜向连接缝，形成裂缝网。

2.2 纵向裂缝

纵向裂缝是与道路中心线大致平行的单条裂缝，有时伴有少量支缝，按裂缝宽度大小及裂缝边缘的破坏情况分为轻、重两种等级。调查统计时，长度计量，计算时按0.2 m的影响宽度换算成损坏面积。按裂缝在行车方向的投影长度实地丈量或目测估计，如同一条裂缝的不同部分损坏程度不同，应根据不同的损坏程度分段测量和统计[1]。

2.2.1 纵裂统计

研究路段的纵裂情况如表3所示。

表3 纵裂统计表 m

2.2.2 纵裂成因

纵裂主要表现为纵向直线型和纵向弧线型两种形式。研究发现：路面施工时纵向搭接质量不好、路基的不均匀沉降、处于低洼(河谷)路段的路基长期受水浸蚀致使靠河路基滑动，是造成填土路基路面纵向开裂的主要原因；而对于半挖半填的路基而言，因新路基后期相对老路基发生不均匀沉降，新老路基结合处的路面被拉裂，形成纵裂。

2.3 横向裂缝

横向裂缝是与道路中心线近似垂直的裂缝，有时伴有少量支缝。裂缝间隔不等，数量逐年增加。按裂缝宽度大小及裂缝边缘的破坏情况分为轻、重两种[2]。计量计算方法和纵向裂缝一样。

2.3.1 横裂统计

研究路段的横裂情况如表4所示。

表4 横裂统计表 m

2.3.2 横裂成因

研究发现，致使研究路段沥青路面出现横裂主要是以下两方面引起的：

1)面层材料的低温收缩导致横裂。路面面层的沥青混合料具有高温松弛、低温收缩的特性。林芝市昼夜温差较大，且温度下降速率很快。在这种特殊的气候条件下，白天因温度上升松弛的沥青混合料，在温度迅速下降的过程中，应力来不及释放且会产生一定的积累，当超过沥青混合料的容许强度时，面层就会被拉裂，并逐步向下发展。因路面宽度较小，收缩时主要受纵向约束，产生横裂。

2)土的固结沉降产生横裂。调查发现，研究路段中桥梁或涵洞与沥青路面交接处横裂发育较普遍。经研究分析，桥台或涵洞台背均为钢筋混凝土结构，与其背后填土是两种不同的材料且有光滑的界面。台背土体在后期的固结沉降过程中，会顺着两者的界面向下发生固结变形，这种变形所产生的拉应力一旦大于上部沥青混合料的抗拉强度，就会产生裂缝。

2.4 松散及坑槽

集料与沥青分离、脱落，从而出现面层松散。而坑槽往往是松散发展的结果，当车轮驶过松散破坏区域时，会带走其中已经松散的小块面层集料，久而久之形成坑槽。其损坏面积按损坏所涉及区域的外接矩形面积计量，破坏程度分轻重两级[3]。

2.4.1 松散、坑槽统计

调查统计数据如表5所示。

表5 松散、坑槽统计表 m2

2.4.2 破坏成因

研究发现，水是引起松散及坑槽破坏的主要原因。在水的侵蚀作用下，沥青混合料间的粘结力降低，当受到行车荷载的反复作用时，这种损害不断加剧，导致沥青与集料脱落，从而出现面层松散；当车轮驶过松散破坏区域时，会带走面层中已经松散的小颗粒，在水和行车荷载的双重作用下，久而久之松散的面积和深度都会不断扩大，形成坑槽。

2.5 修补引起新破坏

修补是对已破坏的路面进行修复，而修补也会导致路面破坏的发展，引起新的破坏。其计量和计算同松散和坑槽的方法。

2.5.1 修补统计

调查发现，该类破坏也是研究路段的主要破坏形式之一，调查情况如表6所示。

表6 修补统计表 m2

2.5.2 破坏成因

修补是对前期破坏的一种修复，但修复的过程中为提高质量，会对已破坏的路面进行清理或扩大(加大)清理，比如切边、开槽、挖除、铣刨等。修补完成后，修补路块和原有路面的交界面，后期在外荷作用及水的侵蚀下极易破坏，甚至引起周边沥青路面的新破坏。

[1] 方俊伟.公路沥青路面预防性养护措施决策研究[D].大连：大连理工大学，2008.

[2] 李建明.等级公路沥青路面预防性养护决策的研究[D].兰州：兰州交通大学，2012.

[3] 詹生辉.高寒市沥青路面预防性养护[J].山西建筑，2009,35(28):276-277.

[4] 吕光东，何军杰，金建立.西藏林芝市沥青路面早期破坏防治措施研究的必要性探讨[J].科技经济导刊，2016(16):41-42.

Investigation on early damage of asphalt pavement in Nyingchi city of Tibet and its causes★

Lv Guangdong1,2

(1.Key Laboratory of Ministy of Education for Geomechanics and Embankment Engineering, Hohai University, Nanjing 210098, China;2.Faculty of Water Resources & Civil Engineering, Agricultural and Animal Husbandry College, Nyingchi 860000, China)

Through investigating and studying asphalt pavement of Nyingchi city in Tibet, starting from aspects of crazing, cracking, pit slot, loosing, settlement and bleeding, the paepr analyzes and summarizes early asphalt pavement damage types of Nyingchi city in Tibet, and explores various damage causes, which has provided some guidance for preventing early asphalt pavement damage.

asphalt pavement, early damage survey, causes exploration

1009-6825(2017)12-0108-03

2017-02-16★:西藏自治区科学技术厅自然科学基金项目(2015ZR-14-27)

吕光东(1982- )，男，在读硕士，讲师

U416.217

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