造成沥青路面早期破坏的原因及预防
【摘要】随着国民经济快速、协调发展,交通量的不断增长,我国道路交通量日益增大,车辆迅速大型化且严重超载,使公路路面面临严峻的考验。很多沥青路面均呈现出一定的早期破坏,因此为保证公路的实用性好畅通性,预防沥青路面的早期破坏不容忽视。
【关键词】沥青路面;早期;破坏;预防
0.前言
在我国的高等级公路的建设中,绝大部分都采用沥青混凝土路面。沥青混凝土路面以其比单纯的混凝土路面具有诸多优势特点,而越来越多地被应用到高等级公路。沥青混凝土面层具有养护时间短、养护维修方便、噪音低等优点适合于各种车辆的通行,但是由于裂缝、沉降、松散等病害使沥青路面正常维修期大大提前,直接影响了车辆的运行,加大了汽车磨损,缩短了沥青路面使用寿命,影响了行车的安全性和舒适性,增大了养护工作量,经济损失巨大。
1.造成沥青路面早期破坏的原因
沥青路面的设计使用寿命一般为10~15年,如果通车1~3年内就发生严重病害和较大面积损坏,称为早期破坏。早期破坏类型归纳为。
1.1水损坏
随着时间的推移,特别是长期下雨后,轮迹处路面向两边推挤而隆起,轮迹处继续沉陷,再发展,靠近轮迹的隆起部分破损,很快就出现面层松散、剥落、坑槽等。这是典型水损害现象。
1.2裂缝
裂缝是路面早期破损最常见的病害之一,它的危害在于从裂缝中不断进入水份使基层甚至路基软化,导致路面承载能力下降,加速路面破坏。其中包括横向裂缝和纵向裂缝两部分。
1.2.1横向裂缝
横向裂缝大多出现于路面两侧的硬路肩,逐渐发展而贯通全路幅。横向裂缝可分为荷载性裂缝和非荷载性裂缝两大类。荷载性裂缝是由于路面设计不当和施工质量低劣,或由于车辆严重超载,致使沥青面层或半刚性基层内产生的拉应力超过其疲劳强度而裂缝。非荷载性裂缝是横向裂缝的主要形式,它有两种情况:沥青面层温度收缩性裂缝和基层反射性裂缝。
1.2.2纵向裂缝
纵向裂缝可分为以下几种情况:首先,是由于路基压实度不均匀,路面不均匀沉陷而引起的:其次,是沥青面层分幅摊铺时,两幅接茬未处理好,在行车载荷作用下,易形成纵缝:再次是由于水的渗透破坏引起的。纵向裂缝,多发于半填半挖路基处、紧急停车带或路肩部位、行车道部位,主要由路基的不均匀沉降造成。
1.3网裂又叫龟裂
网裂产生的原因:网裂主要是由于路面的整体强度不足而引起的。一个原因可能是路面结构设计不合理,路基路面压实度不足,路面材料配合不当或未拌和均匀等使沥青与石料粘结性差;另一个原因可能是由于路面出现横向或纵向裂缝后未及时封填,致使水分渗入下层,使基层表面被泡软,在汽车荷载反复作用下,粉浆通过面层裂缝及空隙被压到表面产生唧浆,基层表面被逐步淘空,产生网裂。另外,沥青老化和汽车严重超载,使基层产生疲劳破坏也是导致沥青面层形成网裂的重要原因。为预防网裂必须加强货车的载重管理,在路面出现裂缝时要及时修补处理。
网裂的处治方法如下:对于轻微网裂可用玻璃纤维布罩面,对于大面积的网裂、常加铺乳化沥青封层或在补强基层后,再重新罩面,修复路面。
1.4车辙和推移
车辙是在行车荷载重复作用下,路面产生永久性变形积累形成的带状凹槽。主要是由于沥青混合料级配设计不合理、稳定性差或由于基层及面层施工时压实度不足,使轮迹带处的面层和基层材料在行车荷载反复作用下出现固结变形和侧向剪切位移引起。车辙和推移降低了路面平整度,当车辙达到一定深度时,由于辙槽内积水,极易发生汽车飘滑而导致交通事故。
1.4.1车辙和推移形成的主要原因如下
(1)行车荷载的影响。
(2)基层施工质量差。
(3)沥青面层高温稳定性差。
1.4.2预防车辙和推移病害的措施
首先,要选取合适的筑路材料。选用低针入度,高软化点,低含蜡量的高粘度沥青和表面粗糙、嵌挤作用好,与沥青粘结性能强的集料,可在一定程度上缓解车辙的形成。其次,在施工中要加强控制压实度,是避免压实度不足引起车辙的有效途径。再次,在高温季节,应严格控制大型超载车通行。
1.5松散
主要原因是采用的沥青粘结力差,沥青用量偏少,或所用的矿料过湿,铺撒不匀,或所用的嵌缝料不合规格而未能被沥青粘牢。
1.6坑槽
主要原因是面层的网裂、龟裂后不及时养护而逐渐形成的。另外基层局部强度不足,在行车作用下也易产生坑槽。路面上出现的坑槽病害,是龟裂、松散等其它损坏进一步发展的结果。
1.6.1沥青路面出现坑槽的原因有以下几种情况
首先,是由于面层的网裂、龟裂后不及时养护而逐渐形成的;其次,基层局部强度不足,在行车作用下也易产生坑槽;再次,水损害和油损害也是形成沥青路面坑槽的主要原因。
1.6.2预防坑槽损害的措施
首先要选用粘附性和抗老化性强的沥青,恰当采用集料,合理设计混合料级配; 其次要严格控制混合料的出厂、摊铺、碾压及终了温度,确保压实度达到规范要求,确保沥青面层的厚度和平整度;再次要确保路表排水畅通,以预防为主,对裂缝、小面积松散、沉陷等作用及时科学的维修,避免其迅速发展为坑槽。
1.7沉陷
一般是由基层局部成形不足,强度不够,在行车载荷和自然因素等作用下形成的。对于大面积沉陷往往是由于路基(高填方地段)不均匀沉降或局部滑移面引起的。主要原因是路基压实度不足引起。
1.8冻胀和翻浆
多发生在北方和东北地区挖方或填挖交界的路段,主要是由于路基排水设计不合理,造成路基含水量过大引起的冬季冻胀春融翻浆。
1.9其他原因
1.9.1路基的质量好坏也是影响沥青路面使用寿命的重要原因之一。
1.9.2路基工程的地质和水文特点,湿软地基的残余变形、路基填料和压实度、路基拓宽、路基水的浸蚀均会对沥青路面的病害产生影响。
1.9.3外界因素的影响
(1)车辆超载的影响
随着我国经济的迅速发展,城市道路上的货车今天能够量增长非常快,某些部门从自身利益出发,超载严重。超载严重是造成早期破坏的主要原因之一。
(2)气候因素
(3)施工与养护因素的影响
(4)材料选择不当
2.为防止城市道路沥青路面发生早期破坏和损坏,应该采取下列措施来防止沥青路面的早期破坏
2.1强化施工管理,提高工序控制的科学性。
2.2保证现场试验数据的完整和准确,杜绝弄虚作假。
特别是沥青材料、砂石料的试验数据,必须做到抽样合理,数据真实保证沥青路面材料的路用性能。对高路堤、软基处理、填挖结合处、结构物两端填土等重点部位的施工重点监控,防止不均匀沉降影响沥青路面的使用性能。
2.3重视并协调城市道路沥青路面的压实度、均匀度、平整度和构造深度等指标,特别处理好平整度与压实度的关系。
2.4优化城市道路的排水设计,防止水损坏。
2.5重视半刚性基层的养护,防止反射裂缝的出现。
2.6交通执法部门与其它行业主管部门联合执法,大力打击超载运输,保证城市道路的正常使用。
2.7加强养护管理,提高养护管理水平。 经验表明,科学有效的养护不但保证了城市道路沥青路面的服务性能,也是防止早期病害的进一步发展、节省养护资金的有效手段。
3.结束语
路面早期破损已成为沥青路面的主要危害之一,要消除沥青路面的常见病害,需要各部门齐心协力,果断杜绝今年竣工明年返工的现象。各级交通管理部门都应引起足够的重视,并根据其成因从路面设计、原材料进场到具体施工,有针对性采取一系列预防和改善措施。同时,必须建立健全质量保证体系,从管理部门、设计部门到施工部门,层层重视、层层控制、层层落实。只有这样,才能
从根本上减少沥青路面的早期破损现象的发生,使公路建设质量全面提高,更上新台阶。■
【参考文献】
[1]公路沥青路面设计规范,JTJ014-97.北京:人民交通出版社,1997.
[2]沥青路面施工及验收规范,JTJ014-97北京:人民交通出版社,1997.
[3]陆鼎中,程家驹编著.路基路面工程.(第二版)上海:同济大学出版社,1999.
[4]张登良.沥青路面工程手册,人民交通出版社出版,2006.3.
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