半刚性基层沥青路面病害分析及防治

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随着当代中国经济的飞速发展,运输业已经成了国民经济不可缺少的组成部分,随之而来的是我国的高等级公路技术的快速腾飞。目前,我国沥青路面的主要的结构形式是半刚性基层沥青路面,半刚性基层沥青路面的平整性好、强度大、行车平稳、稳定性好、噪音低等突出特点使其成为几乎所有公路的结构形式。据统计,在国内的高等级公路中,半刚性基层沥青路面的比例高达90%以上,在以后的高等级公路建设中半刚性基层沥青路面仍将是占主导的路面结构形式。然而,早期的沥青路面基层的厚度普遍较薄,且近年来由于车辆超载的情况日益严重,沥青路面开始出现一系列的病害问题,而经济发展则对公路的养护提出了更高的要求。基于以上矛盾,本文首先通过认识半刚性基层沥青路面的基本特性,然后分析研究造成公路破坏的原因, 进而提出此结构路面合理且经济的维修方案,并且提高维修质量,为其科学且经济的合理养护提供依据。

1半刚性基层沥青路面的特性

半刚性基层的主要类型分为:煤灰稳定粒料、石灰粉以及水泥稳定粒料三种。其中,水泥稳定砂砾是目前国内半刚性基层使用最为广泛材料,在国外一般称其为水泥处理层。

半刚性基层具有很多优良的特性。首先,整体强度较一般材料高,并且还有抗弯拉的特性,这使沥得青路面具优良的承载能力;其次,该材料对低温的适应能力强,能够在高寒地区得到广泛的应用而不出现冻融翻浆;另外,该材料易取易得,降低了公路的修建成本,为普遍使用奠定了经济基础。

然而,在国内,半刚性路面设计理论与国外相比还有差距,并且各地的施工水平的差异造成了公路质量控制标准的参差不齐,若路面基层不够厚,就会在使用过程中出现路面裂缝等病害,加速其破坏,影响公路的使用性能。

2半刚性基层沥青路面损坏体现以及原因

目前,我国修建的沥青路面通常采用的结构组合设计是强基薄面,理论上来讲,此种结构的路面具有很强的整体抗压能力,按照当前的交通负荷量,短时间内不易出现结构性破坏。然而,由于各地的施工水平不同,加上环境温度变化和水损害等因素的出现,我国半刚性基层沥青路面很多病害问题,致使其承载能力显著下降。总的来说,目前出现的病害问题主要可以总结为以下两类:结构性破坏和非结构性破坏。其中结构性破坏又可细分为翻浆、龟裂和结构性辙槽。非结构性破坏分为裂缝和变形。下面就其中的几种常见的病害问题的体现及原因进行深入的分析解剖。

2.1 龟裂

半刚性基层沥青路面龟裂现象一般表现为路面被一些相互小错的小裂缝分割成外表似龟纹小块,这些裂缝的宽度一般在3mm以上10cm以内。龟裂可以归结为局部网裂的延续,当路面由于整体强度不足而在大负荷行车的情况下出现疲劳裂缝时,这些裂缝并未得到及时护养,在雨天行车时,路面上高速行驶的轮胎会产生很强的“泵吸”作用,雨水渗入基层而导致其材料损失,长此以往,逐渐使裂缝加剧,最终造成了龟裂。龟裂对交通的安全性影响很大,必须得到充分的重视。

2.2 车辙

半刚性基层路面的沥青混合料属于弹塑性材料,当路面的荷载较高,气候温度较高时,两者的共同作用会致使沥青路面在沿车轮轨迹的方向产生变形,即纵向带状的辙槽,称为车辙。由于沥青材料的特殊性,使得车辙成为该路面特有的病害。目前,车辙已经成为我国公路运输中比较严重的病害。一旦出现较为严重的车辙,我们只能铣刨后重铺沥青面层。

2.3 裂缝

在沥青路面的使用过程中由于负荷气候等问题容易出现各种类型的的裂缝,较小的裂缝基本上对路面的使用功能不会产生很大影响,但是若不及时给予重视,就会使裂缝加剧,最终导致路面的使用寿命缩短。

常见的裂缝形式有以下几种。

(1)横向裂缝。横向裂缝与道路的中线垂直,一般能够贯穿路面,深度较大,可以贯通整个结构层。

(2)纵向裂缝。相比横向裂缝而言,纵向裂缝数量较少,他与道路的中线大致呈平行状态。多出现在旧路加宽的结合部位,新旧路面的交错等部位,且长度较长。

(3)块状裂缝。块状裂缝的外形与龟裂相似,形状不规则。路面材料受到气候温度的变化而发生热胀冷缩时常常会产生块状裂缝,在某些情况下,横纵裂缝的交错也可能引起块状裂缝。

引起半刚性基层沥青路面病害产生的原因主要有几点。

(1)从半刚性基层沥青路面的材料方面来说,其基层中材料的颗粒较细,粗集料较少,且该材料具有热胀冷缩的性质,当温度的变化范围超出材料的拉力范围时,路面容易受到温度的影响而产生裂缝。目前,半刚性路面的施工工程中较多采用的是砂砾,且砂砾的配级缺少严格的控制,为提高路面的强度,在施工时倾向于提高水泥的含量,这虽然提高了路面的强度,但也使路面变脆,造成裂缝。

(2)沥青路面的基层厚度较薄,容易引起反射裂缝。一般来说,当沥青路面基层厚度大于18cm时,将能有效地缓解路面的裂缝情况。

(3)施工质量。施工碾压时的压实度以及护养情况都会影响裂缝的产生。

3如何防治半刚性基层沥青路面的损坏

半刚性基层沥青路面病害主要是由组成材料,施工质量,层厚度等原因引起的,我们就针对以上几点原因提出防止半刚性基层沥青路面损坏护养的几点措施。

3.1 做好交通管制工作

在半刚性基层末达到强度时,由于施工车辆及过往车辆荷载的作用而造成非结构性破坏的产生,应在施工时合理的进行交通管制组织设计。

3.2 提高施工质量

在碾压过程中,严格按照施工技术规范进行,保证路面的平整度。

3.3 严格控制施工材料

通过筛分试验确定合理的材料级配,控制材料含水量。集料最好选

用性能优良的材料,比如表面粗糙,坚硬,耐磨等。

3.4 适当增加半刚性基层的厚度

加厚半刚性基层厚度能够提高道路的荷载能力,从而减小车辆造成的裂缝进一步反射到沥青面层。而且较厚的半刚性基层还能够减缓温度的变化造成的龟裂等病害。一般来说,半刚性基层厚度在30cm～40cm。

4结语

随着我国公路运输业的不断发展,如何能够延长公路的使用寿命,提高其使用安全性,进而促进运输业持续稳定发展,已经提上了日程。通过对半刚性基层沥青路面主要病害的分析,我们提出了相应的养护措施,希望能够为公路养护维护方案的选择工作提供帮助。

参考文献

[1] 李晗.半刚性基层沥青路面常见病害分析[J].辽宁省交通高等专科学校学报,2011:9～11.

[2] 赵向敏.高等级公路半刚性基层沥青路面维修方案探讨[J].内蒙古公路与运输,2011:26～28.