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浅谈沥青路面的损坏

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摘要:本文针对公路沥青路面的损坏,总结了沥青路面的损坏类型,并且分析了我国公路沥青路面发生损坏的原因。为预防沥青路面的损坏找到解决问题的对策奠定了基础。

关键词:沥青路面损坏类型损坏原因

中图分类号:U412.2文献标志码:A 文章编号:

沥青路面在通车使用过程中会发生由轻微逐渐演变为严重的损坏。沥青路面损坏的原因为多因素的综合,这些因素包括建设施工过程中的材料、结构、工艺等因素,以及在通车使用过程中的荷载、自然影响等因素。在多方面因素共同作用下,构成了沥青路面损坏的错综复杂的原因。

1沥青路面出现的损坏类型

沥青路面的损坏大体分为裂缝类、变形类、表面类三大类型。

1.1裂缝类

沥青路面裂缝是沥青路面早期损坏的主要形式,其主要分为横向裂缝、纵向裂缝及龟裂等 [1]。

(1)横向裂缝

横向裂缝是与道路中线近于垂直的裂缝,有时伴随有少量支缝。横向裂缝主要是由于低温收缩或者因半刚性基层裂缝反射到面层而引起,路基压实度不足也会引起这种病害。

(2)纵向裂缝

纵向裂缝是与道路中心大致平行的裂缝,有时伴随有少量支缝。路基施工由于没有采用层铺压实或半填半挖路基施工中压实质量差,导致路基出现不均匀沉降而引起。

(3)龟裂

龟裂是行车荷载反复作用的结果,是沥青路面的一种主要结构损坏类型,其初始形态是沿轮迹带出现单条或多条平行纵缝,逐渐在纵缝间出现横向或斜向连接缝,形成龟裂。主要是由于路面结构强度不足引起,这种病害在我国早期修建的沥青路面上较为普遍。

1.2变形类

沥青路面变形类病害其主要分为横向车辙、波浪、沉陷及拥包等。

(1)车辙

车辙是指路表面沿轮迹的纵向凹陷。表现为沿行车带出现横向高差,车辙主要是由于沥青混合料级配设计不合理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。同时,重载或超载车辆过多也是产生车辙的重要原因。

(2)波浪

波浪指路面有规律的纵向起伏,波峰和波谷有规律的交替出现,间隔一般在60cm以内。波浪主要是路面组成材料设计不合理或施工质量差,导致路面材料不足以抵抗车轮水平力的作用;在纵坡段,由于高温的原因也会出现这种病害。

(3)沉陷

沉陷是指路表面的局部凹陷。沉陷主要是由于软基路段路基沉降所引起,路基压实度不足,也可导致出现沉陷。

(4)拥包

拥包是指路面材料推移引起的局部隆起。拥包主要是由于路面组成材料不合理或施工质量差,导致面层沥青出现推移。

1.3表面类

沥青路面表面类病害其主要分为泛油、松散、麻面、坑槽、翻浆等[2]。

(1)泛油

泛油是指路面混合料中的沥青向上迁移到路面,形成一层有光泽的沥青膜。泛油主要是沥青含量过多,混合料空隙率过小,沥青高温稳定性差等原因造成的。

(2)松散

松散是指路面材料逐渐从沥青路面脱开并散失。松散主要是由于混合料中沥青偏少,沥青与集料间粘结差,沥青老化而变硬等原因造成的。施工过程中混合料过火以及水毁严重路段也会导致松散。

(3)麻面

麻面是指沥青粘附性不足而从集料表面剥落,造成集料外露。主要是由于沥青混合料不合规格造成的。

(4)坑槽

坑槽是指路面中出现的碗状坑洞。是龟裂和松散等其它损坏进一步发展的结果。主要是由于裂缝等原因导致过量水分渗入面层造成损坏。

(5)翻浆

翻浆是路基中的水通过裂缝喷涌到路面,同时带出泥浆。土质、气温水是造成翻浆的主要因素。由于裂缝灌缝不及时,导致路面水渗入路基或地下水位高、排水不及时的路基,容易产生翻浆。

2我国公路沥青路面发生损坏的原因分析

2.1沥青路面损坏的内因

沥青路面损坏的内因指的是由于设计施工过程中采用的结构、工艺及材料等施工要素不合理,而导致的先天性缺陷[3]。

2.1.1设计因素的影响

(1)沥青路面结构设计单一

我国现行规范中可供设计人员选择的结构单一,而且级配范围较宽。此外,一些标准和规范仍停留在多年前的水平,不能满足发展的需要,甚至出现了所谓“合理的病害”。

(2)沥青路面排水设计存有缺陷

水损坏是沥青路面损坏的主要原因之一,合理的排水系统是沥青路面质量的保证。在公路中分带排水设施设计上,若设计不够合理,就容易造成沥青路面水损坏。

(3)收费广场路面尽量不要采用沥青路面设计

收费广场和收费车道路面一般采用水泥路面设计,因为收费广场路面经常要承受车辆减速、刹车影响,承受较大剪拉应力。长期承受剪拉应力,沥青路面较水泥路面更容易损坏。

2.1.2施工因素的影响

(1)施工配合比的控制

在实际生产中,许多地方都严格按照实验室配合比中的骨料用量应用于实际生产。但这种方法生产的混合料往往达不到设计要求,有的甚至出现较大偏差,出现了“目标配合比设计”与“生产配合比设计”不相符的情况。可以通过试验路段确定生产配合比来解决这个问题。

(2)施工过程控制

混合料的拌和、运输、摊铺、压实的施工工艺环节是路面施工的重要环节。摊铺质量不好往往伴随着裂缝、车辙等病害的发生。摊铺过程中应着重控制摊铺温度、供料速度与前进速度相协调、防止大料滚动离析等环节。

(3)路基施工缺陷的影响

从调查材料看,有些公路破坏与路基施工质量有关。究其原因,大部分损坏与施工工期短、为赶进度有关。

(4)桥梁施工缺陷的影响

桥头两端压实不足发生的不均匀沉降,往往造成桥头两端沥青路面发生损坏。

2.1.3材料因素影响

但在调研中发现,有些省份的公路建设部门为了确保沥青的质量,在进行招标时将指标值定得过高,以至于有些沥青供应商在沥青中加入某种成分以提高指标值,严重影响了沥青路面的寿命。此外,砂石料质量的参差不齐也造成了公路建设质量的下降。

2.2沥青路面损坏的外因

沥青路面损坏的外因指的是公路通车使用后由于荷载、自然因素等因素影响造成的路面损坏。

(1)行车荷载的因素

在外力的综合作用下,路面结构层内将会产生拉应力、剪应力和压应力,如果这些应力超过了路面结构的强度,路面就会出现损坏。此外,如若路面结构刚度不够,在车轮荷载作用下也会造成路面损坏。随着我国经济的迅速发展,严重的超载运输造成了路面加速损坏[4]。

(2)温度的原因

沥青混合料是一种温度敏感性材料,它的路用性能与其温度敏感性密切相关。随着温度的变化,沥青混合料中的集料、矿粉以及沥青的相对密度都会发生变化,很可能产生车辙。

(3)沥青路面的水损害

沥青路面的水损害,是指沥青路面在水分存在的条件下,受交通荷载和温度胀缩的反复作用,一方面水分逐渐侵入到沥青与集料的界面上,同时由于水动力的作用,沥青膜渐渐地从集料表面剥离,导致集料之间的粘结力丧失而发生的路面破坏过程。水损害一般出现在高温多雨季节。

(4)沥青路面的表面功能衰减

沥青路面的表面功能是指沥青路面的平整、抗滑、噪音、溅水和水雾等。这里主要说明路面抗滑性能的衰减。

3结论

本文总结了沥青路面损坏的常见类型,沥青路面损坏大体分为裂缝类、变形类、表面类三大类型。同时从沥青路面损坏的内因、外因和养护技术几方面分析了沥青路面损坏的原因,为预防沥青路面的损坏找到解决问题的对策奠定了基础。

参考文献:

[1]王铁梦.工程结构裂缝控制[M].北京:中国建筑工业出版社,1997.

[2]沈金安、李福普、陈景.高速公路沥青路面早期损坏分析与防止对策,人民交通出版社,2004.

[3]沙庆林.高速公路沥青路面早期破坏现象及预防,人民交通出版社,2001.

[4]杨映武.超载车辆对公路使用寿命的影响。内蒙古公路与运输,1996年第1期.