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[摘 要] 本文结合实际工程,对公路沥青路面常见的破损病害进行分析,提出了合理的病害处治方法,并讨论了沥青公路路面的养护维修施工方法。实践证明这些措施是有效的。
[关键词] 沥青混凝土 裂缝 损害 防治
引言
沥青混凝土路面作为一种无接缝连续式路面,其自身具有表面平整、无接缝、施工期短、养护简便、行车舒适、噪声小、耐磨、振动小、适于分期修建等优点,因此获得越来越广泛的应用。但由于设计、施工工艺和质量控制等方面的原因,沥青混凝土路面破坏现象时常发生。其中常见的破坏现象有:路面纵横向裂缝、坑洞、泛油、松散、骨料外露、搓板、车辙等,现有的公路常常在通车2-3年便出现较为严重的破坏现象。及时地进行养护和维修,可使路面的强度和使用性能保持良好状态,确保行车安全和畅通,延长道路使用年限。
1 沥青混凝土路面损害的类型
1.1 公路表面出现裂缝
沥青混凝土路面由于设计、材料、气候、施工等原因,在施工的初期就已经产生细小的裂缝。但随着路面使用时间的延长,特别是受到车辆行驶的动力荷载的作用,已有的裂缝会逐渐扩展,最终形成大小不等的独立板块。沥青混凝土路面自身结构刚开始由于路面排水不畅、地下毛细水上升以及沥青混凝土路面自身的孔隙率等因素导致水侵入沥青与集料的界面,以水膜或水蒸气的形式存在,减弱了沥青与集料的粘附性与粘结力。在车辆荷载的反复作用下,沥青膜与集料开始产生剥离,降低了沥青混凝土的整体强度,导致沥青混凝土开始出现松散,出现了坑洞、辙槽、泛油等破坏现象。
1.2 离析
造成沥青混凝土离析的原因是多方面的,主要原因如下:(一)原材料的质量存在问题。由于施工单位的集料大多来自不同的料场,集料质量参差不齐。导致集料产品质量及规格存在差异,以及实际级配与配合比设计所采用的级配有很大的差距,直接影响沥青混凝土的配合比;(二)沥青混凝土压实不紧密产生的离析。压路机在压实混合料时会由于温度、行驶速度等原因,导致沥青混凝土的受力不均匀。同时,压路机的吨位也会因为所加的水不断减少而变化,再加上铺到路上的温度本身就有相当的差异,也会产生一定的离析;(三)在施工过程中产生的离析。沥青混凝土铺路过程中,混合料的中间部分的温度要比两侧部分的温度高,这就在很大程度上造成了公路路面混合料的离析现象;同时摊铺机的螺旋拨料器在向两侧摊铺时也会产生离析;(四)运输过程中造成的离析在运输的过程中车辆的振动也会导致混合料出现离析的现象。所以为了尽量减少混合料的离析,需要正确地装卸沥青混合料。同时,在运输过程中要加盖苫布,不能让运输车辆等待卸料时间过长而造成沥青混凝土温度降低。
1.3 沥青混凝土路面泛油的原因
在公路的损害中,泛油是一种比较常见的现象。泛油路面的表面纹理逐渐被溢出的沥青填充,直至覆盖表面集料颗粒,构造深度也随之逐步降低。如果路面出现这种功能性的破化,将会导致路表像镜面一样光滑,甚至出现油包,这些油包的表面摩擦系数较小,在下雨的时候车辆容易打滑,从而影响车辆的出行安全。随着路面沥青与骨料之间粘结力的降低,沥青混凝土会出现松散、剥落等破坏现象。因此,控制沥青公路的泛油现象,对于提高公路的使用寿命和保证车辆的行车安全,意义十分重大。
2 公路工程沥青路面出现的病害问题
公路沥青路面养护技术规范将病害分成四大类:裂缝类、变形类、松散类、其他类。并详细地对每一类进行了分级,使我们对路面破损状况有一个正确的认识和评价。
大同至宝鸡高速公路位于陕西省境内,全长163.24km,总共分为7个合同段。设计使用要求为:全封闭、全立交、分道行驶控制出入口的高等级高速公路,设计车辆的行车速度120km/h,双向四车道,路基宽度26m。主线与交道路面均为沥青混凝土路面,设计使用年限为15年。设计运行年限内一个车道上累计当量轴次为91678万次,路面设计弯沉值为0. 22mm。该高速公路沥青混凝土路面施工时不论从设计、施工、机械设备的投入,到施工质量水平的管理均达到了较高的标准。但是投入使用2年后,沥青混凝土路面出现了各种各样的质量问题。主要表现在如下几个方面:
(一)在合同E121+000-E176+200路段,通车两年后即出现了严重的车辙现象,辙槽深度大部分在2-3cm,有的地段落达甚至达到4cm以上,取样试验表明,沥青混凝土的面层上部约3-4cm是较完好的表面层块体,但是面层下部是已剥落的松散的碎石和砂粒的混合骨料,碎石和砂粒表面较湿润,底层沥青已褪色并呈油土状。同时,沥青混凝土表面也出现严重的泛油现象。
(二)该公路投入运营后,路面出现唧浆、变形、网裂等现象。主要原因为:在车辆高速行驶的动力荷载作用下,风化骨料在动水压力的冲刷下,形成灰白色浆。在动力荷载的不断作用下,灰浆数量不断增大,逐步形成坑洞;在基层表面大面积唧泥的情况下,基层顶面逐渐出现松软的迹象,于是路面出现变形或网裂。当路面出现变形和网裂后,雨水沿着这些裂缝渗入,灰浆更容易产生,最终导致路面破坏。在施工的工程中,铺沥青表面层时已进入冬季,温度偏低,沥青混凝土的孔隙率比设计值更大,雨水较易渗入沥青面层直至基层顶面,在载重量较大的车辆荷载作用下,就会发生上述的路面破坏现象。
3 沥青混凝土路面的防治措施
大同至宝鸡高速公路设计过程中没有考虑路面的排水问题,也没有考虑防止水侵害基层。结果在下雨的时候,雨水进入到面层后就很难排出来,导致其在路面结构层内产生破坏作用。因此,如何减小雨水对路面的破坏,是沥青混凝土面层设计的关键技术问题。
沥青混凝土路面的破坏受沥青混凝土的孔隙率的影响。大同至宝鸡高速公路设计压实度标准为95%,设计空隙率范围为3-5%。施工工程中,实际的压实度及空隙率全部达到设计要求。底面层为AC-25II型沥青混凝土,实测空隙率为4.3%,中面层为AC-20I型沥青混凝土,实测空隙率为3.6%,上面层为AK-16A型沥青混凝土,实测空隙率为4.0%。现场观测发现,发生破坏的地方集中在压实度低、空隙率高的路段。在施工过程中,要求表面层压实度不小于98%,中下面层压实度不小于96%,而表面层的现场空隙率应控制在≤4%,中下面层应控制在≤5%。这样面层的透水性就会大大减小。从而减小破坏现象的发生。
提高路面基层的强度和抗裂性能。通过控制水泥用量、含水量,提高沥青混凝土的密实度,添加外加剂等措施,可以有效裂缝的产生。在施工的过程中,注意保持压路机吨位稳定,防止由于压力差异导致的面层密实度不均匀。冬季施工时,注意加强沥青混凝土表面的保温措施。
4 结语
研究沥青混凝土路面损害的原因,要积极探索新技术、新材料、新工艺的推广应用。在施工过程中,严把每一道工序的同时积极探索,采取有效的措施,避免建成后路面裂缝的出现。同时,在公路的使用过程中,要注意沥青混凝土路面的日常养护,通过及时良好的养护有效地减缓路面破损状况的发展,延长路面的寿命。
参 考 文 献
[1]丛卓红.高性能沥青混合料设计方法研究[D].长安大学硕士学位论文.2004.
[2]沙庆林.高速公路沥青路面的水破坏及其防治措施[J].国外公路,2005,(3).
[3]徐培华.高等级公路路基路面养护技术北京:人民交通出版社,2003.8
[4]周富杰.防治反射裂缝的措施及分析[D].上海:同济大学,道路与交通工程系,2004.■
[关键词] 沥青混凝土 裂缝 损害 防治
引言
沥青混凝土路面作为一种无接缝连续式路面,其自身具有表面平整、无接缝、施工期短、养护简便、行车舒适、噪声小、耐磨、振动小、适于分期修建等优点,因此获得越来越广泛的应用。但由于设计、施工工艺和质量控制等方面的原因,沥青混凝土路面破坏现象时常发生。其中常见的破坏现象有:路面纵横向裂缝、坑洞、泛油、松散、骨料外露、搓板、车辙等,现有的公路常常在通车2-3年便出现较为严重的破坏现象。及时地进行养护和维修,可使路面的强度和使用性能保持良好状态,确保行车安全和畅通,延长道路使用年限。
1 沥青混凝土路面损害的类型
1.1 公路表面出现裂缝
沥青混凝土路面由于设计、材料、气候、施工等原因,在施工的初期就已经产生细小的裂缝。但随着路面使用时间的延长,特别是受到车辆行驶的动力荷载的作用,已有的裂缝会逐渐扩展,最终形成大小不等的独立板块。沥青混凝土路面自身结构刚开始由于路面排水不畅、地下毛细水上升以及沥青混凝土路面自身的孔隙率等因素导致水侵入沥青与集料的界面,以水膜或水蒸气的形式存在,减弱了沥青与集料的粘附性与粘结力。在车辆荷载的反复作用下,沥青膜与集料开始产生剥离,降低了沥青混凝土的整体强度,导致沥青混凝土开始出现松散,出现了坑洞、辙槽、泛油等破坏现象。
1.2 离析
造成沥青混凝土离析的原因是多方面的,主要原因如下:(一)原材料的质量存在问题。由于施工单位的集料大多来自不同的料场,集料质量参差不齐。导致集料产品质量及规格存在差异,以及实际级配与配合比设计所采用的级配有很大的差距,直接影响沥青混凝土的配合比;(二)沥青混凝土压实不紧密产生的离析。压路机在压实混合料时会由于温度、行驶速度等原因,导致沥青混凝土的受力不均匀。同时,压路机的吨位也会因为所加的水不断减少而变化,再加上铺到路上的温度本身就有相当的差异,也会产生一定的离析;(三)在施工过程中产生的离析。沥青混凝土铺路过程中,混合料的中间部分的温度要比两侧部分的温度高,这就在很大程度上造成了公路路面混合料的离析现象;同时摊铺机的螺旋拨料器在向两侧摊铺时也会产生离析;(四)运输过程中造成的离析在运输的过程中车辆的振动也会导致混合料出现离析的现象。所以为了尽量减少混合料的离析,需要正确地装卸沥青混合料。同时,在运输过程中要加盖苫布,不能让运输车辆等待卸料时间过长而造成沥青混凝土温度降低。
1.3 沥青混凝土路面泛油的原因
在公路的损害中,泛油是一种比较常见的现象。泛油路面的表面纹理逐渐被溢出的沥青填充,直至覆盖表面集料颗粒,构造深度也随之逐步降低。如果路面出现这种功能性的破化,将会导致路表像镜面一样光滑,甚至出现油包,这些油包的表面摩擦系数较小,在下雨的时候车辆容易打滑,从而影响车辆的出行安全。随着路面沥青与骨料之间粘结力的降低,沥青混凝土会出现松散、剥落等破坏现象。因此,控制沥青公路的泛油现象,对于提高公路的使用寿命和保证车辆的行车安全,意义十分重大。
2 公路工程沥青路面出现的病害问题
公路沥青路面养护技术规范将病害分成四大类:裂缝类、变形类、松散类、其他类。并详细地对每一类进行了分级,使我们对路面破损状况有一个正确的认识和评价。
大同至宝鸡高速公路位于陕西省境内,全长163.24km,总共分为7个合同段。设计使用要求为:全封闭、全立交、分道行驶控制出入口的高等级高速公路,设计车辆的行车速度120km/h,双向四车道,路基宽度26m。主线与交道路面均为沥青混凝土路面,设计使用年限为15年。设计运行年限内一个车道上累计当量轴次为91678万次,路面设计弯沉值为0. 22mm。该高速公路沥青混凝土路面施工时不论从设计、施工、机械设备的投入,到施工质量水平的管理均达到了较高的标准。但是投入使用2年后,沥青混凝土路面出现了各种各样的质量问题。主要表现在如下几个方面:
(一)在合同E121+000-E176+200路段,通车两年后即出现了严重的车辙现象,辙槽深度大部分在2-3cm,有的地段落达甚至达到4cm以上,取样试验表明,沥青混凝土的面层上部约3-4cm是较完好的表面层块体,但是面层下部是已剥落的松散的碎石和砂粒的混合骨料,碎石和砂粒表面较湿润,底层沥青已褪色并呈油土状。同时,沥青混凝土表面也出现严重的泛油现象。
(二)该公路投入运营后,路面出现唧浆、变形、网裂等现象。主要原因为:在车辆高速行驶的动力荷载作用下,风化骨料在动水压力的冲刷下,形成灰白色浆。在动力荷载的不断作用下,灰浆数量不断增大,逐步形成坑洞;在基层表面大面积唧泥的情况下,基层顶面逐渐出现松软的迹象,于是路面出现变形或网裂。当路面出现变形和网裂后,雨水沿着这些裂缝渗入,灰浆更容易产生,最终导致路面破坏。在施工的工程中,铺沥青表面层时已进入冬季,温度偏低,沥青混凝土的孔隙率比设计值更大,雨水较易渗入沥青面层直至基层顶面,在载重量较大的车辆荷载作用下,就会发生上述的路面破坏现象。
3 沥青混凝土路面的防治措施
大同至宝鸡高速公路设计过程中没有考虑路面的排水问题,也没有考虑防止水侵害基层。结果在下雨的时候,雨水进入到面层后就很难排出来,导致其在路面结构层内产生破坏作用。因此,如何减小雨水对路面的破坏,是沥青混凝土面层设计的关键技术问题。
沥青混凝土路面的破坏受沥青混凝土的孔隙率的影响。大同至宝鸡高速公路设计压实度标准为95%,设计空隙率范围为3-5%。施工工程中,实际的压实度及空隙率全部达到设计要求。底面层为AC-25II型沥青混凝土,实测空隙率为4.3%,中面层为AC-20I型沥青混凝土,实测空隙率为3.6%,上面层为AK-16A型沥青混凝土,实测空隙率为4.0%。现场观测发现,发生破坏的地方集中在压实度低、空隙率高的路段。在施工过程中,要求表面层压实度不小于98%,中下面层压实度不小于96%,而表面层的现场空隙率应控制在≤4%,中下面层应控制在≤5%。这样面层的透水性就会大大减小。从而减小破坏现象的发生。
提高路面基层的强度和抗裂性能。通过控制水泥用量、含水量,提高沥青混凝土的密实度,添加外加剂等措施,可以有效裂缝的产生。在施工的过程中,注意保持压路机吨位稳定,防止由于压力差异导致的面层密实度不均匀。冬季施工时,注意加强沥青混凝土表面的保温措施。
4 结语
研究沥青混凝土路面损害的原因,要积极探索新技术、新材料、新工艺的推广应用。在施工过程中,严把每一道工序的同时积极探索,采取有效的措施,避免建成后路面裂缝的出现。同时,在公路的使用过程中,要注意沥青混凝土路面的日常养护,通过及时良好的养护有效地减缓路面破损状况的发展,延长路面的寿命。
参 考 文 献
[1]丛卓红.高性能沥青混合料设计方法研究[D].长安大学硕士学位论文.2004.
[2]沙庆林.高速公路沥青路面的水破坏及其防治措施[J].国外公路,2005,(3).
[3]徐培华.高等级公路路基路面养护技术北京:人民交通出版社,2003.8
[4]周富杰.防治反射裂缝的措施及分析[D].上海:同济大学,道路与交通工程系,2004.■