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摘要通过长期的实践,总结市政道路沥青路面的早期破坏现象,如车辙、裂缝、水损坏等并分析这些破坏产生的原因,针对如何做好市政道路沥青路面早期损坏防治措施提出建议。
关键词市政道路;破坏;预防
中图分类号U412文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)051-0048-01
伴随着城市化进程的不断加快,城市交通迅猛发展,目前,城市道路路面使用周期大大缩短,远达不到设计使用年限即出现破坏现象。其原因是多方面的,有执行标准、设计、施工方面的原因;有交通量迅猛增加的原因;有原材料质量的原因。这里通过生产实践过程积累的经验,分析各种导致路面早期破坏的原因并简要阐述预防措施。
1市政道路沥青路面早期破坏常见的现象
市政道路沥青路面设计的时候,会考虑到使用寿命,一般为10-15年,如果通车1-3年内就发生比较严重和较宽、较大面积的破坏,就称为早期破坏。早期破坏类型归纳为:
1.1车辙
车辙是路面使用性能降低和导致损坏并要求进行路面维修的最主要原因。车辙是在行车荷载重复作用下,路面产生累计永久性的带状凹槽。在正常情况下,车辙有3种类型:①由于荷载作用超过路面各层的强度而产生的结构性车辙;②沥青混凝土侧向变形造成的流动性车辙;③由施工中沥青面层本身的压密问题所造成的车辙。
1.2裂缝
裂缝是沥青路面最常见的破坏现象之一,随着使用时间的推移,不管路面基层是柔性的还是半刚性的,都会出现裂缝现象。裂缝通常分为纵向裂缝、横向裂缝和网状裂缝几种:纵向裂缝是指沿道路的纵向开裂,一般与行车方向基本平行,但长宽不等;沿道路的横向开裂的是横向裂缝,与道路中心线基本垂直,长度有的贯穿整个路段有的贯穿部分路段。网状裂缝是由一系列多边形小块组成网状开裂,裂缝纵横交错,在纵缝间出现横向和斜向连接缝,形成缝网。
1.3水损坏
早期水损坏的现象表现主要有以下几点:唧浆,沉陷,沥青从集料表面脱附等。唧浆是由于沥青面层透水和路面结构内部排水不畅,降水或路表积水通过面层中的空隙渗入路面并长期滞留,浸泡和冲刷基层材料中的结合料而形成灰浆,在行车荷载的作用下,灰浆透过沥青面层空隙被挤压到路表,形成大面积泛白的现象。沉陷是因为唧浆达到一定程度出现的路面沉陷现象,路面此时会显得凹凸不平,会通行的车辆造成一定的阻碍。
2市政道路沥青路面发生早期破坏的原因分析
2.1基层材料的稳定性差
基层材料主要是指水泥稳定石屑这类材质的水稳定性差,材料吸水后,不稳定因素的诱导再加之在行车动荷载的作用下,非差容易就出现了唧浆现象。
2.2车辙产生的原因
车辙主要是由于沥青混合料级配设计不合理、矿料级配中细料过多、矿粉掺量过大、沥青稳定性差、沥青含量偏多、沥青稠度偏低、交通荷载过大、环境温度过高和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车轮反复碾压下产生横向剪切流动、固结变形和侧向剪切位移引起。其病害属变形类型,除了影响行车舒适度外,车辙还直接影响交通安全。
2.3裂缝产生的原因分析
产生裂缝的原因根据裂缝分为纵向裂缝、横向裂缝、网状裂缝其原因也不同:混合料摊铺时纵向施工搭接不好,冷接缝结合不紧密;纵向沟槽回填土压实质量差而发生沉陷等是纵向裂缝产生的原因。
沥青是一种对温度变化比较敏感的材料,温度下降时,沥青混合料变硬变脆,收缩变形,当收缩拉应力超过沥青混凝土的抗拉强度时,沥青路面表面就会被拉裂,并逐步向下发展,形成上宽下窄的横向裂缝。
沥青及沥青混合料质量差,或路面材料配合不当,拌和不均,沥青与石料粘结差;路面结构中夹有软弱层或泥灰层,粒料层松动,水稳性差;路面出现横裂或纵裂后未及时封填,致使水分下渗,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;沥青老化和汽车严重超载,使基层产生疲劳破坏。
2.4唧浆产生的主要原因
沥青混合料设计密度小,空隙率大,以及施工压实度不足等。水损坏的结果是路面出现坑槽,具有随机性和多发性。
3市政道路沥青路面发生早期破坏应该采取的预防措施
3.1完善排水设施
雨、雪水渗入路面内部是难以避免的,但是当沥青层直接铺筑在非常致密的无机结合料稳定集料基层上时,迅速排水就比较困难。例如,在路面上钻孔后,其中的水可以存留数天。由于各种原因,水积存于路面结构内部时,在养护过程中,一般可以考虑路面边缘排水,即层间水可以通过路肩设置的纵向排水盲沟排出。因此,为了保持路基能经常处于干燥、坚固和稳定状态,必须将影响路基稳定的地面水予以拦截,并排除到路基范围之外,防止漫流、聚积和下渗。同时,对于影响路基稳定的地下水,应予以截断、疏干、降低水位,并引导到路基范围以外,注意防渗以及水土保持问题。
3.2合理地进行路面结构层的厚度计算
确定路面容许弯沉值,以避免路面的结构性破坏,从而进一步减轻半刚性路面的非荷载型裂缝。在进行半刚性路面设计时,首先考虑温度裂缝从表面开始并逐渐向下扩展的机理,应选用松弛性能好的优质沥青做沥青面层。并且在稳定度满足要求的前提下,选用针入度较大的沥青做面层。其次应选用抗冲刷性能好、干缩系数和温度系数小和抗拉强度高的半刚性材料做基层。采用合适的沥青面层厚度,以节约沥青和减少投资。用适宜的沥青面层厚度保护开裂的半刚性基层在使用期间不产生干缩裂缝和温缩裂缝。
3.3改善沥青混合料的级配
增大集料的最大颗粒尺寸及碎石含量,以提高沥青混合料的抗永久形变能力。实践证明,细粒式沥青混凝土的车辙深度比中粗粒式沥青混凝土要大两倍多。就矿料的级配而言,密级配的沥青混凝土抗车辙能力明显大于开级配沥青混凝土。通过改变材料设计方法,减小路面空隙率,保证或提高压实度标准,尽量减少离析等措施,可以有效地避免唧浆这类病害。
3.4做好混合料摊铺和接缝等技术工作
沥青路面的平整度是评价路面使用品质的重要指标之一,良好的平整度需要优良的摊铺机械和精细的施工工艺来保障。在摊铺过程中要求沥青混合料必须缓慢、均匀、连续不间断,不得随意变换速度或中途停顿。因此要求拌和机、摊铺机、运输工具相互匹配。否则会造成波浪,影响平整度。在摊铺之前,首先要确定摊铺厚度(摊铺厚度固定后,不得随意调整),根据拌和机产量、摊铺宽度、压实成型后的厚度确定摊铺速度。摊铺速度应控制在2m/minter-6m/minter之内。
4结语
开展市政道路沥青路面早期病害及预防措施的研究,分析病害产生的原因和机理,从多方面采取措施来避免病害的发生,采取可行的手段提高道路抵御病害的能力,延长市政沥青路面的使用寿命。
参考文献
[1]容传询.沥青混凝土路面主要病害的防治[J].广西城建建设,2009(10):77.
[2]谢道权.市政道路沥青路面水损坏原因分析与对策研究[J].工程与建设,
2008,22(4):577.
[3]赵庆,吴国雄,陈德玖.浅谈沥青路面早期损坏的原因及对策[J].物流工程与管理,2009(12):89.
[4]蔡丽洁.市政道路沥青路面平整度的施工质量控制[J].科技资讯,2009(21):31.
关键词市政道路;破坏;预防
中图分类号U412文献标识码A文章编号1673-9671-(2010)051-0048-01
伴随着城市化进程的不断加快,城市交通迅猛发展,目前,城市道路路面使用周期大大缩短,远达不到设计使用年限即出现破坏现象。其原因是多方面的,有执行标准、设计、施工方面的原因;有交通量迅猛增加的原因;有原材料质量的原因。这里通过生产实践过程积累的经验,分析各种导致路面早期破坏的原因并简要阐述预防措施。
1市政道路沥青路面早期破坏常见的现象
市政道路沥青路面设计的时候,会考虑到使用寿命,一般为10-15年,如果通车1-3年内就发生比较严重和较宽、较大面积的破坏,就称为早期破坏。早期破坏类型归纳为:
1.1车辙
车辙是路面使用性能降低和导致损坏并要求进行路面维修的最主要原因。车辙是在行车荷载重复作用下,路面产生累计永久性的带状凹槽。在正常情况下,车辙有3种类型:①由于荷载作用超过路面各层的强度而产生的结构性车辙;②沥青混凝土侧向变形造成的流动性车辙;③由施工中沥青面层本身的压密问题所造成的车辙。
1.2裂缝
裂缝是沥青路面最常见的破坏现象之一,随着使用时间的推移,不管路面基层是柔性的还是半刚性的,都会出现裂缝现象。裂缝通常分为纵向裂缝、横向裂缝和网状裂缝几种:纵向裂缝是指沿道路的纵向开裂,一般与行车方向基本平行,但长宽不等;沿道路的横向开裂的是横向裂缝,与道路中心线基本垂直,长度有的贯穿整个路段有的贯穿部分路段。网状裂缝是由一系列多边形小块组成网状开裂,裂缝纵横交错,在纵缝间出现横向和斜向连接缝,形成缝网。
1.3水损坏
早期水损坏的现象表现主要有以下几点:唧浆,沉陷,沥青从集料表面脱附等。唧浆是由于沥青面层透水和路面结构内部排水不畅,降水或路表积水通过面层中的空隙渗入路面并长期滞留,浸泡和冲刷基层材料中的结合料而形成灰浆,在行车荷载的作用下,灰浆透过沥青面层空隙被挤压到路表,形成大面积泛白的现象。沉陷是因为唧浆达到一定程度出现的路面沉陷现象,路面此时会显得凹凸不平,会通行的车辆造成一定的阻碍。
2市政道路沥青路面发生早期破坏的原因分析
2.1基层材料的稳定性差
基层材料主要是指水泥稳定石屑这类材质的水稳定性差,材料吸水后,不稳定因素的诱导再加之在行车动荷载的作用下,非差容易就出现了唧浆现象。
2.2车辙产生的原因
车辙主要是由于沥青混合料级配设计不合理、矿料级配中细料过多、矿粉掺量过大、沥青稳定性差、沥青含量偏多、沥青稠度偏低、交通荷载过大、环境温度过高和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车轮反复碾压下产生横向剪切流动、固结变形和侧向剪切位移引起。其病害属变形类型,除了影响行车舒适度外,车辙还直接影响交通安全。
2.3裂缝产生的原因分析
产生裂缝的原因根据裂缝分为纵向裂缝、横向裂缝、网状裂缝其原因也不同:混合料摊铺时纵向施工搭接不好,冷接缝结合不紧密;纵向沟槽回填土压实质量差而发生沉陷等是纵向裂缝产生的原因。
沥青是一种对温度变化比较敏感的材料,温度下降时,沥青混合料变硬变脆,收缩变形,当收缩拉应力超过沥青混凝土的抗拉强度时,沥青路面表面就会被拉裂,并逐步向下发展,形成上宽下窄的横向裂缝。
沥青及沥青混合料质量差,或路面材料配合不当,拌和不均,沥青与石料粘结差;路面结构中夹有软弱层或泥灰层,粒料层松动,水稳性差;路面出现横裂或纵裂后未及时封填,致使水分下渗,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;沥青老化和汽车严重超载,使基层产生疲劳破坏。
2.4唧浆产生的主要原因
沥青混合料设计密度小,空隙率大,以及施工压实度不足等。水损坏的结果是路面出现坑槽,具有随机性和多发性。
3市政道路沥青路面发生早期破坏应该采取的预防措施
3.1完善排水设施
雨、雪水渗入路面内部是难以避免的,但是当沥青层直接铺筑在非常致密的无机结合料稳定集料基层上时,迅速排水就比较困难。例如,在路面上钻孔后,其中的水可以存留数天。由于各种原因,水积存于路面结构内部时,在养护过程中,一般可以考虑路面边缘排水,即层间水可以通过路肩设置的纵向排水盲沟排出。因此,为了保持路基能经常处于干燥、坚固和稳定状态,必须将影响路基稳定的地面水予以拦截,并排除到路基范围之外,防止漫流、聚积和下渗。同时,对于影响路基稳定的地下水,应予以截断、疏干、降低水位,并引导到路基范围以外,注意防渗以及水土保持问题。
3.2合理地进行路面结构层的厚度计算
确定路面容许弯沉值,以避免路面的结构性破坏,从而进一步减轻半刚性路面的非荷载型裂缝。在进行半刚性路面设计时,首先考虑温度裂缝从表面开始并逐渐向下扩展的机理,应选用松弛性能好的优质沥青做沥青面层。并且在稳定度满足要求的前提下,选用针入度较大的沥青做面层。其次应选用抗冲刷性能好、干缩系数和温度系数小和抗拉强度高的半刚性材料做基层。采用合适的沥青面层厚度,以节约沥青和减少投资。用适宜的沥青面层厚度保护开裂的半刚性基层在使用期间不产生干缩裂缝和温缩裂缝。
3.3改善沥青混合料的级配
增大集料的最大颗粒尺寸及碎石含量,以提高沥青混合料的抗永久形变能力。实践证明,细粒式沥青混凝土的车辙深度比中粗粒式沥青混凝土要大两倍多。就矿料的级配而言,密级配的沥青混凝土抗车辙能力明显大于开级配沥青混凝土。通过改变材料设计方法,减小路面空隙率,保证或提高压实度标准,尽量减少离析等措施,可以有效地避免唧浆这类病害。
3.4做好混合料摊铺和接缝等技术工作
沥青路面的平整度是评价路面使用品质的重要指标之一,良好的平整度需要优良的摊铺机械和精细的施工工艺来保障。在摊铺过程中要求沥青混合料必须缓慢、均匀、连续不间断,不得随意变换速度或中途停顿。因此要求拌和机、摊铺机、运输工具相互匹配。否则会造成波浪,影响平整度。在摊铺之前,首先要确定摊铺厚度(摊铺厚度固定后,不得随意调整),根据拌和机产量、摊铺宽度、压实成型后的厚度确定摊铺速度。摊铺速度应控制在2m/minter-6m/minter之内。
4结语
开展市政道路沥青路面早期病害及预防措施的研究,分析病害产生的原因和机理,从多方面采取措施来避免病害的发生,采取可行的手段提高道路抵御病害的能力,延长市政沥青路面的使用寿命。
参考文献
[1]容传询.沥青混凝土路面主要病害的防治[J].广西城建建设,2009(10):77.
[2]谢道权.市政道路沥青路面水损坏原因分析与对策研究[J].工程与建设,
2008,22(4):577.
[3]赵庆,吴国雄,陈德玖.浅谈沥青路面早期损坏的原因及对策[J].物流工程与管理,2009(12):89.
[4]蔡丽洁.市政道路沥青路面平整度的施工质量控制[J].科技资讯,2009(21):31.