论文部分内容阅读
摘要：沈山高速公路至建成以来路面灾害一直存在，本文通过对沈山高速公路的调查，结合沈山高速公路的特性及灾害类型对重点说明沈山高速公路水损害和车辙的防治措施。
关键词：沈山高速公路 路面损害 水损害 车辙
公路是国民经济发展的重要基础设施，是一笔非常可观的资产。沈山高速公路是我省通北京到沈阳高速公路的重要组成部分，是国家和辽宁省“九五”期间重点建设项目。沈山高速公路的建成通車，对于加强辽宁及整个东北地区乃至内蒙古东部地区与关内的政治经济发展有着十分重要的意义。
沈山高速公路路面设计和施工属于全国一流，但投入使用后却不断出现路面早期损害【1】。我省每年都不得不投入大量的资金进行维护和修补。
本文先后对沈山高速锦州管理处管理路段进行了3个阶段的路况调查。其中2007年3月对大雪过后沥青路面出现的大规模坑槽进行调查；2007年7月在高温条件下专门调查了车辙；2008年3月对锦州段全线路路况进行调查，调查发现沈山高速公路路面损害主要有坑槽、车辙、裂缝和泛油四种类型。其中沥青路面在2007年11月经过维护过后除裂缝外其他路面损害依然存在。因此及时采取合理的措施处理道路出现的各种病害，采取积极有效的预防养护措施，维持道路保持较高的服务能力十分必要。本文重点说明沈山高速公路水损害和车辙的防治措施。
一、沈山高速公路现状
1、沈山高速公路交通量每年增长近20%。沈山高速公路的路面破损情况一直存在并不断加重。其中坑槽处K499+050面积由原来的1.8㎡变为4.0㎡，在2007年3月对坑槽进行修补之后，2008年3月路面又出现许多新坑槽车辙的变化最为明显，在辙深大于30mm的路段，辙深普遍又至少增加2mm。
2、沈山高速公路沥青路面的水损害主要表现为坑槽。
3、沈山高速公路路面存在大量的车辙，最大平均辙深为55cm。而且深度较大的车辙几乎全部集中在大车道上。
4、沈山高速公路沥青路面上的裂缝损害由于刚做完灌缝处理并不明显，泛油情况也不明显，只是仅有的损害也都发生在大车道。
二、沈山高速公路水损害防治途径
沈山高速公路防水层采用的是一布三涂。这样的防水层在热碾压施工后抗渗能力降低，在冬季低温盐水浸蚀情况下，防水层粘结强度下降，使水泥混凝土铺装层－防水层－沥青混凝土铺装层之间抗剪强度不足以抵抗行车荷载。
从材料上讲，沈山高速公路沥青路面为了减少车辙，沥青混合料采取了坚硬的优质石料、采用较粗的粒径及适当减少沥青用量等措施，这样造成沥青与石料的粘结力不好，在超载车辆行驶作用下极易造成沥青路面的水稳定性不足，在春融季节沥青路面就会出现麻面、松散、坑槽等病害。
从路面施工质量上讲，沈山高速公路水泥混凝土铺装层强度不足，施工单位在浇筑水泥混凝土铺装层顶面时比较光滑，路面铺装施工时未全面凿毛，表面有一层浮浆软弱层。在行车荷载及水的作用下 ，容易发生脱层，进而发生破坏。
要提高路面的抗水损害能力，解决路面中水的办法，一是封，二是排。这种重载运输环境下高速公路路面在设计施工中应注意以下几点：
1、防止或减少路表水分进入沥青混合料内部，不致侵入到沥青与集料的界面中去。其具体途径就是控制沥青混合料的级配，尤其是减小空隙率。
2、增强沥青与矿料的粘结力，减轻沥青的剥落, 改善沥青混凝土的水稳定性和耐久性。
3、提高压实标准，减小空隙率。尽可能提高沥青混凝土面层的不透水性，高速公路表面层的压实度不小于98%，中面层和底面层的压实度不小于97%。表面层的压实度为不小于98%, 中面层和底面层不小于97%时, 现场空气率约为6%和7%, 此时的面层的透水性就会大大减小。
4、增加现场空隙率指标现场空隙率是指面层的某层碾压结束和冷却后沥青混凝土内部空气所占的体积百分率。建议现场空隙率指标为：表面层≤ 6 %，中面层或底面层≤7%。
5、路面结构设置排水层或结构层。水是危害路面造成水损害破坏的主要因素，因此，做好排水设计是避免造成水损害的一个方面。沥青路面应设计良好的排水系统, 使路面水很快排除, 做好各层排水, 防止水分从基层、垫层进入混合料中, 使面层高出地下水位足够高度, 确保路基稳定。排水设计主要考虑是路表排水、中央分隔带排水和路面结构层内部排水及边缘排水。
三、提高路面抗车辙能力的方法
提高沈山高速公路沥青路面抗车辙能力应从产生车辙的根本原因着手，即避免高温，治理超载，避免出现长大纵坡。公路上超载车辆虽可以采取限制手段, 但要彻底解决尚待时日, 现在环境温度又逐年上升, 针对这种环境条件,提高车辙试验温度、提高沥青标号等级、提高压实度标准是有效的措施，具体为：
1、对于沈山高速公路这种交通量大，重载车辆多的路面，应选择温度敏感性低，高温等级再高一个等级的70号沥青或改性沥青。
2、采用改性沥青。夏季气温普遍较高，与普通重交通沥青相比较, 改性沥青的软化点、粘度有很大的提高, 所拌制的混合料其高温稳定性能将有明显的提高。
对2002 年沈山高速公路出现车辙的路段进行钻芯发现中面层发生了明显的变形[3], 而上面层因为使用改性沥青, 路面厚度无明显变化。这说明采用改性沥青对于减轻车辙是有效果的。
3、沥青结构层设计厚度至少应为最大公称尺寸的2.5 倍(方孔筛) , 避免混合料摊铺过薄而难以压实。从抗车辙的角度考虑, 粗级配沥青混合料的抗车辙性能比细级配的好。为了抗车辙宜适当增加粗颗粒的含量, 可考虑采用接近AC2I 型下限的级配线。
4、严格控制沥青结合料的用量。马歇尔法沥青用量比旋转压实法高出012%～ 013% [4 ] , 所以可以将马歇尔法所确定的沥青用量减去012%～ 013% , 这样将有利于提高抗车辙性能。
5、考虑超重车和环境温度的影响。在夏季特别高温的时段封闭部分路段的货车交通，管制重载车同行，这种天气全年一般不会太多，但效果很好。或者事先另辟超载超载运输车辆的不渠化通行的公路，同时要强化对高速公路的速度底限控制，也应该严格控制，按新颁布的《中华人民共和国道路交通安全法》的规定，高速公路的车辆行驶速度不得低于70KM/H。从防止车辙的角度而言，在高速公路上通行的车速一般不允许低于50KM/H，应严格防止出现有些路段的车速降低到40KM/H以下。
四、结论
沈山高速公路路面损害防治，总的来说国家治理超载车辆最为重要，但目前在重载超载运输一直存在的条件下减轻路面早期损害应注意：
（1）设计中考虑重载超载环境。
（2）控制孔隙率。
（3）根据实际情况选择沥青和沥青用量。
（4）保证施工质量。
（5）在夏季特别高温的时段封闭部分路段的货车交通，在高速公路上通行的车速一般不允许低于50KM/H，严格防止出现有些路段的车速降低到40KM/H以下等。
关键词：沈山高速公路 路面损害 水损害 车辙
公路是国民经济发展的重要基础设施，是一笔非常可观的资产。沈山高速公路是我省通北京到沈阳高速公路的重要组成部分，是国家和辽宁省“九五”期间重点建设项目。沈山高速公路的建成通車，对于加强辽宁及整个东北地区乃至内蒙古东部地区与关内的政治经济发展有着十分重要的意义。
沈山高速公路路面设计和施工属于全国一流，但投入使用后却不断出现路面早期损害【1】。我省每年都不得不投入大量的资金进行维护和修补。
本文先后对沈山高速锦州管理处管理路段进行了3个阶段的路况调查。其中2007年3月对大雪过后沥青路面出现的大规模坑槽进行调查；2007年7月在高温条件下专门调查了车辙；2008年3月对锦州段全线路路况进行调查，调查发现沈山高速公路路面损害主要有坑槽、车辙、裂缝和泛油四种类型。其中沥青路面在2007年11月经过维护过后除裂缝外其他路面损害依然存在。因此及时采取合理的措施处理道路出现的各种病害，采取积极有效的预防养护措施，维持道路保持较高的服务能力十分必要。本文重点说明沈山高速公路水损害和车辙的防治措施。
一、沈山高速公路现状
1、沈山高速公路交通量每年增长近20%。沈山高速公路的路面破损情况一直存在并不断加重。其中坑槽处K499+050面积由原来的1.8㎡变为4.0㎡，在2007年3月对坑槽进行修补之后，2008年3月路面又出现许多新坑槽车辙的变化最为明显，在辙深大于30mm的路段，辙深普遍又至少增加2mm。
2、沈山高速公路沥青路面的水损害主要表现为坑槽。
3、沈山高速公路路面存在大量的车辙，最大平均辙深为55cm。而且深度较大的车辙几乎全部集中在大车道上。
4、沈山高速公路沥青路面上的裂缝损害由于刚做完灌缝处理并不明显，泛油情况也不明显，只是仅有的损害也都发生在大车道。
二、沈山高速公路水损害防治途径
沈山高速公路防水层采用的是一布三涂。这样的防水层在热碾压施工后抗渗能力降低，在冬季低温盐水浸蚀情况下，防水层粘结强度下降，使水泥混凝土铺装层－防水层－沥青混凝土铺装层之间抗剪强度不足以抵抗行车荷载。
从材料上讲，沈山高速公路沥青路面为了减少车辙，沥青混合料采取了坚硬的优质石料、采用较粗的粒径及适当减少沥青用量等措施，这样造成沥青与石料的粘结力不好，在超载车辆行驶作用下极易造成沥青路面的水稳定性不足，在春融季节沥青路面就会出现麻面、松散、坑槽等病害。
从路面施工质量上讲，沈山高速公路水泥混凝土铺装层强度不足，施工单位在浇筑水泥混凝土铺装层顶面时比较光滑，路面铺装施工时未全面凿毛，表面有一层浮浆软弱层。在行车荷载及水的作用下 ，容易发生脱层，进而发生破坏。
要提高路面的抗水损害能力，解决路面中水的办法，一是封，二是排。这种重载运输环境下高速公路路面在设计施工中应注意以下几点：
1、防止或减少路表水分进入沥青混合料内部，不致侵入到沥青与集料的界面中去。其具体途径就是控制沥青混合料的级配，尤其是减小空隙率。
2、增强沥青与矿料的粘结力，减轻沥青的剥落, 改善沥青混凝土的水稳定性和耐久性。
3、提高压实标准，减小空隙率。尽可能提高沥青混凝土面层的不透水性，高速公路表面层的压实度不小于98%，中面层和底面层的压实度不小于97%。表面层的压实度为不小于98%, 中面层和底面层不小于97%时, 现场空气率约为6%和7%, 此时的面层的透水性就会大大减小。
4、增加现场空隙率指标现场空隙率是指面层的某层碾压结束和冷却后沥青混凝土内部空气所占的体积百分率。建议现场空隙率指标为：表面层≤ 6 %，中面层或底面层≤7%。
5、路面结构设置排水层或结构层。水是危害路面造成水损害破坏的主要因素，因此，做好排水设计是避免造成水损害的一个方面。沥青路面应设计良好的排水系统, 使路面水很快排除, 做好各层排水, 防止水分从基层、垫层进入混合料中, 使面层高出地下水位足够高度, 确保路基稳定。排水设计主要考虑是路表排水、中央分隔带排水和路面结构层内部排水及边缘排水。
三、提高路面抗车辙能力的方法
提高沈山高速公路沥青路面抗车辙能力应从产生车辙的根本原因着手，即避免高温，治理超载，避免出现长大纵坡。公路上超载车辆虽可以采取限制手段, 但要彻底解决尚待时日, 现在环境温度又逐年上升, 针对这种环境条件,提高车辙试验温度、提高沥青标号等级、提高压实度标准是有效的措施，具体为：
1、对于沈山高速公路这种交通量大，重载车辆多的路面，应选择温度敏感性低，高温等级再高一个等级的70号沥青或改性沥青。
2、采用改性沥青。夏季气温普遍较高，与普通重交通沥青相比较, 改性沥青的软化点、粘度有很大的提高, 所拌制的混合料其高温稳定性能将有明显的提高。
对2002 年沈山高速公路出现车辙的路段进行钻芯发现中面层发生了明显的变形[3], 而上面层因为使用改性沥青, 路面厚度无明显变化。这说明采用改性沥青对于减轻车辙是有效果的。
3、沥青结构层设计厚度至少应为最大公称尺寸的2.5 倍(方孔筛) , 避免混合料摊铺过薄而难以压实。从抗车辙的角度考虑, 粗级配沥青混合料的抗车辙性能比细级配的好。为了抗车辙宜适当增加粗颗粒的含量, 可考虑采用接近AC2I 型下限的级配线。
4、严格控制沥青结合料的用量。马歇尔法沥青用量比旋转压实法高出012%～ 013% [4 ] , 所以可以将马歇尔法所确定的沥青用量减去012%～ 013% , 这样将有利于提高抗车辙性能。
5、考虑超重车和环境温度的影响。在夏季特别高温的时段封闭部分路段的货车交通，管制重载车同行，这种天气全年一般不会太多，但效果很好。或者事先另辟超载超载运输车辆的不渠化通行的公路，同时要强化对高速公路的速度底限控制，也应该严格控制，按新颁布的《中华人民共和国道路交通安全法》的规定，高速公路的车辆行驶速度不得低于70KM/H。从防止车辙的角度而言，在高速公路上通行的车速一般不允许低于50KM/H，应严格防止出现有些路段的车速降低到40KM/H以下。
四、结论
沈山高速公路路面损害防治，总的来说国家治理超载车辆最为重要，但目前在重载超载运输一直存在的条件下减轻路面早期损害应注意：
（1）设计中考虑重载超载环境。
（2）控制孔隙率。
（3）根据实际情况选择沥青和沥青用量。
（4）保证施工质量。
（5）在夏季特别高温的时段封闭部分路段的货车交通，在高速公路上通行的车速一般不允许低于50KM/H，严格防止出现有些路段的车速降低到40KM/H以下等。