摘 要:公路一旦投入使用,路面的早期损坏就会逐渐暴露出来,路面的坑槽、沉陷、波浪拥包、车辙、块状裂缝和纵向裂缝等损坏会随着时间推移逐渐出现,势必影响到公路的使用寿命和行车的安全、舒适。沥青路面损坏的产生有其特殊的原因。
关键词: 沥青路面 损坏 产生 主要原因
公路一旦投入使用,路面的早期损坏就会逐渐暴露出来,路面的坑槽、沉陷、波浪拥包、车辙、块状裂缝和纵向裂缝等损坏会随着时间推移逐渐出现,势必影响到公路的使用寿命和行车的安全、舒适。沥青路面损坏的产生有其特殊的原因。
一、沥青路面的主要损坏的普遍类型有:坑槽、沉陷、波浪拥包、车辙、块状裂缝和纵向裂缝等(以此六项为例,浅析)。
1.坑槽
轻:坑浅,有效面积在0.1㎡以内,(约0.3*0.3),损坏按面积计算。
重:坑深,有效面积大于0.1㎡,(约0.3*0.3),损坏按面积计算。
(1)压实不足性坑槽 :施工时混合料温度太高,使沥青老化,粘结力降低,脆性增加,导致压实不够,粘结不牢,在行车载荷作用下,形成坑槽;混合料温度太低,摊铺不均匀,压实不充分,导致压实度不够形成坑槽。
(2)厚度不够性坑槽 :路面下面层局部标高控制不严,导致沥青上面层个别地方厚度不够,在行车作用下,部分混合料易被“带走”,形成坑槽。
(3)水损害性坑槽 :①开始影响沥青与集料的粘附性 ,②沥青膜与集料开始剥离,③路面开始麻面、松散、掉粒。最后形成坑槽
2.沉陷 :大于10㎜的路面局部下沉。
由基层局部成形不足,强度不够,在行车载荷和自然因素等作用下形成的路面损坏。
3.波浪拥包
轻:波峰波谷高差小,高差在10-25㎜之间,损坏按面积计算。
重:波峰波谷高差大,高差大于25㎜,损坏按面积计算。
材料自身问题和行车荷载使路面局部产生隆起。
4. 车辙:轮迹处大于10㎜的纵向带状凹槽(辙槽)。
(1)结构性车辙:由于荷载的作用,发生在沥青面层以下包括路基在内的各结构层的永久变形。
(2)磨损性车辙:由于车辆不断地磨损路面,特别是大量重型超载车辆渠化行驶在主车道上,磨损路面也会形成车辙。
(3)流动性车辙:在高温条件下,车轮碾压反复作用,荷载应力超过沥青混合料的稳定度极限,使流动变形不断积累形成车辙。
5.块状裂缝
轻:缝细,裂缝区无散落,裂缝宽度在3㎜以内,大部分裂缝块度大于1m,损坏按面积计算。
重:缝宽,裂缝区有散落,裂缝宽度在3㎜以上,主要裂缝块度在0.5-1m,损坏按面积计算。
(1)路面局部强度不足,基层软化,稳定性不良等引起。
(2)沥青路面老化变脆,也会成块状裂缝。
6.纵向裂缝 :与行车方向基本平行的裂缝。
(1)半填半挖处的裂缝 ,分幅摊铺时纵缝。
(2)反射裂缝、温度裂缝。
(3)结构承载力不足导致的各类裂缝。
二、沥青路面损坏的主要原因分析
1、 沥青混合料的松散
损坏的直接原因:沥青与集料的粘附性不足或沥青老化。
松散损坏特征:坑洞损坏由上向下发展,多呈“口大底小”的特征。
2、沥青混合料的剥落
沥青混合料强度降低、松散而逐渐向上发展为坑洞,常常具有“底大口小”或“平底锅”的特征。
3、水对沥青路面的作用:沥青混合料剥落、沥青在路面中的迁移、沥青混合料强度下降。
4、沥青混合料的离析:路面原材料粗、细集料分离。
5、沥青材料性能不过关
骨料的表面特性、形状、磨耗值、级配不能满足使用要求,以及矿粉的质量难以保证,导致沥青混合料的内摩阻力和内聚力、粘结力下降。
6、 施工质量问题
1)摊铺面层前基层粘层油洒布不均匀,或洒布工艺控制不严,造成粘结油用量不准;基层清扫不净,残余浮土、碎石、油污等形成隔离层。
面层铺筑过程中易出现压实度不足,使得沥青混合料粘结力、防水性能下降,沥青混合料温度不满足要求。
2)路面面层施工
(1)对原材料检验不严,对沥青混合料的配合比控制不够,特别是矿粉和沥青用量不准,使沥青路面早期出现推移、拥包、松散、露骨、坑槽等。
(2)施工机械设备陈旧、不配套,使混合料的配合比计量、拌和均匀性、压实度、平整度等受到很大影响。
(3)沥青混合料加热温度过高,沥青和矿料拌和时,沥青便被矿料的高温灼焦、沥青老化,使路面强度不足,产生松散、坑槽等病害。
(4)碾压温度过高,造成温度过高的原因有两种情况:一是沥青混合料出厂温度超过规范规定的上限值;二是沥青混合料出厂温度虽然在规定的范围内,但接近高限,如果运距较短,摊铺碾压又很及时,就会使碾压温度超过规范高限。如果碾压温度过高,混合料就压不实,就会出现推移,发生微裂。
3)基层施工
(1)基层、底基层、路面表面清除不干净。在铺筑上一结构层前,若路面结构层及路基表面的浮土、浮灰、浮砂清除不干净,在雨水作用下,浮层细料变软被行车挤压造成的高压水流冲刷成浆,进而波及到沥青面层表面。
(2)基层松铺系数(或基层标高)控制不严而导致的二次补加层,因二次补加层与下层基层无法紧密连接,自身厚度又较小,因而极易松散,进而引起沥青层的网裂、松散、坑槽等破坏。
(3)部分基层压实度不足的问题。
在最大干密度确定的情况下,基层的压实度与混合料中粗、细集料的比例特别是粗粒料的含量密切相关,当粗粒含量很大时,即使压实度超过100%,并不表示该基层已经密实。因此,要适当增大碾压吨位、增加碾压遍数,确保基层到规定压实密度。
7、 养护管理及其它原因
(1)养护不及时
沥青路面在行车作用下出现小面积松散,个别坑槽后,未及时进行养护,特别是采用层铺法施工路面,初期及时养护更为重要。
(2)养护方法不当
有些养护人员,在沥青混凝土路面上采取人工洒油、人工洒料方法进行养护,结果破坏了原路面的平整度,甚至由于喷油不够,用油量控制不严,造成泛油、推拥、松散等病害。
8、 路面渗水
天气降水渗到沥青面层中而排不出去,汽车荷载及温度变化的作用下,沥青面层产生破坏。
9.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。主要说明路面抗滑性能的衰减。
原因:
第一是沥青标号过大,针入度偏大,沥青用量可能过多,路面渐渐泛油,构造深度下降,直到变成光滑的路面。
第二是粗集料不耐磨,迅速磨光。
10、 超、重载运输问题
超、重载运输导致路面破坏、缩短路面设计使用寿命。
11、其他方面原因
(1)未严格按操作规程办事,前期工作滞后,试验不够,不按施工技术规范要求施工,赶工期。
(2)施工技术管理、质量管理不严。
三、提高沥青路面抗破损产生的对策
1、重视路面排水,防止沥青面层的滞水。
目前的高等级道路的路幅较宽,路表横向排水速度较慢。
半刚性基层相对较为密实,进入沥青面层的水分沿着横坡方向向道路外侧车道迁移。这些水分被外侧路缘石阻挡,无法排除,在较长时间内集聚在外侧车道的沥青面层中。当进入混合料空隙中的水分不能及时排出时,在交通荷载尤其是在重载的作用下,所形成的水循环作用和水压力作用,导致沥青混合料强度进一步降低直至松散破坏。因此,需要合理增设路面排水设施,及时地将进入面层中的水排除至道路结构之外。
2、提高沥青路面修补压实密度,降低孔隙率。
沥青路面施工压实不足是造成结构性车辙的主要原因,也是造成路面渗水导致水损害的主要因素。
3、 降低沥青混合料的离析程度
离析是大量存在的,一旦发生离析,沥青混合料的设计形同虚设,失去意义,路面不能表现出预期的性能。
4、 重视组成材料设计:选择适宜的级配组成,选择洁净集料,使用改性沥青及抗剥落剂提高沥青与集料的粘附性。
结语:高速公路的养护与一般公路有所不同,有其特殊性和自身规律,沥青路面产生的损坏,不仅与设计、施工等路面形成前的环节有关,而且与路面形成后的使用、养护和管理紧密联系。因此,要消灭沥青路面坑槽、沉陷、波浪拥包、车辙、块状裂缝和纵向裂缝等损坏这一质量通病,延长沥青路面的使用周期,提高投资效益,需要设计、施工、养护管理各方主体各负其责,分层把关,按照行业规范标准,结合实际,严格履行各自职能,相信这一通病一定会得到显著改善。