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青路面常見的病害及其預(yù)防措施
瀝青路面具有表面平整,堅(jiān)實(shí)、無(wú)接縫、施工工期短、養(yǎng)護(hù)維修簡(jiǎn)便和有良好的減振性等優(yōu)點(diǎn),使行車平穩(wěn)、舒適而低噪聲。但由于受到交通量增長(zhǎng)、重載超載車輛的增多、溫度變化、濕度變化,冰凍作用、設(shè)計(jì)、施工、采用材料和養(yǎng)護(hù)管理等因素的影響,出現(xiàn)了多種瀝青路面病害,如瀝青路面的裂縫、車轍和水損害等。根據(jù)我們這幾年來(lái)對(duì)我省瀝青路面的實(shí)際損壞情況的調(diào)查,談?wù)劄r青路面常見的病害與裂縫出現(xiàn)的原因及其預(yù)防措施。
一、常見瀝青路面病害
瀝青路面的損壞所表現(xiàn)出的形式和特征是多種多樣的。經(jīng)總結(jié)分析,主要有以下幾種常見病害。
1、瀝青路面的裂縫
瀝青路面建成后,都會(huì)產(chǎn)生各種形式的裂縫。初期產(chǎn)生的裂縫對(duì)瀝青路面的使用性能基本上沒有影響,但隨著表面雨水的侵入,導(dǎo)致路面強(qiáng)度下降,在大量行車荷載作用下,使瀝青路面產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性破壞。瀝青路面裂縫的形式是多種多樣的,裂縫從表現(xiàn)形式可分為橫向裂縫、縱向裂縫和網(wǎng)狀裂縫三種。影響裂縫的主要因素有:瀝青的品種和等級(jí)、瀝青混合料的組成、面層的厚度、基層材料的收縮性、土基和氣候條件等。
2、瀝青路面的車轍
車轍是路面結(jié)構(gòu)層及土基在行車重復(fù)荷載作用下的補(bǔ)充壓實(shí),以致結(jié)構(gòu)層材料的側(cè)向位移所產(chǎn)生的累積永久變形。影響瀝青路面車轍深度的主要因素是瀝青路面結(jié)構(gòu)和瀝青混凝土本身的內(nèi)在因素,以及氣候和交通量及交通組成等的外界因素。車轍產(chǎn)生的主要原因有:
(1)瀝青混合料油石比過(guò)大;
(2)表面磨損過(guò)度:
(3)雨水侵入瀝青混凝土內(nèi)部;
(4)由于基層含不穩(wěn)定夾層而導(dǎo)致路面橫向推擠形成波形車轍。
3、瀝青路面的松散
松散是直接影響行車安全的路面病害,松散可能出現(xiàn)在整個(gè)路面表面。也可能在局部區(qū)域出現(xiàn),但由于行車作用,一般在輪跡帶比較嚴(yán)重。其產(chǎn)生的主要原因有:
(1)局部路基和基層不均勻沉降引起路面破壞;
(2)碎石中含有風(fēng)化顆粒,水侵入后引起瀝青剝離;
(3)隨著使用時(shí)間的增多,瀝青結(jié)合料本身的粘結(jié)性能降低,促使面層與輪胎接觸部分的瀝青磨耗,造成瀝青含量減少,細(xì)集料散失;
(4)機(jī)械損害或油污染。
4、瀝青路面的水損害
瀝青路面在存在水分的條件下,經(jīng)受交通荷載和溫度漲縮的反復(fù)作用,一方面水分逐步侵入到瀝青與集料的界面上,同時(shí)由于水動(dòng)力的作用。瀝青膜漸漸地從集料表面剝離,并導(dǎo)致集料之間的粘結(jié)力喪失而發(fā)生路面破壞。瀝青路面產(chǎn)生水損害的原因主要有材料、設(shè)計(jì)、施工、土基和基層、超載車輛等原因。
5、瀝青路面的凍脹和翻漿
瀝青路面產(chǎn)生凍脹和翻漿主要是在凍融時(shí)期,因?yàn)樗那秩牒吐坊恋乃€(wěn)定性能差,由于冰凍的作用,路基上層積聚的水分凍結(jié)后引起路面脹起并開裂。道路翻漿是水、土質(zhì)、溫度、路面和行車荷載五個(gè)主要因素綜合作用的結(jié)果。其中水、土、溫度構(gòu)成翻漿的三個(gè)自然因素,缺少任何一個(gè)因素都不可能形成翻漿。
6、瀝青路面的沉陷
沉陷是路面變形中最普遍的一種,特點(diǎn)是面積大,涉及的結(jié)構(gòu)層次深,主要出現(xiàn)在挖方段和填挖交界處。其產(chǎn)生的主要原因是:
(1)土質(zhì)路塹排水不暢,路床下部路基過(guò)濕潤(rùn)而產(chǎn)生不均勻沉降,引起路面局部下沉;
(2)路面強(qiáng)度不能適應(yīng)日益增長(zhǎng)的交通量,易發(fā)生疲勞破壞:
(3)路基或基層強(qiáng)度不足或填挖路基強(qiáng)度不一致,在車輛荷載作用下,路基或基層結(jié)構(gòu)遭破壞而引起沉陷;
(4)橋頭路面沉降不均勻而引起沉陷并與橋面發(fā)生錯(cuò)位。
二、瀝青路面出現(xiàn)裂縫的原因分析及其預(yù)防措施
1、原因分析
瀝青路面出現(xiàn)裂縫的主要原因而可以分為兩大類:一種主要是由于瀝青面層溫度變化而產(chǎn)生的溫度裂縫,一般稱之為非荷載型裂縫:另一種是由于行車荷載的作用而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)性破壞裂縫,一般稱之為荷載型裂縫。
(1)非荷載型裂縫
非荷載型裂縫主要是溫度裂縫,也有因施工不當(dāng)、材料選取不當(dāng)?shù)纫鸬牧芽p。其產(chǎn)生的原因有:
1)瀝青材料在較高溫度條件下,具有良好的應(yīng)力松弛性能,溫度升降產(chǎn)生的變形不至于產(chǎn)生過(guò)高的溫度應(yīng)力。但在冬季氣溫驟降時(shí),土基和路面基層由于受溫度變化,冬季冰凍產(chǎn)生的膨脹,導(dǎo)致路基和基層產(chǎn)生裂縫并反射到瀝青面層,瀝青混合料的應(yīng)力松弛趕不上溫度應(yīng)力的增長(zhǎng),同時(shí)勁度急劇增大,超過(guò)混合料的極限強(qiáng)度或極限拉伸應(yīng)變,便會(huì)產(chǎn)生開裂。此外,隨著溫度反復(fù)升降,溫度應(yīng)力使混合料的極限拉伸應(yīng)變變小,又加上瀝青的老化使瀝青勁度增高,應(yīng)力松弛性能降低,故可能在比一次性降溫開裂溫度更高的溫度下開裂,同時(shí)裂縫是隨著路齡的增加而不斷增加。
2)瀝青的品種和等級(jí)也是影響瀝青路面開裂的重要因素。在長(zhǎng)期的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中,選用高粘度、低稠度的瀝青,其溫度敏感性較低,能延遲溫度裂縫的產(chǎn)生;瀝青未達(dá)到適合本地區(qū)氣候條件和使用要求的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),低溫抗變形能力較差,致使瀝青面層在低溫下產(chǎn)生收縮開裂。
3)地基處理不當(dāng),路基碾壓不均勻,造成路基沉降不均勻;舊路拓寬時(shí),新舊路基搭接部位沒有嚴(yán)格按照臺(tái)階式分層壓實(shí)處理,以及下部基層比較軟弱,或地基處理不徹底等。
4)鋪筑瀝青面層采用分幅攤鋪時(shí),接縫處理不當(dāng),結(jié)合不良,對(duì)接縫處碾壓不密實(shí),造成路面滲水或面層壓實(shí)未達(dá)到要求,在行車作用下形成裂縫。
(2)荷載型裂縫
荷載型裂縫即主要由于行車荷載作用而產(chǎn)生的裂縫,其產(chǎn)生的原因有:
1)隨著交通運(yùn)輸?shù)母咚侔l(fā)展。原有的路面強(qiáng)度日趨不足,路面滿足不了交通量迅速增長(zhǎng)和汽車載重明顯增大的需求,瀝青路面過(guò)早產(chǎn)生疲勞破壞,瀝青路面很快開裂。
2)原結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理,未充分考慮到各種不利因素,施工質(zhì)量不好,瀝青路面面層厚度不足,瀝青路面原材料的品質(zhì)不符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求,路面強(qiáng)度明顯不能滿足行車要求。在行車作用下,特別是超大噸位車輛的頻繁碾壓,瀝青路面很快開裂。
2、防止措施
針對(duì)以上分析的瀝青路面病害的原因,主要從施工材料、設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)和交通管理等5個(gè)方面采取相應(yīng)的預(yù)防措施。
(1)材料方面
合理確定瀝青路面結(jié)構(gòu),瀝青面層的裂縫主要由瀝青面層本身的低溫收縮引起的。選用低溫勁度小、延度大、溫度敏感性差、含蠟量低的優(yōu)質(zhì)瀝青,精選礦料,準(zhǔn)確級(jí)配瀝青面層的礦料和合理配置瀝青混合料配合比。配制出性能優(yōu)良的瀝青混合料,控制瀝青用量,保證瀝青混合料性能優(yōu)良,均可有效減少裂縫。
(2)設(shè)計(jì)方面
精心設(shè)計(jì),對(duì)地形復(fù)雜地段做好地質(zhì)調(diào)查工作。要特別注意加固地基,防止因地基軟弱而出現(xiàn)不均勻沉降,使用合格填料填筑路基,或?qū)μ盍线M(jìn)行處理后再填筑路基,確保路基有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性,以保證路面具有穩(wěn)定。