淺談瀝青路面早期病害成因與預(yù)防措施

孫 杰 吉瑋堂

[摘要]高速公路瀝青混凝土路面早期病害類型、形成原因,以及在設(shè)計(jì)、施工管理等方面的預(yù)防瀝青路面早期病害的措施。

[關(guān)鍵詞]瀝青混凝土路面早期病害病害類型成因分析預(yù)防措施

中圖分類號:TU4文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1671-7597(2009)1210142-01

近些年,隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的快速、協(xié)調(diào)發(fā)展,國家對高速公路建設(shè)投資力度的加大,我國的公路工程建設(shè)十分迅速。但是,隨著一條條高速公路的建成并投入運(yùn)營,由于交通量的日益增大,車輛迅速大型化且超載嚴(yán)重等原因造成的早期病害現(xiàn)象越來越嚴(yán)重,也就越來越引起業(yè)內(nèi)人士的普遍關(guān)注。

一、瀝青路面早期病害類型及形成原因

(一)瀝青路面早期病害類型

1.橋頭跳車。橋頭跳車產(chǎn)生的原因主要是軟土地基的沉降及路基與橋臺交界處產(chǎn)生不均勻沉降。在建設(shè)過程中,一般臺背填土多采用柔性材料填筑,由于填土的自重和行車荷載作用下使得有一定空隙的臺背回填材料發(fā)生變形、收縮、擠密,自然形成不同程度的下沉,而橋梁結(jié)構(gòu)部分屬于剛性永久結(jié)構(gòu),兩種剛度相差太大的結(jié)構(gòu)的沉降變形差異表現(xiàn)在路基橋梁搭接處的路面形成臺階,即形成跳車區(qū)域,影響行車的舒適性和安全性。

2.裂縫。路面裂縫是路面早期病害最常見的病害之一,它的危害在于從裂縫中不斷進(jìn)入水份使基層甚至路基軟化,導(dǎo)致路面承載能力下降,加速路面破壞。

(1)橫向裂縫可分為荷載性裂縫和非荷載性裂縫兩大類。荷載性裂縫是由于路面設(shè)計(jì)不當(dāng)和施工質(zhì)量低劣,或由于車輛嚴(yán)重超載,致使瀝青面層或半剛性基層內(nèi)產(chǎn)生的拉應(yīng)力超過其疲勞強(qiáng)度而裂縫。非荷載性裂縫是橫向裂縫的主要形式,它有兩種情況:瀝青面層溫度收縮性裂縫和基層反射性裂縫。

(2)縱向裂縫可分為兩種情況:一種情況是由于路基壓實(shí)度不均勻,路面不均勻沉陷而引起的,如發(fā)生在半填半挖處的裂縫。另一種情況是瀝青面層分幅攤鋪時,兩幅接茬未處理好,在行車荷載作用下,易形成縱縫。

(3)龜裂又稱網(wǎng)裂,通常是由于路面整體強(qiáng)度不足,基層軟化,穩(wěn)定性不良等原因引起的,瀝青路面老化變脆,也會發(fā)展成網(wǎng)狀裂縫。一般多發(fā)生在行車道輪跡下。

3.坑槽。瀝青路面的坑槽往往都有一個形成過程,起初局部龜裂松散,在行車荷載和雨水等自然因素作用下逐步形成坑槽?？硬郯葱纬稍蛞话惴秩N類型:一種是壓實(shí)不足性坑槽;二是厚度不夠性坑槽;三是水損害性坑槽,這種坑槽是瀝青混凝土路面早期破壞中常見的坑槽。

4.車轍。公路車輛分方向行駛,渠化交通,車轍是其主要病害之一,車轍是在與時間有關(guān)的荷載因素和氣候因素共同作用下,輪跡帶逐漸產(chǎn)生下凹形形變并形成兩條縱向的槽。

(1)結(jié)構(gòu)性車轍由于荷載的作用,發(fā)生在瀝青面層以下包括路基在內(nèi)的各結(jié)構(gòu)層的永久變形。這種車轍寬度較大,兩側(cè)沒有隆起現(xiàn)象,橫斷面成凹字形。

(2)磨損性車轍由于車輛不斷地磨損路面,特別是大量重型超載車輛渠化行駛在主車道上,磨損路面也會形成車轍。

(3)流動性車轍在高溫條件下,車輪碾壓反復(fù)作用,荷載應(yīng)力超過瀝青混合料的穩(wěn)定度極限,使流動變形不斷積累形成車轍。這種車轍一方面車輪作用部位下凹,另一方面車輪作用甚少的車道兩側(cè)反而向上隆起,在彎道處還明顯向外推擠,車道線或停車線因此可能成為變形的曲線。

5.瀝青路面表面功能衰減。瀝青路面的表面功能是指瀝青路面的平整、抗滑、噪音、濺水和水霧等。這里主要說明在我國路面抗滑性能衰減的兩方面原因:一是瀝青標(biāo)號過大,針入度偏大,瀝青用量可能過多,路面漸漸泛油,構(gòu)造深度下降,直到變成光滑的路面。二是粗集料不耐磨,迅速磨光。

(二)瀝青路面早期病害形成原因

1.路面結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理或厚度不足。2.瀝青混合料類型選擇不當(dāng)。3.瀝青面層混合料進(jìn)場材料質(zhì)量達(dá)不到要求,拌合不均、離析、粘結(jié)力差。4.碾壓不及時,壓實(shí)度不夠空隙大或有微細(xì)裂紋,路面滲水,加之路面結(jié)構(gòu)防水、排水設(shè)施不全,形成水損失。5.下封層施工質(zhì)量達(dá)不到要求,導(dǎo)致未成型或強(qiáng)度不足的基層在路面滲水、排水受阻和在行車作用下,使受浸泡的基層頂面變軟、唧漿、路面變形,繼續(xù)裂紋、松散。6.半剛性基層未成型,強(qiáng)度不足;半剛性材料底基層采用路拌法施工,留有素土夾層。7.油石比控制不當(dāng),粘層油用量過多。8.路基不均勻沉降等。

二、瀝青路面早期病害的防治措施

(一)路面設(shè)計(jì)方面

1.成立專門的路面設(shè)計(jì)和研究機(jī)構(gòu),負(fù)責(zé)全省的路面設(shè)計(jì)、現(xiàn)場技術(shù)服務(wù),定期對路面的路用性能進(jìn)行觀測、分析,不斷提高和完善設(shè)計(jì)。

2.逐步建立本地區(qū)的設(shè)計(jì)技術(shù)手冊,開展一些路面研究工作和工程實(shí)踐總結(jié),在現(xiàn)有規(guī)范的基礎(chǔ)上能針對本地區(qū)的氣候、材料、交通情況,提出具有地方特色的設(shè)計(jì)指南,并逐步完善。

(二)施工管理方面

1.路面施工。(1)嚴(yán)格檢驗(yàn)原材料,準(zhǔn)確控制瀝青混合料的配合比,特別是礦粉和瀝青的用量,可避免瀝青路面早期出現(xiàn)推擁、油包、松散、露骨、坑槽等。(2)采用先進(jìn)成套的施工機(jī)械設(shè)備,可提高混合料配合比計(jì)量的精確性、拌和的均勻性、同時能夠保證壓實(shí)度、平整度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。(3)嚴(yán)格控制瀝青混合料拌和溫度。瀝青混合料加熱溫度不能過高,特別是瀝青和礦料拌和時,嚴(yán)格杜絕高溫灼焦、瀝青老化,可以避免因此造成的路面強(qiáng)度不足,產(chǎn)生松散、坑槽等病害。(4)嚴(yán)格控制混合料碾壓溫度。碾壓溫度不能過高,否則會造成混合料壓實(shí)度達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn),出現(xiàn)推移,發(fā)生微裂。

2.路基施工。(1)保證基層、底基層、路面表面干凈。在鋪筑上一結(jié)構(gòu)層前,須將路面結(jié)構(gòu)層及路基表面的浮土、浮灰、浮砂清除干凈。(2)嚴(yán)格控制基層松鋪系數(shù)(或基層標(biāo)高)?？刂撇粐?yán)將導(dǎo)致的二次補(bǔ)加層,二次補(bǔ)加層與下基層無法緊密連接,自身厚度又較小,因而極易松散,進(jìn)而引起瀝青層的網(wǎng)裂、松散、坑槽等破壞。如必須二次補(bǔ)加,建議補(bǔ)加層用含油瀝青混合料代替。(3)保證基層壓實(shí)度達(dá)到設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。適當(dāng)增大碾壓噸位、增加碾壓遍數(shù),確?；鶎拥揭?guī)定壓實(shí)密度,避免因壓實(shí)度不合格引起的面層坑槽、局部沉陷等病害。

三、結(jié)束語

路面早期病害已成為瀝青路面的主要危害之一,各級交通管理部門都應(yīng)引起足夠的重視,并根據(jù)其成因從路面設(shè)計(jì)、原材料進(jìn)場到具體施工,有針對性采取一系列預(yù)防和改善措施。同時,必須加強(qiáng)管理,建立健全質(zhì)量保證體系,充分有效的發(fā)揮好監(jiān)理及質(zhì)量監(jiān)督機(jī)構(gòu)的作用,從管理部門、設(shè)計(jì)部門到施工部門,層層重視、層層控制、層層落實(shí)。只有這樣,才能從根本上減少瀝青路面的早期病害現(xiàn)象的發(fā)生,確保正常發(fā)揮高速公路安全、舒適、快捷、高效的作用。延長路面的使用壽命。