摘要:隨著國民經(jīng)濟(jì)快速,我國道路交通量日益增大,車輛迅速大型化且嚴(yán)重超載,使得很多公路瀝青路面均呈現(xiàn)出裂縫、水破壞、松散、泛油、推移等早期病害。這些病害基本上也是公路工程質(zhì)量的通病,對新建公路的正常使用形成了嚴(yán)重的威脅。這些病害使得公路正常維修期大大提前,直接影響了車輛的運(yùn)行,也增大了養(yǎng)護(hù)管理資金的投入。分析這些病害的成因、科學(xué)的施工過程控制、常見病害的早期防治、以及對已出現(xiàn)病害公路的合理維修對國內(nèi)公路的正常運(yùn)營意義重大。
關(guān)鍵詞:瀝青路面 質(zhì)量通病 防治
0 引言
瀝青路面的表面比較平整、堅實(shí)、無接縫、減振性良好,且施工工期較短,便于養(yǎng)護(hù)維修,行車舒適、安全、平穩(wěn),不會產(chǎn)生太大的噪聲。但在交通量不斷加大、越來越多的重載超載車輛通行,加之前期的設(shè)計、施工、所用材料、溫度和濕度的變化、冰凍及后期的養(yǎng)護(hù)管理等因素的影響,瀝青路面病害頻頻發(fā)生,如瀝青路面的車轍、裂縫、水損害等。近些年來,我單位對我省瀝青路面的實(shí)際損壞情況進(jìn)行了多次調(diào)研,筆者根據(jù)調(diào)研情況,進(jìn)一步探析了瀝青路面常見的病害與裂縫產(chǎn)生的原因,并提出相應(yīng)的預(yù)防措施。
1 常見瀝青路面病害
1.1 瀝青路面的裂縫 瀝青路面建成后難免發(fā)生裂縫。初期產(chǎn)生的裂縫不會對瀝青路面的使用性能造成嚴(yán)重的破壞,但若有表面雨水侵入,破壞了路面強(qiáng)度,加之大量行車荷載的作用,就極易破壞瀝青路面結(jié)構(gòu)。瀝青路面裂縫存在多種形式,就表現(xiàn)形式來看,裂縫主要包括三大類,即橫向裂縫、縱向裂縫、網(wǎng)狀裂縫;就裂縫成因來看,包括氣候的變化、瀝青混合料的組成、基層材料的收縮性、土基、面層厚度、瀝青的等級和品種等,都與裂縫的形成存在必然的聯(lián)系。
1.2 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。導(dǎo)致路面車轍的主要原因是:①瀝青混合料油石比太大;②表面過度磨損;③瀝青混凝土內(nèi)部有雨水侵入;④由于基層含不穩(wěn)定夾層而導(dǎo)致路面橫向推擠產(chǎn)生波形車轍。
1.3 瀝青路面的松散 松散這一路面病害會對路面行車安全造成威脅。整個道路表面或局部區(qū)域都可能發(fā)生這種病害,但是受到行車荷載的影響,輪跡帶的松散程度往往較嚴(yán)重。之所以會出現(xiàn)這種現(xiàn)象,原因在于:①局部路基和基層發(fā)生不均勻沉降破壞路面結(jié)構(gòu);②碎石中存在風(fēng)化顆粒,水侵入后導(dǎo)致瀝青剝離;③瀝青結(jié)合料的粘結(jié)性能會隨使用時間的不斷累積而下降,導(dǎo)致輪胎和面層接觸部分的瀝青磨耗,從而大大降低瀝青含量,使細(xì)集料散失;④機(jī)械損害及油污染。
1.4 瀝青路面的水損害 瀝青路面若有水分存在,經(jīng)受交通荷載和溫度漲縮的反復(fù)作用,水分會逐步侵入到瀝青與集料的界面上,同時瀝青膜在水動力的影響下逐漸從集料表面剝離,造成集料之間失去粘結(jié)力而對路面結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞作用。瀝青路面之所以出現(xiàn)水損害現(xiàn)象,主要是受到設(shè)計、材料、施工、車輛超載、土基和基層等因素的影響。
1.5 瀝青路面的凍脹和翻漿 瀝青路面在凍融時期極易出現(xiàn)翻漿和凍脹等病害,其原因在于水的侵入以及路基土的水穩(wěn)定性能不好,加之冰凍的作用,路基上層存在的水分凍結(jié)后導(dǎo)致路面脹起甚至開裂;而路面、土質(zhì)、溫度、水和行車荷載等則是引起道路翻漿的主要因素,其中溫度、水和土屬于構(gòu)成翻漿的自然因素。
1.6 瀝青路面的沉陷 沉陷是發(fā)生頻率最高的一種路面變形,多發(fā)生在挖方段及填挖交界處。造成路面沉陷主要原因包括:①土質(zhì)路塹排水受阻,路床下部路基太濕潤而出現(xiàn)不均勻沉降,導(dǎo)致路面局部發(fā)生沉陷。②不斷加大的交通量,給路面強(qiáng)度帶來巨大的壓力,并由此產(chǎn)生疲勞破壞。③基層或路基的強(qiáng)度達(dá)不到設(shè)計要求,或填挖路段路基強(qiáng)度不一致,車輛荷載很容易破壞路基或基層結(jié)構(gòu),最終出現(xiàn)路面沉陷。④橋頭路面出現(xiàn)不均勻沉降而導(dǎo)致路面沉陷,同時與橋面發(fā)生錯位。
2 瀝青路面出現(xiàn)裂縫的原因分析及其預(yù)防措施
2.1 原因分析 按裂縫成因我們可將路面裂縫劃分為兩大類:一是受行車荷載的影響而出現(xiàn)的結(jié)構(gòu)性破壞裂縫,即荷載型裂縫;二是由瀝青面層溫度變化導(dǎo)致的溫度裂縫,即非荷載型裂縫。
2.1.1 非荷載型裂縫。非荷載裂縫引起的大都為橫向裂縫,主要是由于降溫及溫循環(huán)反復(fù)作用在瀝青路面產(chǎn)生溫度收縮裂縫以及由于半剛性基層收縮開裂產(chǎn)生的反射裂縫,而且許多裂縫是多方面原因共同產(chǎn)生;不按施工要求處理地基,路基碾壓也不均勻,導(dǎo)致路基發(fā)生不均勻沉降;舊路拓寬時,與新舊路基的搭接處的處理不當(dāng),加之下部基層軟弱,或沒有對地基進(jìn)行徹底的處理等;分幅攤鋪瀝青面層的過程中,沒有按施工設(shè)計正確處理接縫部位,造成結(jié)合不良,且對接縫處碾壓的密實(shí)度不符合設(shè)計要求,造成面層的壓實(shí)度不符合規(guī)范或路面滲水,瀝青路面極易受行車荷載的影響而產(chǎn)生裂縫。
2.1.2 荷載型裂縫。目前,交通運(yùn)輸行業(yè)的發(fā)展越來越快,原有的路面強(qiáng)度已無法滿足日益增長的交通量的需求,路面過早發(fā)生疲勞破壞或開裂;而且路面結(jié)構(gòu)設(shè)計欠佳,施工質(zhì)量不達(dá)標(biāo),瀝青路面面層厚度和原材料的品質(zhì)無法滿足設(shè)計要求,這為路面行車產(chǎn)生了一定的影響。
2.2 防止措施
2.2.1 材料方面。合理確定瀝青路面結(jié)構(gòu)。裂縫產(chǎn)生的原因在于瀝青面層發(fā)生了低溫收縮。采用低溫勁度小、延度大、溫度敏感性差、蠟含量少的優(yōu)質(zhì)瀝青,采用級配優(yōu)良的礦料,準(zhǔn)確把握瀝青混合料配合比。
2.2.2 設(shè)計方面。精心設(shè)計,對地形復(fù)雜地段搞好地質(zhì)勘探工作。地基一定要加固處理,以免因地基軟弱致使路面發(fā)生不均勻沉降,填筑路基的填料必須符合設(shè)計要求,或處理好填料后再對路基進(jìn)行填筑,保證路基強(qiáng)度及其穩(wěn)定性:基層材料采用干縮系數(shù)及溫縮系數(shù)較小、抗拉強(qiáng)度高、抗沖刷性能良好的半剛性材料:瀝青面層必須采用優(yōu)質(zhì)瀝青材料;穩(wěn)定度一定要達(dá)到施工規(guī)范后,再采用針入度大的瀝青材料。
2.2.3 施工方面。精心施工,采用的機(jī)械設(shè)備和施工工藝必須符合設(shè)計要求,不斷優(yōu)化施工方案,以保證壓實(shí)度滿足施工規(guī)范,軟基處理必須到位,同時要提高軟基處理的施工質(zhì)量,對半剛性基層施工碾壓過程中的含水量進(jìn)行嚴(yán)格的控制,混合料的含水量應(yīng)該滿足設(shè)計要求,或確保其不大于壓實(shí)所需的最佳含水量;結(jié)束半剛性基層的碾壓后及時開展養(yǎng)護(hù)工作,使混合料的含水量始終保持在規(guī)定范圍內(nèi),再噴灑透層油,及時進(jìn)行瀝青面層的攤鋪工作。
2.2.4 養(yǎng)護(hù)方面。根據(jù)施工要求進(jìn)行路面養(yǎng)護(hù),保證其排水性能良好。采用合理的方式處理路面裂縫,防止病害蔓延。
2.2.5 加強(qiáng)交通管理。加強(qiáng)交通管理,嚴(yán)格限制大型超載車輛通行;夏季施工如遇連續(xù)高溫氣候環(huán)境,可安排重型車輛在凌晨或夜間路表溫度低的時段通行;為保護(hù)路面結(jié)構(gòu)不受損害,禁止帶釘輪胎的車輛通行。
3 結(jié)束語
瀝青路面病害嚴(yán)重影響著道路交通安全,道路管理部門必須高度重視這個問題。為杜絕路面病害的發(fā)生,道路施工前一定要認(rèn)真選材,制定合理的施工計劃,嚴(yán)格按照工藝流程施工,并做好道路養(yǎng)護(hù)工作,加強(qiáng)變通管理,從根本上杜絕路面病害的產(chǎn)生。
參考文獻(xiàn):
[1]郝培文主編.《瀝青與瀝青混合料》.人民交通出版社.
[2]張新天.《瀝青路面早期損壞分析與防治對策》.北京建筑工程學(xué)院.