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高速公路沥青路面典型的病害及分析

作者:公路工程公司 来源:www.hnshengdagl.com 日期:2018-3-14 13:25:38 浏览次数:127

  高速公路是全立交、全封闭和控制出入的公路,与普通公路相比,具有快速、安全、舒适和经济的特点,吸引越来越多的交通流量,在国民经济发展中占有显著的地位,已经成为促进经济发展的重要保障。而沥青路面因具有初期养护期短、行车舒适、维护方便、噪声小和抗滑性好等特点而被广泛用于高速公路。但高速公路沥青路面因为种种原因容易产生各种病害,处理不及时将影响高速公路的运行,从而影响经济的发展。所以对路面病害成因的分析和整治就显得尤为重要。

  一、沥青路面病害分类

  路面破损分为功能衰减和结构性破损。功能衰减表现为路面服务能力下降、平整度和抗滑性能降低。导致功能衰减的损坏为功能性损坏。结构性破损导致路面结构承载能力降低,以各种结构裂缝的形式表现出来。

  路面功能性损坏主要表现在路面表面上,只影响路面的服务性能,对整体结构强度不会带来严重影响,其产生的原因往往可以从其表现形式判断出来。由于功能性损坏主要影响行驶质量和安全特性,一般用平整度、抗滑阻力、纹理深度、反光、噪声等指标评价。路面的多种损坏形式又影响到路面的表面性能,如局部沉陷、车辙、波浪、修补、桥头跳车等。

  结构性破损的结果反映到路面上就是各种形状的裂缝,如龟裂、块裂、纵裂和横裂。但有些结构性损坏,如基层的开裂在扩展道路表面之前是不可见的。正常的路面结构的结构性破坏是汽车荷载和温度应力的共同作用下产生的,可以是疲劳损坏、一次性损坏等。但裂缝也可能是由于路基下沉、路面材料品质不良、施工控制不合格、渗水引起口 。

  二、沥青路面的典型病害产生原因

  1、裂缝

  沥青混凝土路面最常见的病害就是裂缝,根据裂缝的形状可以分为三类:一是横向裂缝。这种裂缝通常与地面的中线近乎垂直,初期,裂缝主要出现在路面两侧的硬路肩上,裂缝会沿着路面均匀分布,其出现的主要原因是半刚性基层的收缩或者是低温收缩引起的裂缝,二是纵向裂缝.纵向裂缝在高速公路的路面普遍存在,通常出现在路面的加宽处或者半挖路基的地方,这种裂缝的出现是由于路基压实度不够,而产生的不均匀沉降的现象造成的,三是龟裂。龟裂的早起,会出现一些相互交错的裂缝,并逐渐形成一些多边形小块组成的网状开裂。其产生是由于路面的结构强度不足引起的。

  2、车辙

  车辙是沥青路面特有一种病害,它与时间因素有关,是在荷载因素和气候因素的共同影响下,轮迹带逐渐产生下洼变形以致后来产生的两条纵向的凹槽。车辙大致可以分为结构型车辙和流动性车辙两类。车辙在高速公路的沥青路面形成的原因主要是:

  (1)路面行车道的表面磨损现象比较严重。

  (2)高速公路通车量较大,且属于渠化交通,超重车的大量通行会导致路面的受损。

  (3)路面基层的水稳性能较差,导致基层局面出现下沉现象。

  (3)路面基层的水稳性能较差,导致基层局面出现下沉现象。

  (4)沥青材料受外界影响较大,尤其是高温影响,夏季的高温天气会降低沥青的强度,导致在车辆荷载的情况下出现偏移。

  3、泛油

  泛油是指沥青从混合材料的底部向上移动,使路面出现过多沥青的现象。夏季高温多雨,如果沥青同矿料的粘结力不足,雨水就会侵入混合材料内部,使沥青从集料的表面脱落并向上移动,产生泛油现象。其产生的原因,一是在低温的季节施工,造成表面的嵌缝料损失过多,当高温时,在车辆荷载下,造成矿粒下挤,沥青上泛,二是混合材料中,沥青的含量过高导致沥青稠度低。

  4、沉陷

  沉陷是路基的压实度不足或者地基的土质问题,引发地下水侵入、路基不稳定等因素造成的路面局部下沉的现象,其主要原因是路基不均匀沉降或者局部滑移引起的基层结构的破坏。

  三、高速公路沥青路面病害的预防

  1、裂缝的预防

  (1)改进施工方法。进行半幅摊铺时,纵向冷接缝应采取有效措施进行处理;在路桥(涵)衔接处以及路基拓宽地段施工时应严格控制填土厚度,并保证填料均匀、压实度满足要求。

  (2)严把施工质量。半刚性基层碾压时的含水量应严格控制,混合料含水量不能超出压实所需的最佳含水量或控制在施工规范允许的范围以内。碾压完成后应及时养生,养生结束后尽快用乳化沥青做透层或封层,然后及时铺筑沥青面层。

  (3)沥青材料的选择。优质沥青、针人度大的沥青可以减少温度裂缝的产生。

  (4)改良设计。半刚性路面应选用于缩系数小、抗冲刷性能好、抗拉强度高的半刚性强度材料做基层,选用松弛性能好的优质沥青做沥青面层。在稳定度满足要求的前提下,优先选用针人度较大的沥青做沥青面层。沥青面层采用密实型沥青混凝土。

  (5)技术改进。

  a.沥青路面面层用75%粘稠沥青+25%磨细硫化橡胶粉的混合料铺设10 mm厚的薄层,可以吸收应力,提高路面抗拉强度、减小温度对路面开裂的影响。

  b.用75%粘稠沥青+25%磨细硫化橡胶粉的混合料铺设于路面面层与基层之间,能有效地防止路面的反射开裂。

  2、坑槽的预防

  选用抗老化性和粘附性较强的沥青,混合料合理级配:严格控制混合料出厂、摊铺、碾压温度,确保厚度及压实度达到设计要求;确保路面排水畅通,发现裂缝、沉陷、小面积松散时,应及时维修。

  3、车辙、推移的预防

  (1)车辙预防

  a.材料选择:选用粗糙、坚硬、棱角性好、形状接近立方体与沥青粘附性强的粗、细集料;控制天然砂用量不超过10%;改善集料加工工艺,减少针片状颗粒含量;选用针人度较小、含蜡量较低、软化点较高及粘度较高的沥青,爬坡路段下面层、重载路段的上面层、中面层可采用外掺剂对沥青进行改性,为提高劲度模量以抵抗车辙,可根据坡长和纵坡坡度提高沥青PG等级1至2级。 b.沥青混合料配合比设计:控制沥青用量;优化矿料级配;合理调整配合比;采用SUPERPAVE方法、GTM方法设计混合料,加大其成型压力,增加马歇尔击实次数,在规定条件下进行车辙试验、弯曲试验、冻融劈裂试验和浸水马歇尔试验,以检验沥青混合料的各项路用性能。

  c.沥青面层结构设计:上面层应具备抗低温、抗车辙、抗磨耗、抗老化等性能。中间层应具有较高模量;下面层应具有抗水损坏和抗疲劳性能,基层控制层应具有水稳定性、高柔性及抗疲劳等性能。

  d.施工过程质量控制:改善碾压工艺以控制压实度,降低混合料离析,将沥青用量允许误差从±0.3%缩小至±0.2%,优化施工工序,确保面层摊铺连续,层间洒布乳化沥青粘层,做好下封层,减小施工变异性。

  e.交通与环境控制:夏天高温时应及时洒水降温,必要时封闭重载交通。

  (2)推移的预防

  提高路面基层施工质量,改善基层平整度。透层油洒布前,保证透层油洒布均匀,并认真清扫表面杂物及浮土,以提高面层与基层与粘结力。

  4、泛油的预防

  降低细集料和沥青含量,提高混合料中多角碎石颗粒含量,提高混合料压实后的内在稳定性,施工摊铺时应避免搅拌均匀,最佳油石比的选定应严格按照试验规程进行。

  5、松散的预防

  对原材料的选用严格把关,控制细集料含泥量及矿粉掺量,严格控制沥青混合料施工温度、均匀性及压实效果,防止混合料离析。

  结论

  高速公路路面一旦出现病害,维修起来不但费时费力,而且影响公路的正常使用,所以对于高速公路路面的各种病害应以预防为主。为有效预防病害发生,必须深入研究各种病害的形成机理、预防措施和处治方法,只有认真研究这些病害产生原因,从设计、材料生产工艺及施工等各个环节严格把关,才能预防这些病害的发生,不但保证了高速公路沥青路面的服务性能,也是防止病害进一步发展、节省养护资金的有效手段。

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