瀝青路面常見病害及預防措施

2021-08-14 10:34:06 字數 4123 閱讀 9057

瀝青混凝土路面因其平整度好,行車平穩舒適、噪音低、易維護而在城市道路建設中得到廣泛應用。但是,在已建成的城市道路瀝青路面中,過早出現裂縫、水破壞、鬆散、泛油、推移等病害嚴重影響使用效能的路段也為數不少,這些病害的出現嚴重影響了行車速度、行車安全,加大了汽車磨損,縮短了瀝青路面使用壽命,也越來越引起業內人士的普遍關注。

1、病害原因分析

1.1裂縫

瀝青混凝土路面裂縫主要有縱向裂縫和橫向裂縫兩種。縱向裂縫的產生主要是由於地基和填土在橫向不可避免的不均勻性所造成的,特別是在舊路基拓寬地段,由於土質台階處理不規範、分層填築厚度及壓實度控制不嚴,尤其在有表面水滲入的情況下,這些地段往往是縱向裂縫的高發區。橫向裂縫的產生往往是由於溫度應力的作用而產生的疲勞裂縫。

這種溫度裂縫往往起始於溫度變化率最大的表面並很快向下延伸,並隨著時間增長造成瀝青老化,瀝青面層的抗裂縫能力逐年降低,溫度裂縫也隨之增加。面層裂縫一旦發生沖刷、唧漿就會產生以縫為中心的下陷形變,同時引起裂縫兩側產生新裂縫甚至碎裂破壞。

1.2水破壞

所謂水破壞即降水透入路面結構層後使路面產生早期破壞的現象,它是目前瀝青混凝土路面早期病害中最常見也是破壞力最大的一種病害。水破壞的主要破壞形式有:網裂、坑洞、唧漿、轍槽等。

網裂:由於水滲入表面層後滯留在表面層的下部和下層的交介面上,因此在長期行車荷載作用下,瀝青膜開始從面層的底部剝落並逐漸向上擴充套件,隨著下部大量碎石上瀝青的剝落,瀝青混凝土也就失去了強度從而產生網裂和形變。

坑洞:在行車荷載作用下,特別在降雨過程中和雨後行車道上的區域性網裂會逐漸鬆散,鬆散的石料被車輪甩出形成坑洞。由於瀝青混凝土的不均勻性,坑洞總是先在瀝青混凝土空隙率較大處產生,隨著時間推移,將會造成路面大面積破損。

唧漿:當水透入瀝青面層並滯留在半剛性基層頂面時,在大量高速行車作用下,自由水產生很大的壓力並沖刷基層混合料表層的細料形成灰漿,灰漿又被行車壓唧,通過各種形狀不一的裂縫(縱、橫、斜裂縫及網裂)到路表面形成唧漿。在灰漿數量大的情況下,可能很快形成更為嚴重的裂縫,在數量小的情況下,可使路面形成網裂或形變。

某處一旦有灰漿唧出,該處很快就會產生網裂和形變,隨後的降水就更容易透入,並形成惡性迴圈,最終導致路面嚴重破壞。

轍槽:自由水進入面層後,使瀝青與碎石的粘結力減弱。在行車荷載作用下,滯留在面層下部的水使礦料特別是粗集料表面裹覆的瀝青膜逐漸剝落,使瀝青混凝土的強度逐漸降低,直至完全鬆散。

在行車輪跡下向兩側(特別向外側)擠出,使輪跡帶下陷,同時使其兩側鼓起,形成嚴重轍槽。形成轍槽後,降雨過程和雨後轍槽就會變成積水槽,致使水有更長的時間透入瀝青面層形成更加嚴重的水破壞。

1.3鬆散

鬆散是由於瀝青混凝土表面層中的集料顆粒脫落,從表面向下發展的漸進過程。集料顆粒與裹覆瀝青之間喪失粘結力是顆粒脫落的主要原因。可能導致鬆散的情況還有:

1)集料顆粒被足夠厚的粉塵包裹,使瀝青膜粘結在粉塵上,而不是粘結在集料顆粒上,表面的摩擦力磨掉瀝青膜,並使集料顆粒脫落。這種情況的產生主要是由於集料含泥量超標所造成的。

2)表面離析處往往缺少大部分細集料,離析面上粗集料與粗集料相接觸,但只有在少數接觸點瀝青膜與集料粘結。隨時間增長,瀝青會老化,瀝青膜剝落會使瀝青與集料的粘結力減弱,孔隙中的水凍結會破壞粘結力,或足夠大的摩擦力會破壞離析面上的集料顆粒而產生鬆散。

3)瀝青混凝土面層要有高密實度才能保證瀝青混合料的粘聚力,如果混合料密實度不夠,集料就容易從混合料中脫落而形成區域性鬆散。

1.4泛油

瀝青從瀝青混凝土層的內部和下部向上移動,使表面有過多瀝青的現象稱作泛油。在嚴重泛油路段,瀝青面層表面發光發亮,以摩擦係數和表面構造深度表徵的抗滑效能達不到行車要求時往往會造成交通事故。瀝青用量過大是產生瀝青面層泛油的最主要原因。

1)瀝青混合料配合比設計的擊實功不夠。我國在設計瀝青混合料配合比時通常採用馬歇爾試驗方法。當初在開發和確定馬歇爾試驗方法時,選定室內試驗的壓實功是要使室內產生的密度等於路面在行車荷載作用下最終達到的密度。

如果室內所用擊實功產生的密度小於使用過程中所達到的最終密度,所選定的瀝青用量就會偏多,但目前由於各種原因室內試驗所得到的密度遠遠低於使用過程中所達到的最終密度,這使現場施工中產生瀝青用量過大不足為奇。

2)施工控制不嚴和管理不善。有些施工單位在生產過程中私自改變配合比、瀝青混合料拌合不均都是造成瀝青混凝土路面區域性瀝青用量偏大的主觀原因。

3)少數施工單位習慣於使用瀝青用量過大的混合料。有些人認為瀝青用量越大,裹覆礦料的瀝青膜越厚,瀝青混合料的粘結力就越大。但實際情況恰恰相反,包覆礦料的瀝青膜越薄,瀝青混合料的粘結力就越大。

1.5推移

推移的產生一般與基層施工質量、透油層灑佈質量、超載車輛比重加大、瀝青混合料效能不良等因素有關。在瀝青混凝土路面鋪築前,由於基層表面清掃不乾淨、透層油灑布不均等都會容易造成瀝青面層和基層粘結不良。瀝青面層建成運營後在大量行車荷載(超載車輛)作用下,由於與基層粘結不良特別在瀝青面層施工接縫處開始產生推移,隨著時間增長,輪跡帶兩側會產生壅包,甚至會出現由於推移而造成的嚴重裂縫。

在基層平整度較差、面層厚度較薄的地段往往由於施工質量等原因,基層不平整會反映到瀝青路面上,車輛荷載作用下面層不平整會愈加明顯,形成波浪。

2、病害預防措施

瀝青混凝土路面早期病害不能徹底消除,但是可以通過優化設計、加強施工管理、提高現場施工質量等措施去預防,將其危害降到最低,從而延長瀝青混凝土路面的使用壽命。

2.1裂縫

1)在路基施工過程中特別在路基拓寬地段、路橋(涵)銜接處嚴格控制填土厚度及填料的均勻性,並保證達到規範要求的壓實度,可有效防止裂縫的形成。

2)瀝青往往隨著時間增長而老化,瀝青面層的抗裂縫能力會逐年降低,所以採用優質瀝青會明顯減少溫度裂縫。試驗證明,在其它條件相同的情況下,採用較稀(針入度大)的瀝青有利於減少溫度裂縫。

3)瀝青面層常有因基層施工質量不高而引起的反射裂縫。因此,在基層施工中,及時的養護、良好的接頭處理及整體強度是有效防治瀝青面層反射裂縫的有效方法之一。

2.2水破壞

1)選擇合適的混凝土型別。瀝青面層各層應盡量使用空隙率≯5%的密實型瀝青混凝土。從當前的技術水平看,密實式粗集料斷級配瀝青混凝土既具有良好的不透水性,又具有明顯優於連續級配瀝青混凝土(如ac—16ⅰ、ac—20ⅰ、ac—25ⅰ)的高溫抗永久形變能力,用前者作為表面層時,還具有良好的抗滑效能。

2)使用優質瀝青及抗剝落劑以增強瀝青與碎石的粘附性。一般情況下,酸性石料(花崗岩、玄武岩等)與瀝青的粘附性較差,所以在高等級公路中,宜使用針入度較小的瀝青並採用抗剝落劑。嚴格控制細集料含泥量也是提高瀝青與碎石的粘附性的有力措施。

3)提高施工質量。施工前原材料的選用必須規格、均勻、合理,配合比設計必須嚴密。在施工過程中必須注意瀝青混凝土拌合的均勻性,防止粗細集料離析。

嚴格控制瀝青混合料拌合溫度、出場溫度及碾壓溫度,混合料拌合溫度過高會容易造成瀝青老化,與集料的粘附性也會明顯降低,嚴重時會造成面層區域性色澤不一致等現象。

4)嚴格控制超載車輛。公路管理部門應該按照《公路法》及交通部《超限運輸車輛行駛公路規定》的要求對超載車輛進行強制解除安裝,並在入口處設卡不得讓超載車輛進入高速公路。

5)優化設計。瀝青面層層間應使用防水材料,無論是何種瀝青混合料,必然有一定的空隙率存在,就會遭受一定的水破壞。在瀝青面層表面塗上防水材料,形成一種不透水的薄膜封層,能使瀝青面層中因降雨而聚集的水大大減少。

2.3鬆散

1)選用合格的原材料,特別嚴格控制細集料含泥量及礦粉摻量以增強瀝青混合料的粘結力。

2)嚴格控制施工溫度及壓實效果。瀝青混合料施工溫度過高會導致瀝青老化,降低與礦料的粘附性;溫度過低會導致混合料壓實困難,造成混合料內部空隙率過大。

3)嚴格控制瀝青混合料均勻性,防止混合料離析。

2.4泛油由於泛油往往是瀝青用量過大造成的,所以在配合比設計階段必須嚴格按照試驗規程進行最佳油石比的選定;在施工過程中嚴格按照工程師批准的配合比進行施工,任何人不得隨意改變生產配合比。

2.5推移、壅包、波浪**:考試大

1)加強路面基層施工質量,提高基層平整度是有效防治病害的條件之一。同時,瀝青面層鋪築前透層油的灑佈尤為重要,透層油灑布前首先必須認真清掃基層表面浮土及雜物並且保證透層油灑布的均勻性和設計用量,提高基層與面層的粘結力。

2)有效阻止超載車輛。隨著油價**等原因,近年來超載車輛越來越多,與設計荷載相比超載十分嚴重。在重荷載重複作用下,特別在車輛啟動或剎車頻繁的叉路口及轉彎處瀝青路面很快產生破壞,推移、裂縫尤為常見。

3、結束語

總之,瀝青混凝土路面早期病害的產生有多方面的因素,有設計方面的原因,也有施工方面的原因。鑑於目前瀝青混凝土路面病害早期化的特點,在優化設計的同時,更為重要的是應該加強施工管理、提高現場施工質量,規範施工,盡量在提高瀝青路面使用效能的同時,延長使用壽命,提高投資效益。

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