论文导读:许多高速公路沥青路面建成通车不久,由于不能适应交通快速发展的需要,发生了较为严重的早期破损现象,如:车辙变形、龟裂网裂、坑槽沉陷、水损坏严重、抗滑性能不足等。路面早期破损是目前公路工程的通病,具有普遍性和严重性,这就促使我们对目前我国高速公路沥青混凝土路面设计、施工、原材料使用等一系列问题进行认真的反思和研究,总结经验,吸取教训,为今后的高速公路建设、养护和管理打下良好的基础。可以从以下两个方面预防水对路面的损坏:一是在面层或面板下设置排水系统,二是在面层下设置下封层。
关键词:沥青混凝土路面,早期破损,预防
随着国民经济的高速发展,道路交通量日益增大,车辆迅速大型化、渠道化,且趋向超载,致使公路路面面临严峻的考验。许多高速公路沥青路面建成通车不久,由于不能适应交通快速发展的需要,发生了较为严重的早期破损现象,如:车辙变形、龟裂网裂、坑槽沉陷、水损坏严重、抗滑性能不足等。路面早期破损是目前公路工程的通病,具有普遍性和严重性,这就促使我们对目前我国高速公路沥青混凝土路面设计、施工、原材料使用等一系列问题进行认真的反思和研究,总结经验,吸取教训,为今后的高速公路建设、养护和管理打下良好的基础。
1车辙变形
车辙是在行车载荷重复作用下,路面产生累积永久性的带状凹槽。
1.1车辙类型
1.1.1结构性车辙
由于荷载的作用,发生在沥青面层以下包括路基在内的各结构层的永久变形。这种车辙宽度较大,两侧没有隆起现象,横断面成凹字形。
1.1.2流动性车辙
在高温条件下,车轮碾压反复作用,荷载应力超过沥青混合料的稳定度极限,使流动变形不断积累形成车辙。这种车辙一方面车轮作用部位下凹,另一方面车轮作用甚少的车道两侧反而向上隆起,在弯道处还明显向外推挤,车道线或停车线因此可能成为变形的曲线。
1.1.3磨损性车辙
由于车辆不断地磨损路面,特别是大量重型超载车辆渠化行驶在主车道上,磨损路面也会形成车辙。
1.1.4压实不足引起的车辙
由于施工控制不严引起的,属于非正常情况车辙。论文参考网。由于沥青面层本身压实不足,通车后的第一个高温季节混合料仍继续压密,在交通车辆的反复碾压作用下,空隙率不断减小,达到极限残余空隙率才趋于稳定。它不仅产生压实变形,而且平整度迅速下降,形成明显的车辙。这种由于施工不良造成的非正常性车辙在我国是非常突出的。
1.2影响车辙产生的因素
车辙的产生受内因和外因的综合影响,内因包括沥青混合料和路面结构设计,外因包括施工、交通、气候条件。
1.2.1沥青混合料
提高沥青混合料的抗车辙能力是防治车辙最有效的途径,下面从沥青、集料、矿粉、级配四方面阐述。①沥青:车辙与沥青的粘度直接相关,提高沥青高温粘度是防治车辙的有效措施,所以施工时应选用低针入度、高软化点、低含蜡量的高粘度沥青。②集料:在集料中掺加破碎砾石对抵抗车辙是不利的,因其缺乏棱角而易变形,酸性骨料容易降低混合料的水稳定性和高温稳定性。所以施工时应选用表面粗糙、嵌挤作用好、与沥青粘结性能强的集料。③矿粉:为提高混合料的高温稳定性,必须有足够数量的矿粉,以减少游离沥青。④级配:空隙率对车辙的影响非常大,增大集料粒径对提高车辙能力有一定效果,当然空隙率也不能太小,4%的空隙率为最小空隙率的临界。
1.2.2路面结构层次
沥青混合料的厚度是影响车辙的重要因素。一般来说,路面厚度既要有足够的承载能力,又应有较好的抗车辙能力,当超过某一厚度后,沥青面层厚度越大,车辙反而越严重。
1.2.3交通条件
大量重型超载车辆在行车道上行驶,速度慢且渠化现象严重,由于其单轴载荷加大,甚至翻倍,从而使车辙更容易产生。
1.2.4气候条件
由于沥青混合料是粘弹塑性材料,沥青路面是黑色路面,吸收热量能力强,所以在气温较高时,路面在行车载荷反复作用下极易产生车辙。
1.2.5施工因素
在施工过程中要加强碾压,禁忌片面追求平整度而放松压实。保证压实度,把空隙率控制在规范要求范围内,是避免压实度不足引起车辙的有效途径。
2裂缝
路面裂缝是路面早期破损最常见的病害之一,它的危害在于从裂缝中不断进入水分使基层甚至路基软化,导致路面承载能力下降,加速路面破坏。
2.1裂缝分类
2.1.1龟裂
又称网裂,通常是由于路面整体强度不足,基层软化,稳定性不良等原因引起的,沥青路面老化变脆,也会发展成网状裂缝。
2.1.2纵裂缝
一种情况是由于路基压实度不均匀,致使路面不均匀沉陷引起的,如发生在半填半挖处的裂缝。另一种情况是沥青面层分幅摊铺时,两幅接茬未处理好,在行车载荷作用下,易形成纵缝。有时,车辙边缘也会产生纵裂缝。
2.1.3横裂缝
横向裂缝可分为荷载性裂缝和非荷载性裂缝两大类。荷载性裂缝是由于路面设计不当和施工质量低劣,或由于车辆严重超载,致使沥青面层或半刚性基层内产生的拉应力并超过其疲劳强度而产生裂缝。非荷载性裂缝是横向裂缝的主要形式,它有两种情况:沥青面层温度收缩性裂缝和基层反射性裂缝。
2.2影响裂缝产生的因素
2.2.1沥青混合料
沥青混合料的性质是影响沥青路面温度收缩性裂缝的主要原因。①沥青:一方面,沥青混合料的低温劲度是决定是否开裂的根本因素,沥青劲度又是决定沥青混合料劲度的关键。沥青老化越严重,劲度越大,裂缝出现越早。另一方面,沥青的温度敏感性也影响裂缝的产生,感温性大的沥青易开裂。一般情况下,含蜡量高,使沥青的拉伸应变减小,脆性增加,温度敏感性变大,裂缝就容易产生。②级配:矿料的组成与级配也与开裂有一定关系,一般来说,用油量偏低,矿粉含量高易产生裂缝。
2.2.2基层
半刚性基层较之级配碎石、沥青稳定碎石等柔性基层,热容量小,与沥青表面层的附着粘结性能差,尤其是本身收缩的附加影响,使面层的横向裂缝要多些。特别是由于我国高速公路分期修建,一些沥青面层较薄,施工较快,有相当部分的半刚性基层养生不足,修筑后不久便开裂了,这些裂缝在载荷和温度的作用下,由下层逐渐反射到表面。
2.2.3路面面层厚度
沥青面层厚度加大,裂缝就少,这是指用同一种沥青混合料、厚度大的比厚度薄的裂缝率要小。但采用质量好的沥青即使铺筑较薄的路面,其横向裂缝也可能少于质量差的沥青但铺筑较厚的路面。
2.2.4施工因素
优良的施工质量,特别是各结构层的压实度达到规范要求,稳定性优良,排水性能好,面层接缝处理完善等是保证裂缝特别是纵向裂缝和龟裂网裂不出现的前提条件。
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