淺談瀝青路面病害及預(yù)防措施
2015-09-07
1.常見瀝青路面病害
瀝青路面的損壞所表現(xiàn)出的形式和特征是多種多樣的。經(jīng)總結(jié)分析，主要有以下幾種常見病害。
1.1瀝青路面的裂縫
瀝青路面建成后，都會(huì)產(chǎn)生各種形式的裂縫。初期產(chǎn)生的裂縫對瀝青路面的使用性能基本上沒有影響，但隨著表面雨水的侵入，導(dǎo)致路面強(qiáng)度下降，在大量行車荷載作用下，使瀝青路面產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性破壞。瀝青路面裂縫的形式是多種多樣的，裂縫從表現(xiàn)形式可分為橫向裂縫、縱向裂縫和網(wǎng)狀裂縫三種。影響裂縫的主要因素有：瀝青的品種和等級(jí)、瀝青混合料的組成、面層的厚度、基層材料的收縮性、土基和氣候條件等。
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。影響瀝青路面車轍深度的主要因素是瀝青路面結(jié)構(gòu)和瀝青混凝土本身的內(nèi)在因素，以及氣候和交通量及交通組成等的外界因素。車轍產(chǎn)生的主要原因有：(1)瀝青混合料油石比過大；(2)表面磨損過度：(3)雨水侵入瀝青混凝土內(nèi)部；(4)由于基層含不穩(wěn)定夾層而導(dǎo)致路面橫向推擠形成波形車轍。
1.3瀝青路面的松散
松散是直接影響行車安全的路面病害，松散可能出現(xiàn)在整個(gè)路面表面。也可能在局部區(qū)域出現(xiàn)，但由于行車作用，一般在輪跡帶比較嚴(yán)重。其產(chǎn)生的主要原因有：(1)局部路基和基層不均勻沉降引起路面破壞；(2)碎石中含有風(fēng)化顆粒，水侵入后引起瀝青剝離；(3)隨著使用時(shí)間的增多，瀝青結(jié)合料本身的粘結(jié)性能降低，促使面層與輪胎接觸部分的瀝青磨耗，造成瀝青含量減少，細(xì)集料散失；(4)機(jī)械損害或油污染。
1.4瀝青路面的水損害
瀝青路面在存在水分的條件下，經(jīng)受交通荷載和溫度漲縮的反復(fù)作用，一方面水分逐步侵入到瀝青與集料的界面上，同時(shí)由于水動(dòng)力的作用。瀝青膜漸漸地從集料表面剝離，并導(dǎo)致集料之間的粘結(jié)力喪失而發(fā)生路面破壞。瀝青路面產(chǎn)生水損害的原因主要有材料、設(shè)計(jì)、施工、土基和基層、超載車輛等原因。
1.5瀝青路面的凍脹和翻漿
瀝青路面產(chǎn)生凍脹和翻漿主要是在凍融時(shí)期，因?yàn)樗那秩牒吐坊恋乃€(wěn)定性能差，由于冰凍的作用，路基上層積聚的水分凍結(jié)后引起路面脹起并開裂。道路翻漿是水、土質(zhì)、溫度、路面和行車荷載五個(gè)主要因素綜合作用的結(jié)果。其中水、土、溫度構(gòu)成翻漿的三個(gè)自然因素，缺少任何一個(gè)因素都不可能形成翻漿。
1.6瀝青路面的沉陷
沉陷是路面變形中最普遍的一種，特點(diǎn)是面積大，涉及的結(jié)構(gòu)層次深，主要出現(xiàn)在挖方段和填挖交界處。其產(chǎn)生的主要原因是：(1)土質(zhì)路塹排水不暢，路床下部路基過濕潤而產(chǎn)生不均勻沉降，引起路面局部下沉；(2)路面強(qiáng)度不能適應(yīng)日益增長的交通量，易發(fā)生疲勞破壞：(3)路基或基層強(qiáng)度不足或填挖路基強(qiáng)度不一致，在車輛荷載作用下，路基或基層結(jié)構(gòu)遭破壞而引起沉陷；(4)橋頭路面沉降不均勻而引起沉陷并與橋面發(fā)生錯(cuò)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
瀝青路面出現(xiàn)裂縫的主要原因而可以分為兩大類：一種主要是由于瀝青面層溫度變化而產(chǎn)生的溫度裂縫，一般稱之為非荷載型裂縫：另一種是由于行車荷載的作用而產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)性破壞裂縫，一般稱之為荷載型裂縫。
2.1.1非荷載型裂縫
非荷載型裂縫主要是溫度裂縫，也有因施工不當(dāng)、材料選取不當(dāng)?shù)纫鸬牧芽p。其產(chǎn)生的原因有：
1)瀝青材料在較高溫度條件下，具有良好的應(yīng)力松弛性能，溫度升降產(chǎn)生的變形不至于產(chǎn)生過高的溫度應(yīng)力。但在冬季氣溫驟降時(shí)，土基和路面基層由于受溫度變化，冬季冰凍產(chǎn)生的膨脹，導(dǎo)致路基和基層產(chǎn)生裂縫并反射到瀝青面層，瀝青混合料的應(yīng)力松弛趕不上溫度應(yīng)力的增長，同時(shí)勁度急劇增大，超過混合料的極限強(qiáng)度或極限拉伸應(yīng)變，便會(huì)產(chǎn)生開裂。此外，隨著溫度反復(fù)升降，溫度應(yīng)力使混合料的極限拉伸應(yīng)變變小，又加上瀝青的老化使瀝青勁度增高，應(yīng)力松弛性能降低，故可能在比一次性降溫開裂溫度更高的溫度下開裂，同時(shí)裂縫是隨著路齡的增加而不斷增加。
2)瀝青的品種和等級(jí)也是影響瀝青路面開裂的重要因素。在長期的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)中，選用高粘度、低稠度的瀝青，其溫度敏感性較低，能延遲溫度裂縫的產(chǎn)生；瀝青未達(dá)到適合本地區(qū)氣候條件和使用要求的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，低溫抗變形能力較差，致使瀝青面層在低溫下產(chǎn)生收縮開裂。
3)地基處理不當(dāng)，路基碾壓不均勻，造成路基沉降不均勻；舊路拓寬時(shí)，新舊路基搭接部位沒有嚴(yán)格按照臺(tái)階式分層壓實(shí)處理，以及下部基層比較軟弱，或地基處理不徹底等。
4)鋪筑瀝青面層采用分幅攤鋪時(shí)，接縫處理不當(dāng)，結(jié)合不良，對接縫處碾壓不密實(shí)，造成路面滲水或面層壓實(shí)未達(dá)到要求，在行車作用下形成裂縫。
2.1.2荷載型裂縫
荷載型裂縫即主要由于行車荷載作用而產(chǎn)生的裂縫，其產(chǎn)生的原因有：
1)隨著交通運(yùn)輸?shù)母咚侔l(fā)展。原有的路面強(qiáng)度日趨不足，路面滿足不了交通量迅速增長和汽車載重明顯增大的需求，瀝青路面過早產(chǎn)生疲勞破壞，瀝青路面很快開裂。
2)原結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，未充分考慮到各種不利因素，施工質(zhì)量不好，瀝青路面面層厚度不足，瀝青路面原材料的品質(zhì)不符合設(shè)計(jì)規(guī)范要求，路面強(qiáng)度明顯不能滿足行車要求。在行車作用下，特別是超大噸位車輛的頻繁碾壓，瀝青路面很快開裂。
2.2防止措施
針對以上分析的瀝青路面病害的原因，主要從施工材料、設(shè)計(jì)、施工、養(yǎng)護(hù)和交通管理等5個(gè)方面采取相應(yīng)的預(yù)防措施。
2.2.1材料方面
合理確定瀝青路面結(jié)構(gòu)，瀝青面層的裂縫主要由瀝青面層本身的低溫收縮引起的。選用低溫勁度小、延度大、溫度敏感性差、含蠟量低的優(yōu)質(zhì)瀝青，精選礦料，準(zhǔn)確級(jí)配瀝青面層的礦料和合理配置瀝青混合料配合比。配制出性能優(yōu)良的瀝青混合料，控制瀝青用量，保證瀝青混合料性能優(yōu)良，均可有效減少裂縫。
2.2.2設(shè)計(jì)方面
精心設(shè)計(jì)，對地形復(fù)雜地段做好地質(zhì)調(diào)查工作。要特別注意加固地基，防止因地基軟弱而出現(xiàn)不均勻沉降，使用合格填料填筑路基，或?qū)μ盍线M(jìn)行處理后再填筑路基，確保路基有足夠的強(qiáng)度和穩(wěn)定性，以保證路面具有穩(wěn)定的基礎(chǔ)：選用抗沖刷性能好、干縮系數(shù)和溫縮系數(shù)小及抗拉強(qiáng)度高的半剛性材料做基層：選用優(yōu)質(zhì)瀝青做瀝青面層；在穩(wěn)定度滿足要求的前提下，應(yīng)該選用針入度較大的瀝青做瀝青面層。
2.2.3施工方面
精心施工，選擇先進(jìn)施工工藝和機(jī)械設(shè)備，制定完善的施工方案，確保壓實(shí)度達(dá)到規(guī)范要求，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行軟基處理，提高軟基處理的施工質(zhì)量，嚴(yán)格控制半剛性基層施工碾壓時(shí)的含水量，混合料的含水量不能超過壓實(shí)需要的最佳含水量或控制在施工規(guī)范容許的范圍內(nèi)；半剛性基層碾壓完成后。要及時(shí)養(yǎng)生，防止其產(chǎn)生裂縫反射到表面層，保護(hù)混合料的含水量不受損失；養(yǎng)生結(jié)束后，應(yīng)立即噴灑透層油，并盡快鋪筑瀝青面層。
2.2.4養(yǎng)護(hù)方面
嚴(yán)格養(yǎng)護(hù)管理，加強(qiáng)路面保潔，確保排水性能良好。及時(shí)對裂縫的進(jìn)行科學(xué)的處理，避免病害的進(jìn)一步擴(kuò)展。
2.2.5加強(qiáng)交通管理
加強(qiáng)交通管理，限制大型超載車通行；在夏季連續(xù)高溫時(shí)段，運(yùn)營管理單位可將重車安排在夜間、凌晨路表氣溫較低時(shí)段通過：禁止帶釘輪胎對路面的過度磨損或者更加嚴(yán)厲地限制使用。
3.結(jié)束語
瀝青路面中的病害給道路交通帶來各種各樣的隱患，這是一個(gè)不容忽視的問題，但這些病害不是不可克服的，只要我們認(rèn)真選材，精心設(shè)計(jì)，把握住各個(gè)施工環(huán)節(jié)，嚴(yán)格按照施工規(guī)范和操作規(guī)程進(jìn)行施工，做好道路養(yǎng)護(hù)工作，加強(qiáng)變通管理，很多病害是可以避免或降低其破壞力的。
