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沥青路面的病害成因及防治措施

发布日期:2019-05-22 16:53 信息来源:河北交通报 访问量:? 字体 :[ 大 ][ 中 ][ 小 ]

有关沥青路面病害分析的文献很多,分类方法和成因分析各不相同。孙立军在《沥青路面结构行为理论》一书中,将沥青路面的病害分为四种:裂缝、变形、表面损坏和其他损坏。孟书涛博士把沥青路面病害归纳为6种,还有人甚至分10种。

为了便于寻找解决问题的方法,笔者建议沥青路面病害应该按照成因分为两大类:1、沥青层自身问题;2、基层(包括路基)问题

1、 沥青层自身问题

沥青层自身问题造成的病害有:

1)车辙

成因:车辙形成主要因素是沥青路面材料在汽车轮胎竖直向下的压力作用下,内部压力增大,产生泊松效应,产生水平压应力(横向力),导致沥青路面材料产生水平流变。水平压应力产生次级横向力,路面材料产生竖直向上的流变,使路面轮迹带两侧向上隆起。 次要因素是“沥青路面的砧锻效应”不过一般不太明显。

防治措施:最有效的措施是减薄沥青面层厚度,充分发挥“限流效应”;其次是使用改性沥青,提高沥青混凝土的高温稳定性。其它如使用柔性基层解决车辙问题效果不明显,因为使用柔性基层的路面通常也都使用了改性沥青面层,故不能证明是柔性基层起了作用。

2)推移

成因:推移病害的成因是汽车轮胎作用在路面上的水平力。水平力分a、汽车刹车时的摩擦力,水平向前;b、汽车轮胎对路面弯沉盆前沿的推力,水平向前;c、行驶中的汽车从动轮对路面的摩擦力,水平向前(驱动轮对路面的摩擦力水平向后,不与其他水平力耦合,对路面没有破坏作用);  d、沥青路面内部由于泊松效应产生的水平应力向前的部分。以上4种水平力的叠加,大多数情况是后3种水平力的叠加,造成了沥青路面的推移。

防治措施:最有效的措施是粘结,使沥青面层与基层粘结。使用90#或70#AH沥青碎石封层,其粘结力可达到1.0MPa,足以消除推移病害。其次是增加沥青面层厚度。由于水平剪应力沿路面厚度方向衰减较快,沥青面层厚度超过15cm时,就不会出现推移。

3)弯拉疲劳破坏

成因:沥青面层与基层没有粘结,形成了独立的抗弯结构层。《公路沥青路面设计规范》JTG D50—2006中,讲的是“弹性层状体系”,而不是“连续弹性层状体系”,只强调基层与基层、基层与底基层之间的粘结,而没有强调面层与基层之间的粘结,并且在设计指标中仅保留有沥青面层层底弯拉应力一项,这就导致了在设计中往往忽略面层与基层的粘结问题;在《公路沥青路面施工技术规范》JTG F40—2004中,也只强调透层油,而没有强调粘层油。因此,很多沥青路面的面层与基层间是不粘结的。

防治措施:增加粘层油,使沥青面层与基层粘结,处在抗弯断面的受压区。粘结油使用90#或70#AH沥青碎石封层即可。

4)温度收缩造成的龟裂

成因:沥青混凝土是不良导体,沥青路面较厚(大于15cm)时,冬季气温下降较快时,表面容易出现收缩裂缝。

防治措施:一是使用改性沥青,提高沥青混凝土的抗拉强度;二是减薄沥青面层厚度,降低温度应力。

5)拥包、泛油

拥包、泛油是沥青混凝土的配比不合理,优化配比设计即可。

6)漏水造成的坑槽

沥青路面漏水,造成基层破坏,形成坑槽。成因是沥青面层设计不合理或是施工质量问题。设计中要注意沥青面层必须有一层是不透水的。

2、基层问题

基层原因造成的沥青路面病害有:横缝、纵缝、龟裂、沉陷、坑槽。

1)横缝:

成因:半刚性基层缩缝反射到面层。

防治措施:一要调整矿料级配,使半刚性基层形成或接近嵌挤型密级配;二要提高压实度,使用振动成型法制定干密度标准,或者将重型击实法制定的最佳干密度乘以1.03作为标准干密度。次要措施:一要控制半刚性基层(主要是水泥稳定碎石)7天无侧限抗压强度达到3.5MPa即可。二要低气温施工,碾压成型温度低于20℃最好,只要不冻,气温越低越好。主要措施做得好时,可以不用次要措施。

2)纵缝:

成因:纵缝是路基不均匀沉降造成的,旧路加宽时很难避免,并且裂缝发展可持续10年以上。

防治措施:①、旧路基开台阶(注:不要在路面结构内开台阶,因为那样会将一道纵缝变为两道或三道,甚至形成破碎带);②、提高加宽部分路基填土压实度;③、及时灌缝;④ 、使用专项技术,在路面结构层内(沥青表面层下)设置防裂带。使用土工织物或土工格栅处理基层的反射裂缝效果一般都不明显。

3)龟裂:

成因:基层龟裂分三种情况,一种是基层弯拉疲劳破坏,另一种是脆性疲劳(脆裂)破坏,第三种是沥青面层纵缝、横逢漏水造成基层局部龟裂破坏。

防治措施:解决弯拉疲劳破坏问题需要提高结构层底抗弯刚度,即增加结构层厚度,应该首先考虑增加底基层厚度。解决脆裂问题需要降低基层强度或增加基层整层压实厚度,在重交通道路上,水泥稳定碎石单层厚度30cm为宜。有条件时,基层与底基层粘结效果更好。    解决裂缝漏水造成的破坏需要及时灌缝。

4)沉陷:

沥青路面的沉陷是路基、基层、底基层施工质量问题造成的,需严格按施工规范控制好施工质量。(李军)

(审核专家 王一臣)


责任编辑:孙悦

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