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摘要:文章对沥青路面早期病害出现原因进行了分析,并针对其产生的原因提出了一些如何预防的措施。
关键词:沥青路面 病害 原因 控制
随着我国公路工程不断网化,沥青混凝土路面以其独有的、较好的耐久性和行车舒适性占据了我国公路的较大比重。但是由于各种原因,沥青混凝土路面早期破坏时有发生,有的产生横、纵向裂缝,有的局部拥包,有的产生路面汲浆、路面边部断裂、局部的沥青混凝土层剥落等,不仅影响了工程的观感质量,也影响了路面的整体性和行车的安全性,同时沥青混凝土路面的早期破坏,导致雨水的浸入渗透,使路面基层、路基遭到侵蚀、破坏和变形,加速了沥青混凝土路面的破坏,从而影响公路的使用寿命。
沥青路面早期破坏的现象有:泛油、波浪、壅包、滑溜、裂缝、坑槽、局部沉陷、松散、车辙等九种。这些病害极具普遍性和严重性,为公路工程质量通病之一。
1、沥青路面病害产生的原因分析
1.1路面设计
(1)结构设计不合理
沥青面层结构选用不当、混合料类型不合理。根据沥青路面设计规范,沥青面层除应满足车辆的使用要求外,还应满足雨水不渗等要求,宜选用粒径较小,空隙也小的级配混合料,尽量采用细粒径沥青砼,以提高沥青路面面层的防渗性。对于选用中粗粒径沥青砼或开级配或半开级配沥青碎石的沥青路面,必须在沥青面层下设置封层,防止雨水渗入。
(2)油路补强段的路面厚度考虑不足
在加快实现乡镇通油、水泥路路面工程,但为充分利用老路并节约土地及投资,利用旧路的线位及结构层。按照公路补强设计的一般要求和科学态度,宜先对所利用的路段状况进行客观评估,根据旧路的状况(特别是强度弯沉指标)确定利用旧路的方案及补强厚度。但设计单位没有认真细致的调查,大致给出一个补强厚度及路段桩号就草草了事,结果导致许多补强路段补强后弯沉值大于设计值,造成新路强度不足,早期破坏严重。
(3)岩石路段石质类型确定有误
在路基设计中,由于没有足够的地质钻探资料,仅靠地表情况判断石质类型,容易出错。
(4)路面厚度设计问题
路面厚度设计的依据是设计年限内的累计当量轴次,设计单位为了计算方便,一般将设计公路的交通量划分为一定车型的标准交通量与另一定型的非标准车交通量,然后将确定车型的非标准车的轴次,换算成标准车轴载的当量轴次,最后用设计年限内的当量轴次,计算路面设计弯沉及结构厚度。
1.2原材料的影响
(1)矿料:设计好的沥青混合料首先应认真抓好矿质原材料的选材,严格控制矿质原材料备料质量。目前,市场上供应水泥砼用或建筑用集料多采用传统小型锷式破碎机生产,加工的碎石针片状含量大,级配和材料均匀性差,采用这样的矿料很难生产出质量稳定的沥青混合料。
(2)沥青:各地根据气候分区选择与本地气候、交通条件相适应的沥青种类及标号,并使用优质的沥青,对预防沥青路面早期出现车辙,有效防止路面开裂,保证路面有较好的抗疲劳破坏能力具有重要的意义。
1.3路面施工
路面施工过程是其质量形成的关键环节。直接影响面层质量的施工环节主要是面层本身的施工、基础施工及相关联接层施工。
(1)路面施工
①对原材料检验不严,对沥青混合料的配合比控制不够,特别是矿粉和沥青用量不准,使沥青路面早期出现推拥、油包、松散、露骨、坑槽等。
②施工机械设备陈旧、不配套,使混合料的配合比计量、拌和均匀性、压实度、平整度等受到很大影响。
③沥青混合料加热温度过高,沥青和矿料拌和时,沥青便被矿料的高温灼焦、沥青老化,使路面强度不足,产生松散、坑槽等病害。
④碾压温度过高,造成温度过高的原因有两种情况:一是沥青混合料出厂温度超过规范规定的上限值;二是沥青混合料出厂温度虽然在规定的范围内,但接近高限,如果运距较短,摊铺碾压又很及时,就会使碾压温度超过规范高限。如果碾压温度过高,混合料就压不实,就会出现推移,发生微裂。
(2)基层施工
基层是承担面层传递的车辆荷载的主要承重层。基层的强度及稳定直接关系面层的强度和稳定性。基层施工的主要问题:①基层、底基层、路面表面清除不干净。在铺筑上一结构层前,若路面结构层及路基表面的浮土、浮灰、浮砂清除不干净,在雨水作用下,浮层细料变软被行车挤压造成的高压水流冲刷成浆,进而波及到沥青面层表面。
②基层松铺系数(或基层标高)控制不严而导致的二次补加层,因二次补加层与下层基层无法紧密连接,自身厚度又较小,因而极易松散,进而引起沥青层的网裂、松散、坑槽等破坏。因此,建议此补加层用含油沥青混合料(即茌料)代替。
③部分基层压实度不足的问题。在最大干密度确定的情况下,基层的压实度与混合料中粗、细集料的比例特别是粗粒料的含量密切相关,当粗粒含量很大时,即使压实度超过100%,并不表示该基层已经密实。因此,要适当增大碾压吨位、增加碾压遍数,确保基层到规定压实密度。
1.4 养护管理及其它原因
(1)养护不及时
沥青路面在行车作用下出现小面积松散,个别坑槽后,未及时进行养护,特别是采用层铺法施工的贯入式路面和表面处治,初期及时养护更为重要。
(2)养护方法不当
有些养护人员,在沥青混凝土路面上采取人工喷油(或洒布机喷油)、人工洒料方法进行养护,结果破坏了原路面的平整度,甚至由于喷油不够,用油量控制不平,造成泛油、推擁、松散等病害。
2、沥青混合料路面破坏的质量控制
由于沥青混合料路面早期破坏的影响因素较多,因此对其质量控制应根据混合料的特性以及产生破坏的各种原因,从设计和施工两方面进行控制,才能减少甚至杜绝早期破坏的产生。
(1)沥青混合料面层应采取密实的沥青混凝土,提高表面层的抗滑和抗渗性能。
(2)沥青混合料的原材料
碎石选用碱性碎石,为增加粘结力,可以在沥青中加入抗剥落剂,等级应大于等于4级,用以提高沥青和碎石之间的粘结力。
沥青应根据当地的气候条件选用,当稳定度满足要求的前提下,选用针入度较大的沥青做面层,可以减少由于温度造成的裂缝。若在温差较大地区,面层沥青中可以加入纤维素如玛碲脂等,可以提高低温时沥青混合料的抗拉性能。
(3)进行半刚性路面基层设计时,应选用抗冲刷性能好,干缩系数小,水稳定性好及抗拉强度高的材料做基层。
(4)在路面设计时,仔细勘探地质条件,软基严重地段应增加路基及路面基层的强度,如插塑料排水板,打碎石桩等。杜绝由于路基基层产生变形而引起路面破坏。
(5)施工过程中质量的控制
a沥青的选用十分关键,要挑选符合规范各项要求的沥青,特别是沥青针入度,延度指标必须严格把关,在北方施工由于近些年的气候偏暖,因此,沥青标号宜选择在规定范围内低标号沥青。此外,透层油、粘层油沥青应采用与沥青砼用同一种沥青,特别是油石比的选择应考虑粘层油透层油返油时对其影响。
b在沥青混合料配合比设计上要特别重视。
c沥青混合料拌合时间、出厂温度、摊铺温度、碾压成型等温度控制必须严格按规范要求进行,合理安排工期,避开不利天气施工。
d摊铺机应选用熟练的摊铺机操作手,并选择两台前后错开同时施工,而少采用伞断面摊铺机,在摊铺过程中,应尽量避免停机,注意路面纵向接缝的成型及碾压工艺。
沥青路面早期破坏,不仅与设计、施工等路面形成前的环节有关,而且与路面形成后的使用、养护和管理联系紧密。因此,要消灭沥青路面早期破坏这一质量通病,延长沥青路面的使用周期,提高投资效益,需要设计、施工、养护管理各方主体各负其责,分头把关,按照行业规范标准,结合工程实际,严格履行各自职能,相信这一顽疾一定会得到根治。
参考文献
[1]JTJ 014—97, 公路沥青路面设计规范 [S].
关键词:沥青路面 病害 原因 控制
随着我国公路工程不断网化,沥青混凝土路面以其独有的、较好的耐久性和行车舒适性占据了我国公路的较大比重。但是由于各种原因,沥青混凝土路面早期破坏时有发生,有的产生横、纵向裂缝,有的局部拥包,有的产生路面汲浆、路面边部断裂、局部的沥青混凝土层剥落等,不仅影响了工程的观感质量,也影响了路面的整体性和行车的安全性,同时沥青混凝土路面的早期破坏,导致雨水的浸入渗透,使路面基层、路基遭到侵蚀、破坏和变形,加速了沥青混凝土路面的破坏,从而影响公路的使用寿命。
沥青路面早期破坏的现象有:泛油、波浪、壅包、滑溜、裂缝、坑槽、局部沉陷、松散、车辙等九种。这些病害极具普遍性和严重性,为公路工程质量通病之一。
1、沥青路面病害产生的原因分析
1.1路面设计
(1)结构设计不合理
沥青面层结构选用不当、混合料类型不合理。根据沥青路面设计规范,沥青面层除应满足车辆的使用要求外,还应满足雨水不渗等要求,宜选用粒径较小,空隙也小的级配混合料,尽量采用细粒径沥青砼,以提高沥青路面面层的防渗性。对于选用中粗粒径沥青砼或开级配或半开级配沥青碎石的沥青路面,必须在沥青面层下设置封层,防止雨水渗入。
(2)油路补强段的路面厚度考虑不足
在加快实现乡镇通油、水泥路路面工程,但为充分利用老路并节约土地及投资,利用旧路的线位及结构层。按照公路补强设计的一般要求和科学态度,宜先对所利用的路段状况进行客观评估,根据旧路的状况(特别是强度弯沉指标)确定利用旧路的方案及补强厚度。但设计单位没有认真细致的调查,大致给出一个补强厚度及路段桩号就草草了事,结果导致许多补强路段补强后弯沉值大于设计值,造成新路强度不足,早期破坏严重。
(3)岩石路段石质类型确定有误
在路基设计中,由于没有足够的地质钻探资料,仅靠地表情况判断石质类型,容易出错。
(4)路面厚度设计问题
路面厚度设计的依据是设计年限内的累计当量轴次,设计单位为了计算方便,一般将设计公路的交通量划分为一定车型的标准交通量与另一定型的非标准车交通量,然后将确定车型的非标准车的轴次,换算成标准车轴载的当量轴次,最后用设计年限内的当量轴次,计算路面设计弯沉及结构厚度。
1.2原材料的影响
(1)矿料:设计好的沥青混合料首先应认真抓好矿质原材料的选材,严格控制矿质原材料备料质量。目前,市场上供应水泥砼用或建筑用集料多采用传统小型锷式破碎机生产,加工的碎石针片状含量大,级配和材料均匀性差,采用这样的矿料很难生产出质量稳定的沥青混合料。
(2)沥青:各地根据气候分区选择与本地气候、交通条件相适应的沥青种类及标号,并使用优质的沥青,对预防沥青路面早期出现车辙,有效防止路面开裂,保证路面有较好的抗疲劳破坏能力具有重要的意义。
1.3路面施工
路面施工过程是其质量形成的关键环节。直接影响面层质量的施工环节主要是面层本身的施工、基础施工及相关联接层施工。
(1)路面施工
①对原材料检验不严,对沥青混合料的配合比控制不够,特别是矿粉和沥青用量不准,使沥青路面早期出现推拥、油包、松散、露骨、坑槽等。
②施工机械设备陈旧、不配套,使混合料的配合比计量、拌和均匀性、压实度、平整度等受到很大影响。
③沥青混合料加热温度过高,沥青和矿料拌和时,沥青便被矿料的高温灼焦、沥青老化,使路面强度不足,产生松散、坑槽等病害。
④碾压温度过高,造成温度过高的原因有两种情况:一是沥青混合料出厂温度超过规范规定的上限值;二是沥青混合料出厂温度虽然在规定的范围内,但接近高限,如果运距较短,摊铺碾压又很及时,就会使碾压温度超过规范高限。如果碾压温度过高,混合料就压不实,就会出现推移,发生微裂。
(2)基层施工
基层是承担面层传递的车辆荷载的主要承重层。基层的强度及稳定直接关系面层的强度和稳定性。基层施工的主要问题:①基层、底基层、路面表面清除不干净。在铺筑上一结构层前,若路面结构层及路基表面的浮土、浮灰、浮砂清除不干净,在雨水作用下,浮层细料变软被行车挤压造成的高压水流冲刷成浆,进而波及到沥青面层表面。
②基层松铺系数(或基层标高)控制不严而导致的二次补加层,因二次补加层与下层基层无法紧密连接,自身厚度又较小,因而极易松散,进而引起沥青层的网裂、松散、坑槽等破坏。因此,建议此补加层用含油沥青混合料(即茌料)代替。
③部分基层压实度不足的问题。在最大干密度确定的情况下,基层的压实度与混合料中粗、细集料的比例特别是粗粒料的含量密切相关,当粗粒含量很大时,即使压实度超过100%,并不表示该基层已经密实。因此,要适当增大碾压吨位、增加碾压遍数,确保基层到规定压实密度。
1.4 养护管理及其它原因
(1)养护不及时
沥青路面在行车作用下出现小面积松散,个别坑槽后,未及时进行养护,特别是采用层铺法施工的贯入式路面和表面处治,初期及时养护更为重要。
(2)养护方法不当
有些养护人员,在沥青混凝土路面上采取人工喷油(或洒布机喷油)、人工洒料方法进行养护,结果破坏了原路面的平整度,甚至由于喷油不够,用油量控制不平,造成泛油、推擁、松散等病害。
2、沥青混合料路面破坏的质量控制
由于沥青混合料路面早期破坏的影响因素较多,因此对其质量控制应根据混合料的特性以及产生破坏的各种原因,从设计和施工两方面进行控制,才能减少甚至杜绝早期破坏的产生。
(1)沥青混合料面层应采取密实的沥青混凝土,提高表面层的抗滑和抗渗性能。
(2)沥青混合料的原材料
碎石选用碱性碎石,为增加粘结力,可以在沥青中加入抗剥落剂,等级应大于等于4级,用以提高沥青和碎石之间的粘结力。
沥青应根据当地的气候条件选用,当稳定度满足要求的前提下,选用针入度较大的沥青做面层,可以减少由于温度造成的裂缝。若在温差较大地区,面层沥青中可以加入纤维素如玛碲脂等,可以提高低温时沥青混合料的抗拉性能。
(3)进行半刚性路面基层设计时,应选用抗冲刷性能好,干缩系数小,水稳定性好及抗拉强度高的材料做基层。
(4)在路面设计时,仔细勘探地质条件,软基严重地段应增加路基及路面基层的强度,如插塑料排水板,打碎石桩等。杜绝由于路基基层产生变形而引起路面破坏。
(5)施工过程中质量的控制
a沥青的选用十分关键,要挑选符合规范各项要求的沥青,特别是沥青针入度,延度指标必须严格把关,在北方施工由于近些年的气候偏暖,因此,沥青标号宜选择在规定范围内低标号沥青。此外,透层油、粘层油沥青应采用与沥青砼用同一种沥青,特别是油石比的选择应考虑粘层油透层油返油时对其影响。
b在沥青混合料配合比设计上要特别重视。
c沥青混合料拌合时间、出厂温度、摊铺温度、碾压成型等温度控制必须严格按规范要求进行,合理安排工期,避开不利天气施工。
d摊铺机应选用熟练的摊铺机操作手,并选择两台前后错开同时施工,而少采用伞断面摊铺机,在摊铺过程中,应尽量避免停机,注意路面纵向接缝的成型及碾压工艺。
沥青路面早期破坏,不仅与设计、施工等路面形成前的环节有关,而且与路面形成后的使用、养护和管理联系紧密。因此,要消灭沥青路面早期破坏这一质量通病,延长沥青路面的使用周期,提高投资效益,需要设计、施工、养护管理各方主体各负其责,分头把关,按照行业规范标准,结合工程实际,严格履行各自职能,相信这一顽疾一定会得到根治。
参考文献
[1]JTJ 014—97, 公路沥青路面设计规范 [S].