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【摘 要】 随着我国社会经济的不断发展,沥青公路应用在公路基础设施的建设上得到了长足的发展,但是沥青路面水损害问题也成为了沥青路面的主要问题之一,本文就沥青路面水损害原因进行深入的分析和探讨,并提供一些可供参考的防治措施与意见。
【关键词】 沥青路面;水损害;原因分析;防治措施
前言:
沥青路面的水损害破坏是指沥青路面在水分存在的条件下,经受温度胀缩和交通荷载的反复作用,一方面水分逐渐渗入到集料与沥青的界面上,降低沥青与石料之间的粘附性能;另一方面水分的浸泡或动水压力作用等原因,使沥青膜剥离脱落,导致集料间粘结力的损失,引发沥青路面破坏。沥青路面水损害的产生不仅会缩短路面的使用寿命,降低路面的使用性能,而且直接影响了公路的服务水平。因此有必要对沥青路面水损害的防治措施进行分析研究。
一、沥青路面水损害原因分析
沥青路面水损害原因分析不仅是提出防治措施的基础,也是分析水损害原因的出发点。沥青路面水损害的形成原因,可以分为四个阶段,具体如下:
(1)在开始阶段,地下水或大气降水等水分逐渐侵入到沥青与集料的界面上,以水气或水膜的形式存在,降低沥青与集料之间的黏附性能;
(2)在自然环境或者车辆荷载的反复作用下,动水压力使沥青膜与集料的粘结性能进一步恶化,并开始剥离;
(3)当粘结力不断地减小,不足以维持沥青与集料形成一个整体,集料开始松散、脱落;
(4)沥青路面出现一系列病害,公路服务等级和水平降低。
以上是沥青路面水损害的形成原因,预防处治主要包括:设计预防、施工预防、养护期预防三个阶段。只有每个阶段能严格控制质量,才能更为有效地防治沥青路面的水损害。
二、沥青路面水损害防治措施
(一)加强沥青路面的设计,提高水稳定性
1、面层的设计
在沥青路面表面层的设计上应该严格遵循平整密实、抗裂耐久和抗滑耐磨的原则,并在沥青路面施工过程中选用高质量的沥青材料,同时对碎石材料的选用上也要尽可能选择强度和耐磨耗较强碎石,从而保证表面层的良好性能。同样,在进行路面正下面的设计上应该使之具有抗剪切和良好的密实性,同时为了保证沥青路面不会受到水损害的危害,应该保持好中下面层基本不透水的性能,比如在沥青混合料中加入粉粒的含量,从而降低沥青混凝土的渗水性,而且从一定程度上也提高了沥青路面的密实度。但是对于路面下层的设计上则应该在防治开裂上着重考虑。
2、基层的设计
因为沥青路面的基础是公路的承重层,因此在设计和施工中必须保证路基的稳定性、耐久性和高承载力。因此在沥青及其它施工材料的选择上都要要求相对较高的性能指标,比如在集料的选择上,必须要具有高强度、开级配和多菱角的集料形成结构,从而保证具有足够的力度来保证基层的密实度。由于增加基层厚度可以有效的减少面层点的滑移,而且对于所受应力和拉应力都能够有所增加,所以在路边应力变化的选择上应该科学合理的进行考虑,从而满足沥青路面基层设计所应该满足应力的要求。
3、垫层的设计
垫层主要是处于基层与土基之间结构层的一个重要部分,对于隔水、排水和防冻方面具有非常重要的作用。因此垫层的设计必须要注重排水设施的设置,从而避免遇水渗入土基,而且对于路基来说,其填筑材料颗粒非常细小,而且一旦雨水就难以将水及时排除,给道路带来极大的安全隐患,因此要科学合理的考虑垫层的设计,确保水能够及时的从路基中排出,避免问题的出现。
(二)严格控制沥青路面空隙空隙率是沥青水损害产生的最直接原因,国内外相关研究表明,8%的施工空隙率是沥青路面产生早期水损害的分水岭,若路面碾压不充分,压实度不足,沥青混合料的空隙率大于该值,路面渗水程度会大大增加,在外部条件作用下引起沥青路面病害的产生。而4%的设计空隙率是最佳的选择[1],因此应当提高沥青混合料的压实度,减小剩余空隙率。同时要加强对沥青路面密实度和渗水性的检测,防止水损害的大量出现。
(三)提高沥青路面的施工质量
在施工前原材料的选用上必须要严格的进行选择,其原材料配比设计、規格参数等相关指标一定要严密,同时要特别注意集料是否污染。在具体的沥青路面施工中则要注重沥青混凝土搅拌的均匀与摊铺,防治过度离析现象的出现。同时要严格的控制沥青材料的温度,比如拌合温度和碾压温度,因为沥青材料温度过高就会造成沥青材料的老化,甚至导致路面老化破坏等问题。而且通过以往的研究发现,如果沥青混合料温度在九十度以下,基本上就难以进行严实等施工工作。还需要注意的是,及时利用碾压设备对沥青路面进行碾压来提高压实度和减少孔隙率,基层是面层的支撑,其施工质量直接关系到面层的平整度和强度形成。通常来说,基层的设计厚度在20cm左右,为了达到强度要求,需要进行分层摊铺和碾压。基层材料的选用也是这一环节的关键,上基层最好采用水泥稳定碎石,透层油可以采用非离子型乳化沥青,使透层油能够渗入到基层,形成一个渐进性的过渡层,提高面层与基层之间的整体强度,也可以有效防止水分进入基层。同时尽量缩短两层施工的间隔时间,避免出现上刚下柔的分离结构,提高半刚性基层的整体强度和水温稳定性。
(四)严格控制超载车辆
我国公路管理部门必须要严格依照我国所颁布的《公路法》和交通部印发的《超限运输车辆行驶公路规定》要求严格实施对超载车辆强制卸载,比如在同时设置关卡等措施严格控制超载车辆,从而有效避免灰浆等问题的出现。就同一路段而言,外侧车道的路面破损率明显大于内侧车道,主要是由于车辆的荷载强度超过了路面的承受能力,引起路面病害的产生。在水分存在和车辆荷载的共同作用下,动水压力急剧增加,路面病害将迅速发展,削弱了沥青与矿料之间的粘结力。我国路面设计采用的标准轴载BZZ-100,但实际交通中,很多车辆的轴载都超过了该值,同时还有一些车辆超载超重,更加剧了路面的早期破损,从而引起水损害的产生。因此,在开放交通时,要加强对路面重型车辆的检查与监控,减少车辆超载的现象]。
三、沥青路面水损害防治的总结
近年来随着我国社会经济的不断进步,我国公路建设取得了突出的成就,公路基础设施建设得到了迅速的发展。尤其是以沥青混凝土路面为主的公路进来受到了颇多好评,我国大部分路面都改为了沥青混凝土路面为主的公路。但是随着通车时间的推移,很多沥青路面都出现了不同程度的水损害问题,这种问题也成为了我国沥青公路显著问题之一,而且在国际上,也是一个重大的世界性难题,因此,认真总结沥青路面水损害的原因,并认真研究水损害防治措施对于我国公路建设的发展具有重要的意义。
参考文献:
[1]罗池,李留彦.公路沥青路面水损害的防治[J].技术研发,2012.19(01):62.
[2]张峰.沥青混凝土路面水损害防治措施[J].道路工程,2012.12:140-142.
[3]吕希山.沥青路面水损害原因及防治[J].科技信息,2011.15:720.
[4]蔡清云.沥青混凝土路面水损害及防治[J].工程科技,2010.6:291.
[5]姜丽.沥青路面早期水损害的原因与防治措施[J].路桥科技,2012.6:161.
【关键词】 沥青路面;水损害;原因分析;防治措施
前言:
沥青路面的水损害破坏是指沥青路面在水分存在的条件下,经受温度胀缩和交通荷载的反复作用,一方面水分逐渐渗入到集料与沥青的界面上,降低沥青与石料之间的粘附性能;另一方面水分的浸泡或动水压力作用等原因,使沥青膜剥离脱落,导致集料间粘结力的损失,引发沥青路面破坏。沥青路面水损害的产生不仅会缩短路面的使用寿命,降低路面的使用性能,而且直接影响了公路的服务水平。因此有必要对沥青路面水损害的防治措施进行分析研究。
一、沥青路面水损害原因分析
沥青路面水损害原因分析不仅是提出防治措施的基础,也是分析水损害原因的出发点。沥青路面水损害的形成原因,可以分为四个阶段,具体如下:
(1)在开始阶段,地下水或大气降水等水分逐渐侵入到沥青与集料的界面上,以水气或水膜的形式存在,降低沥青与集料之间的黏附性能;
(2)在自然环境或者车辆荷载的反复作用下,动水压力使沥青膜与集料的粘结性能进一步恶化,并开始剥离;
(3)当粘结力不断地减小,不足以维持沥青与集料形成一个整体,集料开始松散、脱落;
(4)沥青路面出现一系列病害,公路服务等级和水平降低。
以上是沥青路面水损害的形成原因,预防处治主要包括:设计预防、施工预防、养护期预防三个阶段。只有每个阶段能严格控制质量,才能更为有效地防治沥青路面的水损害。
二、沥青路面水损害防治措施
(一)加强沥青路面的设计,提高水稳定性
1、面层的设计
在沥青路面表面层的设计上应该严格遵循平整密实、抗裂耐久和抗滑耐磨的原则,并在沥青路面施工过程中选用高质量的沥青材料,同时对碎石材料的选用上也要尽可能选择强度和耐磨耗较强碎石,从而保证表面层的良好性能。同样,在进行路面正下面的设计上应该使之具有抗剪切和良好的密实性,同时为了保证沥青路面不会受到水损害的危害,应该保持好中下面层基本不透水的性能,比如在沥青混合料中加入粉粒的含量,从而降低沥青混凝土的渗水性,而且从一定程度上也提高了沥青路面的密实度。但是对于路面下层的设计上则应该在防治开裂上着重考虑。
2、基层的设计
因为沥青路面的基础是公路的承重层,因此在设计和施工中必须保证路基的稳定性、耐久性和高承载力。因此在沥青及其它施工材料的选择上都要要求相对较高的性能指标,比如在集料的选择上,必须要具有高强度、开级配和多菱角的集料形成结构,从而保证具有足够的力度来保证基层的密实度。由于增加基层厚度可以有效的减少面层点的滑移,而且对于所受应力和拉应力都能够有所增加,所以在路边应力变化的选择上应该科学合理的进行考虑,从而满足沥青路面基层设计所应该满足应力的要求。
3、垫层的设计
垫层主要是处于基层与土基之间结构层的一个重要部分,对于隔水、排水和防冻方面具有非常重要的作用。因此垫层的设计必须要注重排水设施的设置,从而避免遇水渗入土基,而且对于路基来说,其填筑材料颗粒非常细小,而且一旦雨水就难以将水及时排除,给道路带来极大的安全隐患,因此要科学合理的考虑垫层的设计,确保水能够及时的从路基中排出,避免问题的出现。
(二)严格控制沥青路面空隙空隙率是沥青水损害产生的最直接原因,国内外相关研究表明,8%的施工空隙率是沥青路面产生早期水损害的分水岭,若路面碾压不充分,压实度不足,沥青混合料的空隙率大于该值,路面渗水程度会大大增加,在外部条件作用下引起沥青路面病害的产生。而4%的设计空隙率是最佳的选择[1],因此应当提高沥青混合料的压实度,减小剩余空隙率。同时要加强对沥青路面密实度和渗水性的检测,防止水损害的大量出现。
(三)提高沥青路面的施工质量
在施工前原材料的选用上必须要严格的进行选择,其原材料配比设计、規格参数等相关指标一定要严密,同时要特别注意集料是否污染。在具体的沥青路面施工中则要注重沥青混凝土搅拌的均匀与摊铺,防治过度离析现象的出现。同时要严格的控制沥青材料的温度,比如拌合温度和碾压温度,因为沥青材料温度过高就会造成沥青材料的老化,甚至导致路面老化破坏等问题。而且通过以往的研究发现,如果沥青混合料温度在九十度以下,基本上就难以进行严实等施工工作。还需要注意的是,及时利用碾压设备对沥青路面进行碾压来提高压实度和减少孔隙率,基层是面层的支撑,其施工质量直接关系到面层的平整度和强度形成。通常来说,基层的设计厚度在20cm左右,为了达到强度要求,需要进行分层摊铺和碾压。基层材料的选用也是这一环节的关键,上基层最好采用水泥稳定碎石,透层油可以采用非离子型乳化沥青,使透层油能够渗入到基层,形成一个渐进性的过渡层,提高面层与基层之间的整体强度,也可以有效防止水分进入基层。同时尽量缩短两层施工的间隔时间,避免出现上刚下柔的分离结构,提高半刚性基层的整体强度和水温稳定性。
(四)严格控制超载车辆
我国公路管理部门必须要严格依照我国所颁布的《公路法》和交通部印发的《超限运输车辆行驶公路规定》要求严格实施对超载车辆强制卸载,比如在同时设置关卡等措施严格控制超载车辆,从而有效避免灰浆等问题的出现。就同一路段而言,外侧车道的路面破损率明显大于内侧车道,主要是由于车辆的荷载强度超过了路面的承受能力,引起路面病害的产生。在水分存在和车辆荷载的共同作用下,动水压力急剧增加,路面病害将迅速发展,削弱了沥青与矿料之间的粘结力。我国路面设计采用的标准轴载BZZ-100,但实际交通中,很多车辆的轴载都超过了该值,同时还有一些车辆超载超重,更加剧了路面的早期破损,从而引起水损害的产生。因此,在开放交通时,要加强对路面重型车辆的检查与监控,减少车辆超载的现象]。
三、沥青路面水损害防治的总结
近年来随着我国社会经济的不断进步,我国公路建设取得了突出的成就,公路基础设施建设得到了迅速的发展。尤其是以沥青混凝土路面为主的公路进来受到了颇多好评,我国大部分路面都改为了沥青混凝土路面为主的公路。但是随着通车时间的推移,很多沥青路面都出现了不同程度的水损害问题,这种问题也成为了我国沥青公路显著问题之一,而且在国际上,也是一个重大的世界性难题,因此,认真总结沥青路面水损害的原因,并认真研究水损害防治措施对于我国公路建设的发展具有重要的意义。
参考文献:
[1]罗池,李留彦.公路沥青路面水损害的防治[J].技术研发,2012.19(01):62.
[2]张峰.沥青混凝土路面水损害防治措施[J].道路工程,2012.12:140-142.
[3]吕希山.沥青路面水损害原因及防治[J].科技信息,2011.15:720.
[4]蔡清云.沥青混凝土路面水损害及防治[J].工程科技,2010.6:291.
[5]姜丽.沥青路面早期水损害的原因与防治措施[J].路桥科技,2012.6:161.