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摘要:随着市政道路工程建设规模的不断扩大,其逐步提升的道路负荷令沥青路面水损害现象日益频繁,为市政道路养护工作提出了较大难题。因此本文从市政道路沥青路面常见的水损害现象进行了成因分析并制定了切实有效的防治策略,对提升市政道路工程建设质量,合理延长道路使用寿命,全面提升市政道路综合服务效益有重要的推进作用。
关键词:市政道路;沥青路面;水损害;防治
中图分类号:U416.217 文献标识码:A 文章编号:
引言:
在对路面早期破坏现象广泛调查的基础上,各国道路科研工作者发现,沥青路面的早期破坏现象或多或少,或直接或间接的都与水有关,即水的破坏作用是关键因素之一。正确认识水损害引起路面早期破坏方面的问题,可以有效改善我国道路沥青路面质量,延长路面使用寿命,降低路面维护成本,提高路面服务能力;同时也可以不断完善、发展现有的沥青混合料的设计、施工理论,使之适应现有的高速公路大交通量的交通特性和环境特性,以便更好地服务于我国的道路建设。
1 沥青路面水损害现象的类型
1.1 松散类:麻面、松散、掉粒、坑洞的沥青面层在缝隙水压力的共同作用之下,导致沥青膜从集料表面剥落、混合料中的集料之间丧失粘结力而渐渐变软直至松垮,导致麻面、松散现象;在局部的有些松散的地方,集料颗粒逐渐掉粒,流失进而形成大小不一的坑洞。
1.2 裂缝类:唧浆、网裂、坑洞半刚性基层基顶结合料与从路表连通孔隙及裂缝处下渗的水混合,在行车荷载的反复作用下,产生的高速动水压力冲刷基顶形成灰浆并从裂缝中被挤压而出形成了唧浆现象;随着基层结合料的逐渐流失,面层也随着底部脱空现象的产生而形成沉陷、网裂,进而发展成坑洞。
1.3 变形类:辙槽在行车荷载作用下,滞留在面层内的水使集料特别是粗集料表面裹覆的沥青膜逐渐剥落,沥青混合料强度不断损失直至完全松散。行车轮迹带下不仅出现了压缩变形现象,而且产生了严重的剪切破坏现象,轮下松散的沥青混合料向两侧挤出并鼓起,在轮迹带下形成车辙。辙槽内有时还伴随着唧浆和网裂现象。
1.4冻融循环破坏
在冰冻地区或季节性冰冻地区, 由于水结冰时体积增大, 在沥青混合料内部会产生很大的膨胀力,致使混合料内部粘结力下降; 而当冰融化时,水又滞留于道路面层内[], 在行车荷载作用下加速了沥青膜的剥落。在路表, 当冰雪融水进入沥青混合料内部就会在行车荷载和冻融循环的反复作用下产生破坏作用,而在下面层, 当基础有较多的细粒土和孔隙时,冬季特有的毛细水使水分逐渐积聚在基层顶面, 到春融期,过饱和的水进入下面层空隙后,在荷载反复作用下产生剥落现象和对基顶的冲刷。
水損害的根本原因在于水的作用致使沥青对集料的粘附性能丧失[], 使沥青膜从集料表面脱落, 而造成这种后果的两个关键性因素是水和外力的作用。
2 沥青路面水损害现象的主要成因
2.1 外部因素诱发的沥青路面水损害
引发沥青路面水损害的外部原因主要包括路面排水系统的设计欠缺,过大形成[行车]荷载影响及施工的碾压影响等。当前市政道路工程中建设的排水系统主要集中在路界地表与路基范围中,没有充分考虑半刚性基层中路面结构内部排水需求,令排水受到阻碍并使水份及空气通过孔隙渗入矿物集料中。在[删除“在”]表面张力及外部车辆荷载作用下[删除“下”]令沥青路面发生早期水损害的机率大大提升。大量的行车荷载令沥青路面的结构层内含水份产生了动力性水压,进一步提升了沥青膜产生的剥离作用,令水损害现象进一步加剧。沥青混合料在施工工艺中的水稳定性以压实度主体体现,当孔隙率在百分之八至百分之十二之间的沥青路面最容易产生水损害现象。在混合料无法充分压实,压实施工不及时或局部的压实环节不均匀时,便会令成型路面产生较大的孔隙率。[;]通过[删除“通过”]反复作用的行车荷载便会引发混合料的压实变形,令路面材料过早松散解体并诱发早期的水损害现象。
2.2 内部原因引发的沥青路面水损害
导致沥青路面产生水损害现象的内部原因在于集料,沥青的特有性质及沥青混合料的孔隙率。集料中包含的众多矿物质具有独特的晶体结构和化学性质,例如富含亲水性或憎水性,因此其本身对水的吸附能力对沥青的剥离作用具有较大的影响。同时集料的孔隙尺寸,表面积及其化学性质同样会影响到沥青混合料的稳定性。具有较强粘性的沥青富有多种类极性物质,因而其抵抗置换能力通常高于弱粘性沥青,同时抗水性也相对较好。再者沥青混合料实际及设计孔隙率成为影响其抗水能力的主要因素。另外集料及温度离析现象令沥青路面无法压实均匀,从而导致沥青路面水损害现象。
3 市政道路沥青路面水损害的有效防治
3.1 从结构设计层面有效控制路面水损害
在沥青路面的结构设计中我们应合理采用组合式或柔性基层,令路面水分从级配的碎石基层内有效排出,同时该环节中的沥青层具有较大厚度,导致渗入基层水分因路径增多得到有效削弱,令自由水不会在路面的结构层中由于滞留时间过长导致水损害现象的发生,可有效防范路面因自下而上产生的水损害现象,同时对改善市政道路路面的结构性能有明显作用。在路面的半刚性基层以下我们可有效设置级配碎石,令其作为过渡层,令排出水在到达半刚性基层之间便可通过匹配[级配]碎石的过滤层呈横向趋势排出,减少对基层表面的损伤。再者布设级配碎石层可对半刚性基层起到有效隔断作用,防止其产生收缩开裂导致不良反射裂缝。基于路面半刚性基层的刚度及强度过密或[删除]过大容易导致沥青路面产生水损害现象,因此我们应合理调整矿料的级配及相应的强度设计要求,有针对性降低石灰及粉煤灰等抗干燥材料的用量,合理提升粗集料比例,并在一定程度上控制基层的刚度及强度。另外我们应主力[注意?]确保基层的结构层厚度应达到18 厘米之上,并尽量选择具有强抗冲刷力、良好水温[水稳]性能的施工材料,依据刚度及强度标准由高至低呈逐步递减的规律布设路面结构,切实提升基层的抗变形性能、强度,从而有效缓解路面产生裂缝病害并最终导致水损害现象。
3.2 施工质量控制
在市政道路施工中,要做好水损害防治措施,应着重注意以下几点技术要领:( 1)路基施工规范,控制压实厚度,[]尽量在混合料最佳含水量时做到一次性压实到位,新旧路结合部尤其应注意采用“ [删除空格]台阶层压” 法进行技术处理,保证衔接部位的压实度与紧密性,接缝垂接、紧密、平顺。(2)着重处理裂缝病害防治工作。沥青面层优先选用重交通道路石油沥青,防治温度裂缝;以集料筛分试验与马歇尔稳定度试验并测定最佳沥青用量。( [删除空格]3)铺压要合理,增大密实度在面层摊铺质量控制上,应注意保证将摊铺温度控制于130℃ --150℃ 之间,多次碾压、摊铺厚度均匀,以控制混合料孔隙率;不得在基层雨后潮湿未干或冒雨摊铺;将一次铺宽控制在10 [删除空格]m 内,防止出现粗粒料离析现象;碾压过程同样应遵循保持高温、梯形迭进的原则,兼顾路面平整度与压实度标准,防止早期水损坏的发生。
3.3 市政道路运营期养护与管理。
市政道路运营期沥青路面产生[删除]水损害大都产生于重车行车道,在大量交通荷载压力及环境气候因素影响下令路面抗损害及抗水能力不良[删除]下降,诱发诸多掉粒、松散及车辙等病害,因此我们必须及时采取有效的养护措施,避免其发生更为剧烈的水损害现象,令整体道路交通运营受到严重影响。在后期养护及防治管理实践中我们应有效实施前置性养护措施,对超限、超载车辆进行严厉整治,强化交通组织管理、降低轮胎对沥青路面的揉搓、挤压作用。同时我们应合理强化水整治工作,在雨天定期巡视道路排水设施是否完好,当发现排水不畅时应及时进行路面排水疏导;在雪天应及时清雪,避免积雪长时间封存路缘[面?],令[删除]冰雪溶化后,雪水大量渗入路面引发早期水损害现象,[;]在容易积水路段我们应合理增设横向的排水设施,避免大范围积水现象的发生。
3.4 强化路政管理。近几年[换行],公路发展迅速,交通量日益增长,车辆超限超载运输现象屡禁不止,直接影响到公路的使用年限。因此,应该严格按照《公路法》、《超限运输车辆行驶公路管理规定》要求,切实治理车辆超限运输。在货运源头、重要路口设立流动检测点,对超限车辆劝返自行卸载,不听劝返的要依法强制卸载,减少超限超载运输车辆对公路造成的损坏,延长公路使用年限。同时,加强公路环境治理,清除路基范围内的堆积物,避免堵塞水路;严禁污水、油料排到公路上,浸泡路面;严禁公路沿线修建房屋时毁坏排水系统,确保公路排水设施完好,水路畅通。
结束语:
总之,为了有效防治市政道路沥青路面的水损现象,我们 [删除空格]只有早期控制,制定确实[切实]有效的防治措施,才能真正[保证]路面的使用寿命,为营造良好的交通环境做出贡献。
参考文献:
[1] 丁良跃. 沥青路面水损害的原因分析及防治措施[J]. 中国市政工程,2009,(02) .
关键词:市政道路;沥青路面;水损害;防治
中图分类号:U416.217 文献标识码:A 文章编号:
引言:
在对路面早期破坏现象广泛调查的基础上,各国道路科研工作者发现,沥青路面的早期破坏现象或多或少,或直接或间接的都与水有关,即水的破坏作用是关键因素之一。正确认识水损害引起路面早期破坏方面的问题,可以有效改善我国道路沥青路面质量,延长路面使用寿命,降低路面维护成本,提高路面服务能力;同时也可以不断完善、发展现有的沥青混合料的设计、施工理论,使之适应现有的高速公路大交通量的交通特性和环境特性,以便更好地服务于我国的道路建设。
1 沥青路面水损害现象的类型
1.1 松散类:麻面、松散、掉粒、坑洞的沥青面层在缝隙水压力的共同作用之下,导致沥青膜从集料表面剥落、混合料中的集料之间丧失粘结力而渐渐变软直至松垮,导致麻面、松散现象;在局部的有些松散的地方,集料颗粒逐渐掉粒,流失进而形成大小不一的坑洞。
1.2 裂缝类:唧浆、网裂、坑洞半刚性基层基顶结合料与从路表连通孔隙及裂缝处下渗的水混合,在行车荷载的反复作用下,产生的高速动水压力冲刷基顶形成灰浆并从裂缝中被挤压而出形成了唧浆现象;随着基层结合料的逐渐流失,面层也随着底部脱空现象的产生而形成沉陷、网裂,进而发展成坑洞。
1.3 变形类:辙槽在行车荷载作用下,滞留在面层内的水使集料特别是粗集料表面裹覆的沥青膜逐渐剥落,沥青混合料强度不断损失直至完全松散。行车轮迹带下不仅出现了压缩变形现象,而且产生了严重的剪切破坏现象,轮下松散的沥青混合料向两侧挤出并鼓起,在轮迹带下形成车辙。辙槽内有时还伴随着唧浆和网裂现象。
1.4冻融循环破坏
在冰冻地区或季节性冰冻地区, 由于水结冰时体积增大, 在沥青混合料内部会产生很大的膨胀力,致使混合料内部粘结力下降; 而当冰融化时,水又滞留于道路面层内[], 在行车荷载作用下加速了沥青膜的剥落。在路表, 当冰雪融水进入沥青混合料内部就会在行车荷载和冻融循环的反复作用下产生破坏作用,而在下面层, 当基础有较多的细粒土和孔隙时,冬季特有的毛细水使水分逐渐积聚在基层顶面, 到春融期,过饱和的水进入下面层空隙后,在荷载反复作用下产生剥落现象和对基顶的冲刷。
水損害的根本原因在于水的作用致使沥青对集料的粘附性能丧失[], 使沥青膜从集料表面脱落, 而造成这种后果的两个关键性因素是水和外力的作用。
2 沥青路面水损害现象的主要成因
2.1 外部因素诱发的沥青路面水损害
引发沥青路面水损害的外部原因主要包括路面排水系统的设计欠缺,过大形成[行车]荷载影响及施工的碾压影响等。当前市政道路工程中建设的排水系统主要集中在路界地表与路基范围中,没有充分考虑半刚性基层中路面结构内部排水需求,令排水受到阻碍并使水份及空气通过孔隙渗入矿物集料中。在[删除“在”]表面张力及外部车辆荷载作用下[删除“下”]令沥青路面发生早期水损害的机率大大提升。大量的行车荷载令沥青路面的结构层内含水份产生了动力性水压,进一步提升了沥青膜产生的剥离作用,令水损害现象进一步加剧。沥青混合料在施工工艺中的水稳定性以压实度主体体现,当孔隙率在百分之八至百分之十二之间的沥青路面最容易产生水损害现象。在混合料无法充分压实,压实施工不及时或局部的压实环节不均匀时,便会令成型路面产生较大的孔隙率。[;]通过[删除“通过”]反复作用的行车荷载便会引发混合料的压实变形,令路面材料过早松散解体并诱发早期的水损害现象。
2.2 内部原因引发的沥青路面水损害
导致沥青路面产生水损害现象的内部原因在于集料,沥青的特有性质及沥青混合料的孔隙率。集料中包含的众多矿物质具有独特的晶体结构和化学性质,例如富含亲水性或憎水性,因此其本身对水的吸附能力对沥青的剥离作用具有较大的影响。同时集料的孔隙尺寸,表面积及其化学性质同样会影响到沥青混合料的稳定性。具有较强粘性的沥青富有多种类极性物质,因而其抵抗置换能力通常高于弱粘性沥青,同时抗水性也相对较好。再者沥青混合料实际及设计孔隙率成为影响其抗水能力的主要因素。另外集料及温度离析现象令沥青路面无法压实均匀,从而导致沥青路面水损害现象。
3 市政道路沥青路面水损害的有效防治
3.1 从结构设计层面有效控制路面水损害
在沥青路面的结构设计中我们应合理采用组合式或柔性基层,令路面水分从级配的碎石基层内有效排出,同时该环节中的沥青层具有较大厚度,导致渗入基层水分因路径增多得到有效削弱,令自由水不会在路面的结构层中由于滞留时间过长导致水损害现象的发生,可有效防范路面因自下而上产生的水损害现象,同时对改善市政道路路面的结构性能有明显作用。在路面的半刚性基层以下我们可有效设置级配碎石,令其作为过渡层,令排出水在到达半刚性基层之间便可通过匹配[级配]碎石的过滤层呈横向趋势排出,减少对基层表面的损伤。再者布设级配碎石层可对半刚性基层起到有效隔断作用,防止其产生收缩开裂导致不良反射裂缝。基于路面半刚性基层的刚度及强度过密或[删除]过大容易导致沥青路面产生水损害现象,因此我们应合理调整矿料的级配及相应的强度设计要求,有针对性降低石灰及粉煤灰等抗干燥材料的用量,合理提升粗集料比例,并在一定程度上控制基层的刚度及强度。另外我们应主力[注意?]确保基层的结构层厚度应达到18 厘米之上,并尽量选择具有强抗冲刷力、良好水温[水稳]性能的施工材料,依据刚度及强度标准由高至低呈逐步递减的规律布设路面结构,切实提升基层的抗变形性能、强度,从而有效缓解路面产生裂缝病害并最终导致水损害现象。
3.2 施工质量控制
在市政道路施工中,要做好水损害防治措施,应着重注意以下几点技术要领:( 1)路基施工规范,控制压实厚度,[]尽量在混合料最佳含水量时做到一次性压实到位,新旧路结合部尤其应注意采用“ [删除空格]台阶层压” 法进行技术处理,保证衔接部位的压实度与紧密性,接缝垂接、紧密、平顺。(2)着重处理裂缝病害防治工作。沥青面层优先选用重交通道路石油沥青,防治温度裂缝;以集料筛分试验与马歇尔稳定度试验并测定最佳沥青用量。( [删除空格]3)铺压要合理,增大密实度在面层摊铺质量控制上,应注意保证将摊铺温度控制于130℃ --150℃ 之间,多次碾压、摊铺厚度均匀,以控制混合料孔隙率;不得在基层雨后潮湿未干或冒雨摊铺;将一次铺宽控制在10 [删除空格]m 内,防止出现粗粒料离析现象;碾压过程同样应遵循保持高温、梯形迭进的原则,兼顾路面平整度与压实度标准,防止早期水损坏的发生。
3.3 市政道路运营期养护与管理。
市政道路运营期沥青路面产生[删除]水损害大都产生于重车行车道,在大量交通荷载压力及环境气候因素影响下令路面抗损害及抗水能力不良[删除]下降,诱发诸多掉粒、松散及车辙等病害,因此我们必须及时采取有效的养护措施,避免其发生更为剧烈的水损害现象,令整体道路交通运营受到严重影响。在后期养护及防治管理实践中我们应有效实施前置性养护措施,对超限、超载车辆进行严厉整治,强化交通组织管理、降低轮胎对沥青路面的揉搓、挤压作用。同时我们应合理强化水整治工作,在雨天定期巡视道路排水设施是否完好,当发现排水不畅时应及时进行路面排水疏导;在雪天应及时清雪,避免积雪长时间封存路缘[面?],令[删除]冰雪溶化后,雪水大量渗入路面引发早期水损害现象,[;]在容易积水路段我们应合理增设横向的排水设施,避免大范围积水现象的发生。
3.4 强化路政管理。近几年[换行],公路发展迅速,交通量日益增长,车辆超限超载运输现象屡禁不止,直接影响到公路的使用年限。因此,应该严格按照《公路法》、《超限运输车辆行驶公路管理规定》要求,切实治理车辆超限运输。在货运源头、重要路口设立流动检测点,对超限车辆劝返自行卸载,不听劝返的要依法强制卸载,减少超限超载运输车辆对公路造成的损坏,延长公路使用年限。同时,加强公路环境治理,清除路基范围内的堆积物,避免堵塞水路;严禁污水、油料排到公路上,浸泡路面;严禁公路沿线修建房屋时毁坏排水系统,确保公路排水设施完好,水路畅通。
结束语:
总之,为了有效防治市政道路沥青路面的水损现象,我们 [删除空格]只有早期控制,制定确实[切实]有效的防治措施,才能真正[保证]路面的使用寿命,为营造良好的交通环境做出贡献。
参考文献:
[1] 丁良跃. 沥青路面水损害的原因分析及防治措施[J]. 中国市政工程,2009,(02) .