沥青路面的病害有哪些?防治措施。
沥青路面病害分析及预防
作者:韩永峰 马 亮 时间:2009-1-14 9:15:59 来源: 《河南市政管理》
近年来,我国道路建设突飞猛进,随之而来的是大量的道路进入维修期,养护工作量将大大增加。 有资料显示,在我国已建成的高速公路中,有75%是采用沥青混凝土面层,在其它公路和城市道路中,沥青路面也占到了绝大部分。因此,重视对沥青路面的破坏研究与防护工作,是极其重要的。
一、破损分类及原因分析
根据破损的外表形态,沥青路面的破损可分为裂缝类、松散类、变形类及其他类等4个类别。 各类路面破损所包含的内容如下:
(1)裂缝类,包括龟裂、不规则裂缝、纵裂和横裂。
(2)松散类,...全部
沥青路面病害分析及预防
作者:韩永峰 马 亮 时间:2009-1-14 9:15:59 来源: 《河南市政管理》
近年来,我国道路建设突飞猛进,随之而来的是大量的道路进入维修期,养护工作量将大大增加。
有资料显示,在我国已建成的高速公路中,有75%是采用沥青混凝土面层,在其它公路和城市道路中,沥青路面也占到了绝大部分。因此,重视对沥青路面的破坏研究与防护工作,是极其重要的。
一、破损分类及原因分析
根据破损的外表形态,沥青路面的破损可分为裂缝类、松散类、变形类及其他类等4个类别。
各类路面破损所包含的内容如下:
(1)裂缝类,包括龟裂、不规则裂缝、纵裂和横裂。
(2)松散类,包括坑槽和松散。
(3)变形类,包括沉陷、车辙、波浪及拥包。
(4)其他类,包括泛油及修补损害等。
在上述各类破损现象中,有些是由于路面结构层的承载能力降低而引起的,称为结构性破损,如龟裂、不规则裂缝、纵裂和横裂。这些裂缝是由于路基下沉、路面材料品质不良、施工质量不合格、渗水、交通荷载剪切作用等因素引起的。
有些是由于路面提供给道路用户的服务能力下降引起的,称为功能性破损,如沉陷、坑槽、拥包、泛油、波浪、修补、车辙等,都表明了沥青路面的纵向不平整性。
造成沥青路面破损的原因很多,主要有交通条件、气象条件、排水条件、材料因素、施工水平等。
本文将从各个方面分析造成沥青路面破坏的原因及预防措施。
1、交通条件对沥青路面的影响
汽车在路面上行驶,除了要克服阻力外,还会通过车轮把垂直力和水平力传给路面,在水平力中又分为纵向的和横向的两种。
另外,路面还受到车辆的震动力和冲击力作用;在车身后面还会产生真空吸力作用。在上述各种外力作用下,路面结构内会产生大小不同的压应力、拉应力和剪应力。如果这些应力超过了路面结构整体或某一部分的强度,路面就会出现断裂、沉陷、波浪、松散和磨损等破坏。
如果路面结构整体或某一部分刚度不足,即使强度足够,在车轮荷载作用下也会产生过量的变形,形成车辙、沉陷或波浪等破坏。
2、气象条件对沥青路面的影响
沥青混合料在夏季高温条件下,稳定性下降,抵抗流动变形的能力不足,在垂直荷载和剪切荷载的重复作用下,会直接导致路面出现车辙、泛油、拥包等病害。
而在低温状态下,易产生收缩裂缝。沥青路面在寒冷季节产生的温缩裂缝,首先表现为混合料集料之间的沥青膜拉伸破坏,然后再导致混合料的破裂。
3、排水条件对沥青路面的影响
水是危害道路的主要自然因素,众多实践及资料表明,水损害破坏是目前我国沥青路面出现坑槽、松散、脱粒、麻面等早期病害的最主要原因。
因此,对水损害的防治工作应该引起足够的重视。
沥青面层内部若含有一定的水分,水将在沥青混合料内部自由流动,加上行车荷载的反复作用,使面层中的水产生压动力,这部分水将逐渐侵入到沥青与集料的界面上,沥青膜渐渐的从集料表面剥离,最终导致沥青与集料之间的粘结力丧失,造成水损害破坏。
特别在夏季,温水更能加剧集料上沥青膜的剥离。沥青路面是沥青与集料粘结在一体的组合体,沥青必须与集料牢牢地粘结在一起,这是防止沥青路面破坏的最基本条件。由于水损害恰恰破坏了这一基本条件,所以会直接导致路面早期损坏。
4、材料因素对沥青路面的影响
沥青与集料的粘附性若不好,就会有少量水进来,造成沥青与集料的剥离。通常情况下,石灰岩等碱性石料,与沥青的粘附性好,但耐磨性很差,不能适应沥青路面表面层抗滑及耐磨耗的需要,花岗岩、砂岩、石英岩等酸性岩石,石质坚硬,耐磨性强,但与沥青的粘附性不好。
另一方面,沥青路面对砂石材料的质量和规格要求很高,因为它在相当程度上要依靠集料的嵌挤作用。若集料质量参差不齐,针片状含量高,含土量大,表面粉尘太多,就将直接导致沥青与集料之间的粘结力下降,一旦有水分侵入混合料,极易发生水损害。
5、设计因素对沥青路面的影响
为了提高沥青路面的抗滑性能,保证路表面有一定的构造深度,上面层混合料的设计空隙率一般在6%以上,降落到路面上的水很容易进入面层混合料内部,从而带来了水损害的隐患。
另一方面,由于毛细管作用地下水会通过基层向上聚集,浸入到下面层内部,待到春融季节开始发作,造成水损坏。所以沥青路面的水损坏有时是从下面层破坏开始的。
二是基层的选择。路面基层的性能对沥青路面低温抗裂性的影响是很大的。
首先,半刚性基层较之级配碎石基层热容量小,与沥青面层的附着粘结能力差,尤其是本身的收缩性很大,用做基层时,横向裂缝要多些。其次,基层与面层附着能力若差,将使面层产生一定的自由收缩变形,沥青混合料的应力松弛性能得不到充分发挥,温度应力将在面层内积聚,无法传递到基层,就很容易使沥青路面开裂。
二、预防沥青路面病害的技术措施
1、合理选择沥青混合料的级配类型
沥青混合料的级配类型对沥青路面使用性能的影响极大,各种沥青混合料级配有着不同的使用性能。在实际工作中,可根据实际情况,具体选择相应的混合料级配,并且所选择的混合料级配应尽可能与原面层级配一致。
当前,在沥青路面养护工程中,应当大力推广应用SMA混合料。SMA是一种新型的沥青混合料,它能够平衡普通沥青混合料高温稳定性与低温抗裂性、抗疲劳性,表面服务功能和耐久性的矛盾,。综合技术性能非常优良。
2、使用改性沥青
沥青的技术性能如何,对沥青路面的低温抗裂性起着决定性作用,对高温稳定性起40%左右作用,对抗疲劳性起60%左右的作用。所以,从改性沥青着手,来提高沥青路面的使用性能,是多年来始终在研究的一个技术问题。
实践证明,在沥青路面封层、中修罩面、大修及改善等养护工程中使用改性沥青,可大大提高养护质量,延长路面使用寿命。
3、提高集料质量
沥青混合料是由沥青、集料和矿粉按一定的配合比组成的,集料质量差,沥青混合料的质量必然受到影响。
必须在保证集料质量的前提下,才能考虑如何控制矿料的级配,如何提高沥青的性能等等。
4、提高沥青路面的施工质量
提高施工质量无疑是保证沥青路面使用性能的最基本措施,在当前的沥青路面施工中,要重点解决好三个最关键的问题。
一是要保证平整度,二是要保证压实度,三是要保证沥青混合料的均匀性。
5、提高路面基层的使用性能
沥青路面属柔性路面,抗弯拉强度较低。因而要求路面的基层应具有足够的强度和稳定性。
在路面基层混合料的选择方面,应主要考虑以下因素:一是强度,二是抗裂性能和抗冻性能, 三是水稳定性能。
长期的养护实践表明,破坏现象并不都是经反复荷载作用而产生的疲劳破坏,大多是在远未达到沥青路面设计年限以前发生的。
所以,重视沥青路面的病害分析与预防工作,开展积极的研究,引入新材料、新技术、新工艺,努力提高技术水平,对于延长路面寿命是十分重要的。
(作者单位:安阳市市政建设维护管理处 河南东方能源股份有限公司)
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